高考物理一輪復(fù)習(xí)課時檢測七十八測定玻璃的折射率含解析新人教版-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

測定玻璃的折射率1．如圖所示，一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時，P3恰可擋住P1、P2所成的像，P4恰可擋住P3本身及P1、P2所成的像，則該玻璃磚的折射率n＝________。有一同學(xué)把大頭針插在P1′和P2′位置時，沿著P4、P3的方向看不到大頭針的像，其原因是________________________________________________________。解析：由題圖可知，當(dāng)光線由玻璃磚進(jìn)入空氣時，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，由光路的可逆性知，折射率n＝＝，當(dāng)光由玻璃磚進(jìn)入空氣時，若θ1≥C，則光發(fā)生全反射，而sin C＝＝，當(dāng)大頭針插在P1′、P2′時，入射角θ1＝60°>C，經(jīng)過P1′P2′的光線在MN處發(fā)生全反射，所以看不到大頭針的像。答案：　經(jīng)過P1′P2′的光線在MN處發(fā)生全反射2. (1)實(shí)驗(yàn)室有一梯形玻璃磚，某同學(xué)想用“插針法”測定玻璃的折射率。玻璃磚有4個光學(xué)面A、B、C、D，如圖甲所示，其中A、C兩面相互平行，實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)對入射面和出射面的認(rèn)識正確的是________。A．只能選用A、C兩面B．可以選用A、B兩面C．不能選用B、D兩面(2)該同學(xué)在選用A、C兩面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，正確操作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖乙所示。此玻璃的折射率計算式為n＝________(用圖中的θ1、θ2表示)。解析：(1)應(yīng)用插針法測玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)時，可以用A、C兩面，A、B兩面，A、D兩面或B、D兩面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故B正確。(2)折射角和入射角都是光線與法線的夾角，故玻璃的折射率n＝＝。答案：(1)B　(2)3.如圖所示，某同學(xué)用“插針法”測定一塊兩面不平行的玻璃磚的折射率，以下是幾個主要操作步驟： a．在平木板上固定白紙，將玻璃磚放在白紙上；b．用筆沿玻璃磚的邊緣畫界面AA′和BB′(如圖甲所示)；c．在AA′上方豎直插針P1、P2；d．在BB′下方豎直插針P3、P4，使P1、P2、P3、P4在一條直線上如圖甲。(1)以上步驟有錯誤的是________(填步驟的字母代號)。(2)改正了錯誤操作并進(jìn)行正確的操作和作圖后，該同學(xué)作出的光路圖如圖乙所示，其中P1P2垂直于AA′，測量出了θ、β的角度，則該玻璃磚的折射率n＝________。解析：(1)由用“插針法”測定玻璃磚的折射率實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)可知，不能用玻璃磚的光學(xué)邊界面(即邊緣)代替直尺，可知b步驟錯誤；在BB′下方豎直插針P3、P4時，應(yīng)使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3本身及P1、P2的像，由于AA′與BB′不平行，可知P3、P4所在直線與P1、P2所在直線不平行，且不在同一直線上，故d步驟錯誤。(2)由題圖乙易得，n＝＝。答案：(1)bd　(2)4．用圓弧狀玻璃磚做測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3本身及P1和P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示，其中O為兩圓弧圓心，圖中已畫出經(jīng)過P1、P2點(diǎn)的入射光線。(1)在圖甲上補(bǔ)畫出所需的光路。(2)為了測出玻璃的折射率，需要測量入射角i和折射角r，請在圖甲中的AB分界面上畫出這兩個角。(3)用所測物理量計算折射率的公式為n＝____________。(4)為了保證在弧面CD得到出射光線，實(shí)驗(yàn)過程中，光線在弧面AB的入射角應(yīng)適當(dāng)____________(填“小一些”或“大一些”)。(5)多次改變?nèi)肷浣?，測得幾組入射角和折射角，根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值，畫出了如圖乙所示的圖像，由圖像可知該玻璃的折射率n＝__________。解析：(1)連接P3、P4并使其連線與CD交于一點(diǎn)，此交點(diǎn)即光線從玻璃磚中射出的位置，由于P1、P2的連線與AB的交點(diǎn)即光線進(jìn)入玻璃磚的位置，連接兩交點(diǎn)即可作出玻璃磚中的光路，如圖所示。(2)連接O點(diǎn)與光線在AB上的入射點(diǎn)即法線，作出入射角i和折射角r如圖所示。(3)由折射定律可得n＝。(4)為了保證能在弧面CD得到出射光線，實(shí)驗(yàn)過程中，光線在弧面AB的入射角應(yīng)適當(dāng)小一些，才不會使光線在弧面CD上發(fā)生全反射。(5)圖像的斜率k＝＝n，由題圖乙可知斜率為1.5，即該玻璃的折射率為1.5。答案：(1)見解析圖　(2)見解析圖　(3)(4)小一些　(5)1.55.某研究性學(xué)習(xí)小組利用插針法測量半圓形玻璃磚的折射率。實(shí)驗(yàn)探究方案如下：在白紙上作一直線MN，并作出它的一條垂線AB，將半圓形玻璃磚(底面的圓心為O)放在白紙上，它的直邊與直線MN對齊，在垂線AB上插兩個大頭針P1和P2，然后在半圓形玻璃磚的右側(cè)插上適量的大頭針，可以確定光線P1P2通過玻璃磚后的光路，從而求出玻璃的折射率。實(shí)驗(yàn)中提供的器材除了半圓形玻璃磚、木板和大頭針外，還有量角器等。(1)某同學(xué)用上述方法測量玻璃的折射率，在他畫出的垂線AB上豎直插上了P1、P2兩枚大頭針，但在半圓形玻璃磚的右側(cè)區(qū)域內(nèi)，不管眼睛在何處，都無法透過玻璃磚同時看到P1、P2的像，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。他應(yīng)采取的措施是將半圓形玻璃磚沿MN線________(填“上移”或“下移”)。(2)為了確定光線P1P2通過玻璃磚后的光路，最少應(yīng)插________枚大頭針。請在半圓形玻璃磚的右側(cè)估計所插大頭針的可能位置，并用“×”表示，作出光路圖。(3)為了計算折射率，應(yīng)該測量的量(在光路圖上標(biāo)出)有________，計算折射率的公式為n＝________。解析：(1)不能同時看到P1、P2的像的原因是光線沿P1P2垂直界面進(jìn)入半圓形玻璃磚后到達(dá)圓弧面上的入射角大于臨界角，發(fā)生全反射現(xiàn)象，光不能從圓弧面折射出來，解決方法為沿MN向上移動半圓形玻璃磚，使到達(dá)圓弧面上的光線的入射角小于臨界角。(2)作出光路圖如圖所示。由圖可知，只需要1枚大頭針就可以確定出折射光線。(3)為了計算折射率，應(yīng)該測量的量有入射角i和折射角r，計算折射率的公式為n＝。答案：(1)光線在玻璃磚內(nèi)圓弧面上發(fā)生全反射現(xiàn)象　上移　(2)一　光路圖見解析　(3)入射角i、折射角r　