2019版高考物理一轮复习实验增分专题15测定玻璃的折射率对应演练

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1、实验十五测定玻璃的折射率对应演练·迁移运用1．如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的__光学__面不能用手直接接触．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图乙所示．计算折射率时，用__d__(选填“d”或“e”)点得到的值较小，用__e__(选填“d”或“e”)点得到的值误差较小．解析　光学面若被手接触污染，会影响观察效果，增加实验误差；分别连接cd和ce并延长到界面，与界面分别交于

2、O1、O2两点，由n＝不难得出用d点得到的折射率值较小，过c点的出射光线应平行于ab，利用直尺比对并仔细观察，可知ce∥ab，故用e点得到的折射率值误差较小．2．某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出__玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ__，即可

3、计算玻璃砖的折射率．请用你测量的量表示出折射率n＝____．解析　光线指向圆心入射时不改变传播方向，恰好观察不到P1、P2的像时发生全反射，测出玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ，此时入射角θ即为全反射临界角，由sinθ＝得n＝．3．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻

4、璃砖轮廓，如图所示(O为两弧圆心；图中已画出经过P1、P2点的入射光线)．(1)在图上补画出所需的光路图(2)为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上标出这两个角．(3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象知玻璃砖的折射率n＝__1.5__．解析　(1)P3、P4的连线与CD的交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖中的光路，如图所示．(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，作出入射角和

5、折射角如上图中i、r所示．(3)图象的斜率k＝，由图乙可知斜率为1.5，即该玻璃砖的折射率为1.5．4．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′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，则(1)甲同学测得的折射率与真实值相比__偏小__(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．(2)乙同学测得折射率与真实值相比__不变__(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．(3)丙同学测得的折

6、射率与真实值相比__可能偏大、可能偏小、可能不变__．解析　(1)用图①测定折射率时，会导致玻璃中折射光线偏折小了，所以折射角增大，折射率减小．(2)用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关．(3)用图③测折射率时，因为界面bb′部分在玻璃砖外侧，部分在内侧，故无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变．