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备考2024届高考物理一轮复习分层练习第十四章光学实验十七测量玻璃的折射率
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这是一份备考2024届高考物理一轮复习分层练习第十四章光学实验十七测量玻璃的折射率，共4页。试卷主要包含了故B、D正确等内容，欢迎下载使用。
1.[2024北京丰台区开学考试]某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，作出光路图如图所示.光线与玻璃砖表面aa'和bb'分别交于O点和P点，他以O点为圆心、线段OP长度为半径作圆，该圆与入射光线交于A点.过A点和P点作法线NN'的垂线，垂足分别为B点和Q点，则该玻璃砖的折射率为（ A ）
A.n＝ABPQB.n＝OBOQC.n＝PQOAD.n＝ABOP
解析 根据光的折射定律有n＝sin∠AOBsin∠POQ＝ABRPQR＝ABPQ，故选A.
2.如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置，然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像.
（1）此后正确的操作步骤是 BD .
A.插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B.插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C.插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D.插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3
（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）.为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示.能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图 丙 （选填“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式为n＝ EDFG （用代表线段长度的字母ED、FG表示）.
解析 （1）此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3.故B、D正确.
（2）能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是题图丙，n＝sinθ1sinθ2＝EDODFGOG＝EDFG.
3.[2023湖北八校联考模拟]在用“插针法”测量玻璃折射率的实验中：
（1）在“用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率”的实验中，其实验光路图如图1所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是 BC .
A.为减小作图误差，P3和P4的距离应适当小一些
B.为减小测量误差，P1和P2的连线与玻璃砖界面法线的夹角应适当取大一些
C.为减小误差，应当选用宽度较大的玻璃砖完成实验
D.实验中玻璃砖在纸上的位置不可移动，可用玻璃砖代替尺子画出边界线以固定玻璃砖在纸上的位置
（2）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa'和bb'后，不小心碰了玻璃砖使它向aa'一侧平移了少许，如图2所示，他随后实验测得的折射率 不变 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）.
（3）乙同学在画界面时，不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些（bb'仍然与aa'平行），如图3所示，他随后实验测得的折射率 偏小 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）.
解析 （1）为减小作图误差，P3和P4的距离应适当大一些，A错误；P1和P2的连线与玻璃砖界面法线的夹角适当大一些，折射现象更明显，误差较小，B正确；宽度较大的玻璃砖，光在玻璃砖中的路程长，入射点与出射点距离较大，确定角度较准确，误差较小，C正确；不可用玻璃砖代替尺子，应沿玻璃砖描点后，用尺子画出玻璃砖界面，D错误.
（2）如图甲分析，测量的入射角与折射角没有误差，测得的折射率不变.
图甲 图乙
（3）如图乙分析，入射角不受影响，当折射角的测量值大于真实值时，根据n＝sinisinr，可知测得的折射率偏小.
4.[实验装置创新]通过动手做实验可让学生们提高对物理实验的理解和应用能力.如图所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白.
（1）用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d.
（2）在瓶内装满水.
（3）将刻度尺沿瓶口边缘竖直插入水中.
（4）沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度（即图中A点），同时看到水面上B点刻度的像B'恰与A点的像重合，如图，水面与直尺的C点相平，则 ∠OAC 和 ∠OB'C（或∠OBC） 分别等于入射角和折射角.
（5）读出 AC 和 AB（或BC） 的长度.
（6）由题中所给条件和前面步骤得到的数据，可以计算水的折射率n＝ d2＋AC2d2＋（AB－AC）2（或d2＋AC2d2＋BC2） .
解析 （4）从A点发出的光线经折射后进入眼睛，所以∠OAC等于入射角，∠OB'C（或∠OBC）等于折射角.
（5）若水面与直尺C点相平，读出AC和AB（或AC和BC）的长度.
（6）设从A点发出的光线射到水面时入射角为i，折射角为r，根据数学知识得sini＝dd2＋AC2，sinr＝dd2＋B'C2，则折射率为n＝sinrsini，根据对称性有B'C＝BC，联立得n＝d2＋AC2d2＋（AB－AC）2或d2＋AC2d2＋BC2.
1.[2024北京丰台区开学考试]某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，作出光路图如图所示.光线与玻璃砖表面aa'和bb'分别交于O点和P点，他以O点为圆心、线段OP长度为半径作圆，该圆与入射光线交于A点.过A点和P点作法线NN'的垂线，垂足分别为B点和Q点，则该玻璃砖的折射率为（ A ）
A.n＝ABPQB.n＝OBOQC.n＝PQOAD.n＝ABOP
解析 根据光的折射定律有n＝sin∠AOBsin∠POQ＝ABRPQR＝ABPQ，故选A.
2.如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置，然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像.
（1）此后正确的操作步骤是 BD .
A.插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B.插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C.插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D.插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3
（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）.为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示.能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图 丙 （选填“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式为n＝ EDFG （用代表线段长度的字母ED、FG表示）.
解析 （1）此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3.故B、D正确.
（2）能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是题图丙，n＝sinθ1sinθ2＝EDODFGOG＝EDFG.
3.[2023湖北八校联考模拟]在用“插针法”测量玻璃折射率的实验中：
（1）在“用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率”的实验中，其实验光路图如图1所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是 BC .
A.为减小作图误差，P3和P4的距离应适当小一些
B.为减小测量误差，P1和P2的连线与玻璃砖界面法线的夹角应适当取大一些
C.为减小误差，应当选用宽度较大的玻璃砖完成实验
D.实验中玻璃砖在纸上的位置不可移动，可用玻璃砖代替尺子画出边界线以固定玻璃砖在纸上的位置
（2）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa'和bb'后，不小心碰了玻璃砖使它向aa'一侧平移了少许，如图2所示，他随后实验测得的折射率 不变 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）.
（3）乙同学在画界面时，不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些（bb'仍然与aa'平行），如图3所示，他随后实验测得的折射率 偏小 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）.
解析 （1）为减小作图误差，P3和P4的距离应适当大一些，A错误；P1和P2的连线与玻璃砖界面法线的夹角适当大一些，折射现象更明显，误差较小，B正确；宽度较大的玻璃砖，光在玻璃砖中的路程长，入射点与出射点距离较大，确定角度较准确，误差较小，C正确；不可用玻璃砖代替尺子，应沿玻璃砖描点后，用尺子画出玻璃砖界面，D错误.
（2）如图甲分析，测量的入射角与折射角没有误差，测得的折射率不变.
图甲 图乙
（3）如图乙分析，入射角不受影响，当折射角的测量值大于真实值时，根据n＝sinisinr，可知测得的折射率偏小.
4.[实验装置创新]通过动手做实验可让学生们提高对物理实验的理解和应用能力.如图所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白.
（1）用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d.
（2）在瓶内装满水.
（3）将刻度尺沿瓶口边缘竖直插入水中.
（4）沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度（即图中A点），同时看到水面上B点刻度的像B'恰与A点的像重合，如图，水面与直尺的C点相平，则 ∠OAC 和 ∠OB'C（或∠OBC） 分别等于入射角和折射角.
（5）读出 AC 和 AB（或BC） 的长度.
（6）由题中所给条件和前面步骤得到的数据，可以计算水的折射率n＝ d2＋AC2d2＋（AB－AC）2（或d2＋AC2d2＋BC2） .
解析 （4）从A点发出的光线经折射后进入眼睛，所以∠OAC等于入射角，∠OB'C（或∠OBC）等于折射角.
（5）若水面与直尺C点相平，读出AC和AB（或AC和BC）的长度.
（6）设从A点发出的光线射到水面时入射角为i，折射角为r，根据数学知识得sini＝dd2＋AC2，sinr＝dd2＋B'C2，则折射率为n＝sinrsini，根据对称性有B'C＝BC，联立得n＝d2＋AC2d2＋（AB－AC）2或d2＋AC2d2＋BC2.
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