高考物理一轮复习阶段测试 实验：测定玻璃的折射率 (含解析)

备考2020年高考物理一轮复习测试   实验：测定玻璃的折射率

1.在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。 

以下说法正确的是：____________（本题为多选题，漏选、错选均不得分）

A. 甲同学测得的折射率与真实值相比一定偏大
B. 甲同学测得的折射率与真实值相比一定偏小
C. 乙同学测得的折射率与真实值相比一定偏大
D. 乙同学测得的折射率与真实值相比一定偏小
E. 丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大
F. 丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏小

2.如图所示，在“测量玻璃的折射率”的实验中，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找到跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而确定玻璃中的折射光线OO′。 

（1）在图中标记了四个角，分别为θ1、θ2、θ3、θ4  ， 则玻璃的折射率n =________。   

（2）下列措施中，不能减小实验误差的是_________。           

A. 玻璃砖界面aa'与bb'间的距离适当大些               B. 入射角要尽量小些
C. 大头针应竖直地插在纸面上                                D. 针P1与P2、P3与P4的间距要适当远些

3.如图所示，是利用插针法测定玻璃砖折射率的实验，玻璃砖的入射面ab和出射面cd并不平行。某同学操作的主要步骤如下： 

a．画入射面ab，放置玻璃砖，使玻璃砖上界面对准ab；

b．用针沿玻璃砖下界面确定出射面cd上的两点；

c．在ab面一侧插针P1、P2；

d．在cd面一侧插针P3  ， 使之挡住P1和P2；

e．插针P4  ， 使之挡住P3和P1、P2；

f．移去针和玻璃砖。

（1）请写出上述步骤中有错误的步骤序号，并写出对应正确的操作。________   

（2）改正操作中的错误后，该同学正确完成实验，做好光路图，并测量相关物理量，计算出玻璃砖的折射率。他重新放上玻璃砖，发现玻璃砖的出射面实际应为c’d’，如图中虚线所示，c’d’∥ cd．则他计算出的折射率比真实值________（填“偏大”、“ 偏小”或“不影响结果” ）。   

4.如图所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图，玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则： 

（1）出射光线与入射光线________（填“平行”或“不平行”）；   

（2）以入射点O为圆心，以R=5 cm长度为半径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线OQ交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得MN=1.68 cm，FE=1.12 cm，则该玻璃砖的折射率n=________。   

5.如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O  ， 在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3  ， 使P3挡住P1、P2的像，连接OP3  ， 图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点． 

（1）设AB的长度为l1  ， AO的长度为l2  ， CD的长度为l3  ， DO的长度为l4  ， 为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．   

（2）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．   

6.用三棱镜做“测定玻璃的折射率”的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2  ， 然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4  ， 使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图10所示。

（1）在本题的图上画出所需的光路。   

（2）为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________、________，并在图上标出它们。   

（3）计算折射率的公式是n=________。   

7.如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面 和 。O为直线AO与 的交点。在直线OA上竖直地插上 两枚大头针。 

①该同学接下来要完成的必要步骤有________

A．插上大头针 ，使 仅挡住 的像

B．插上大头针 ，使 挡住的 像和 的像

C．插上大头针 ，使 仅挡住  

D．插上大头针 ，使 挡住 和 、 的像

②某同学做“测定玻璃折射率”实验时，完成光路图后，由于没有量角器，借助圆规以O为圆心画圆，分别交入射光线于A点，交 连线延长线于C点．分别过A点、C点作法线 的垂线交 于B点、D点，则需要测量的物理量为________的长度 、________的长度 （用图乙中字母表示）。则此玻璃砖的折射率n= ________。（用 表示）

8.在“测定玻璃的折射率”实验时， 

（1）下列做法正确的是________           

A. 入射角越大，误差越小
B. 在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面
C. 实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量
D. 判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部

（2）小明同学在插针时玻璃砖的位置如图所示。根据插针与纸上已画的界面确定入射点与出射点，依据上述操作所测得的折射率________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。   

9.小显和小涛同学“用插针法测玻璃棱镜的折射率” 

（1）小显同学按实验步骤，先在纸上插下二枚大头针P1、P2  ， 然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外二枚大头针，如图（1）所示。则插针一定错误的是________（填“P3P4＂或＂P5P6”）按实验要求完成光路图________，并标出相应的符号，所测出的玻璃棱镜的折射率n＝________。   

（2）小涛同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，如图（2）所示。插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作正确的话，则在图（2）中右边的插针应该是________（选填＂P3P4＂、＂P3P6＂、＂P5P4＂、＂P5P6）   

10.如图所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA是画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针，如图放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上P3、P4大头针.  

（1）其中他确定P3大头针位置的方法应当是：________.   

（2）若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示，该同学还用圆规做了一个以O为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)，请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率，写出必要的计算过程．   

11.某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20. 00cm，AB间的距离为6. 00cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离为d1=10. 00crn，玻璃砖厚度d2=4. 00cm.  

（1）请作出到达B点光线的光路图；   

（2）玻璃的折射率n=________，光在玻璃中传播速度v=________m/s（光在真空中传播速度 ，结果均保留两位有效数字）。   

12.在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：

 

（1）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不自觉地碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了一些，如图甲所示.则他测出的折射率将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)；   

（2）乙同学在画界面时，不自觉地将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得折射率________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).   

参考答案

1.B,E,F   2.（1）（2）B  

3.（1）c．透过玻璃砖观察，在cd面一侧插针P3  ， 使之挡住P1的像和P2的像  

d．插针P4  ， 使之挡住P1的像、P2的像和P3（2）偏大  

4.（1）不平行（2）1.5  

5.（1）l1和l3；（2）偏小  

6.（1）
（2）入射角i；折射角r（3）

7.BD；AB；CD；     8.（1）C（2）偏小  

9.（1）；；（2）

10.（1）解：透过玻璃砖看，P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像
（2）解：如图，由折射定律可得n＝ ＝ ＝ ＝1.5  

11.（1）（2）1.2；

12.（1）不变（2）偏小