高考物理一轮复习54 实验测定玻璃的折射率.docx
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高考物理一轮复习54实验测定玻璃的折射率
2020年高考物理一轮复习:
54实验:
测定玻璃的折射率
姓名:
________班级:
________成绩:
________
一、多选题(共1题;共3分)
1.(3分)(2019高二下·厦门期中)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
二、实验探究题(共11题;共39分)
2.(3分)某同学用插针法测量半圆形的玻璃砖的折射率,实验步骤如下:
①首先在白纸上画一条直线aa′,再画一条入射光线AO.
②然后把半圆形的玻璃砖放在白纸上,使平界面与直线aa′对齐,且使其圆心与O点对齐.
③在AO上间隔一定距离竖直地插上2枚大头针P1、P2.
(1)在半圆形的玻璃砖的圆形侧插上第三枚大头针P3,使其同时挡住________.
(2)画出完整的光路图.
(3)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=________(保留3位有效数)
3.(2分)如图所示,在做《测定玻璃砖的折射率》的实验时,提供的实验器材是:
两对面平行的玻璃砖一块,大头针四枚,白纸一张,直尺一把.
部分实验操作步骤如下:
①先在白纸上画出一条直线EE′,代表两种介质的分界面;再画出一直线段AB代表入射光线;然后画出分界面上B点处的法线.
②把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的一个长边与EE’对齐,然后用笔沿着玻璃砖的面画出直线FF’.
③在直线AB上竖直地插上两枚大头针G1、G2,然后透过玻璃砖观察大头针G1、G2的像,调整视线方向,直到G1的像被G2挡住.
④再在观察的这一侧竖直地插上两枚大头针G3、G4,用G3挡住G1和G2的像,用G4挡住G3以及G1、G2的像.
⑤移去大头针和玻璃砖,过G3、G4的插点画直线CD,与FF’相交于C点,画出直线BC.
(1)还缺少的器材是________.
(2)上述操作中有一处错误,这个错误出现在步骤________中.(填写步骤序号)
(3)某同学在用“插针法”测定一块矩形玻璃砖的折射率时,在纸上画出的界面aa'和bb'与玻璃砖的位置关系如图所示,他的其他操作均正确,则他测得的折射率与真实值相比________.(填“偏大”或“偏小”)
4.(2分)(2017高二下·邯郸期末)如图甲,长方形玻璃砖的上下表面是磨砂面,前侧面是光学面,后侧面是镀银面,前后面间的距离为d,现用圆规和直尺测定其折射率,主要操作如下(俯视图如图乙)
A.在木板上固定一张白纸,在白纸上画一条直线ab,并在适当位置作ab的垂线ON
B.利用圆规和直尺作∠aON角平分线AO
C.在AO上的适当位置竖直固定两枚大头针P1、P2
D.放上玻璃砖,使光学面的底线与ab重合
E.通过光学面观察P1、P2经镀银面成的像,并在视线上插一枚大头针P3,使P3挡在P1、P2的像;再插一枚大头针P4,使P4挡住P3及P1、P2的像
F.连接P4P3并延长与ab相交于O1.
(1)
P4、P3连线与直线ab的夹角为θ=________.
(2)
若测得O、O1间的距离为l,则该玻璃砖的折射率可表示为n=________.
(3)
若操作中玻璃砖的实际位置没有与ab重合,而位于ab的后方(图中的虚线处),则测得的折射率比真实值________(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
5.(2分)(2019高二下·元坝期中)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.(7分)用“插针法”测一块两面不平行的玻璃砖的折射率.
(1)下列操作应该在将玻璃砖放在白纸上之前完成的有 .
A.在白纸上画一条直线代表空气与玻璃的一个界面
B.在白纸上画两条直线代表空气与玻璃的两个界面
C.画一条线段代表入射光线
D.画一条线段代表折射光线
E.画一条线段代表光线透过玻璃砖后的传播路径
(2)放好玻璃砖,在玻璃砖的一侧的合适位置插上两枚大头针P1和P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P2挡住P1的像;接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针P3,P4,使________挡住________的像,________挡住________的像.P1、P2、P3、P4在纸上的位置如图所示,虚线代表玻璃砖的四个面.
①在图上将实验所需的图补充完整________;
②测量工具是量角器,为了测出玻璃砖的折射率,需要测量的物理量是________,
③计算折射率的公式n=________.(要求用②中测得的物理量表示)
7.(4分)(2020·莆田模拟)某同学用“插针法”测一玻璃砖的折射率。
①在木板上平铺一张白纸,并把玻璃砖放在白纸上,在纸上描出玻璃砖的两条边界。
然后在玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针P1、P2,透过玻璃砖观察,在玻璃砖另一侧竖直插大头针P3时,应使P3________,用同样的方法插上大头针P4。
②在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作一半径为5.00cm的圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN'的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示。
测得AC=4.00cm,BD=2.80cm,则玻璃的折射率n=________。
8.(3分)根据所学知识完成填空:
(1)用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中,把P1、P2连线与玻璃砖表面垂线的夹角作为________角,这个角过小会________,过大会使从bb′面看不到P1、P2的________;若已确定了P1、P2的位置,欲确定P3的位置,应在观察时使P3________,
(2)在图中作出光路图,并标出入射角、折射角.
(3)该玻璃折射率的表达式为________(用图中夹角表示)
9.(2分)(2018·浙江模拟)小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率.
(1)小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上,图示操作较为规范与合理的是________.
(2)小张发现玻璃砖上下表面不一样,一面是光滑的,一面是磨砂的,小张要将玻璃砖选择________;
填“磨砂的面”或“光滑的面”
与白纸接触的放置方法进行实验较为合理.
(3)小张正确操作插好了4枚大头针,如图所示,请帮助小张画出正确的光路图
然后进行测量和计算________,得出该玻璃砖的折射率
________;
保留3位有效数字
10.(6分)一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能穿过此表面).现要测定此玻璃砖的折射率,给定的器材还有:
白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器.实验时,先将玻璃砖放到水平白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸面上画出直线aa′和bb′,aa′表示镀银的玻璃表面,bb′表示另一表面,如图所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2.用P1、P2的连线表示入射光线.
(1)为了测量该玻璃砖的折射率,请在图中作出P3、P4的大致位置.
(2)移去玻璃砖与大头针,在白纸上通过作图的方法得到光线从空气射入玻璃砖中的入射角θ1与折射角θ2.则该玻璃砖的折射率n=________.
11.(6分)(2019高二下·厦门期中)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.(2分)用三棱镜做测定玻璃折射率的实验,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、P1和P2的像,在纸上标出大头针的位置和三棱镜的轮廓如图所示.
(1)①在图中画出所需的光路;
②为了测出三棱镜玻璃的折射率,需要测量哪些物理量?
在图中标出它们;
(2)计算折射率的公式是n=________.
参考答案
一、多选题(共1题;共3分)
1-1、
二、实验探究题(共11题;共39分)
2-1、
2-2、
2-3、
3-1、
3-2、
3-3、
4-1、
4-2、
4-3、
5-1、
5-2、
6-1、
6-2、
7-1、
8-1、
8-2、
8-3、
9-1、
9-2、
9-3、
10-1、
10-2、
11-1、
11-2、
12-1、
12-2、
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