2024_2025学年新教材高中物理第四章光实验测量玻璃的折射率训练含解析新人教版选择性必修第一册.docx

PAGE

3-

试验:测量玻璃的折射率

课后篇巩固提升

必备学问基础练

1.(多选)某同学用“插针法”做测量玻璃折射率的试验时,他的方法和操作步骤都正确无误,但他处理试验数据时,发觉玻璃砖的两个光学面aa和bb不平行,如图,则()

A.P1P2与P3P4两条直线平行

B.P1P2与P3P4两条直线不平行

C.他测出的折射率偏大

D.他测出的折射率不受影响

解析光线由aa进入玻璃砖时,由折射定律得n=sinαsinβ,光线由bb射出玻璃砖时,由折射定律得n=sinθ2sinθ1。若aa∥bb,则有θ1=β,进而有α=θ2,出射光线OB与入射光线AO平行。若aa和bb不平行,则有θ1≠β,进而有α≠θ2,出射光线OB与入射光线

答案BD

2.(2024天津卷)某小组做测定玻璃的折射率试验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸。

(1)下列哪些措施能够提高试验精确程度。?

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖

B.选用两光学表面平行的玻璃砖

C.选用粗的大头针完成试验

D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些

(2)该小组用同一套器材完成了四次试验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示,其中试验操作正确的是。?

(3)该小组选取了操作正确的试验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,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,则玻璃的折射率n=。(用图中线段的字母表示)?

解析(1)在插针法测定玻璃的折射率试验中,运用两光学面间距大的玻璃砖能更精确地确定玻璃砖内光线的位置,有利于减小试验误差,而两光学面是否平行对测量折射率没有影响,选项A精确、B错误;插针时要求后插的针拦住先插的针或先插的针的像,故选用细一点的大头针能更精确地确定光线位置,提高试验精确度,选项C错误;试验中是依据同侧两枚大头针的连线来确定入射光线或出射光线,故距离大些更好,选项D精确。

(2)由题图可知试验运用的是平行玻璃砖,故出射光线应当与入射光线平行,选项A出射光线与入射光线在同始终线上,选项B、C中出射光线与入射光线不平行,故只有选项D正确。

(3)设图中入射角为i,折射角为r,则sini=ACOA、sinr=BDOB,故折射率n=

答案(1)AD(2)D(3)AC

关键实力提升练

3.在测定玻璃折射率的试验中:

(1)操作步骤如下:

①先在白纸上画出一条直线aa代表两种介质的界面,过aa上的O点画出界面的法线NN,并画一条线段AO作为入射光线。

②把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa对齐。

③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖视察大头针P1、P2的像。调整视线方向,直到P1的像被P2拦住。再在视察的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3拦住P1、P2的像,P4拦住P1、P2的像和P3,登记P3、P4的位置。

④移去大头针和玻璃砖,连接P3、P4作为折射光线,测量出入射角θ1与折射角θ2,填入表格中。

上述操作步骤中存在严峻的缺漏和错误,应做的补充和改正是?

。?

(2)正确进行试验后测出了多组入射角θ1与折射角θ2,并作出了sinθ1-sinθ2的图像如图所示。则下列说法正确的是。?

A.试验时,所测光线是由空气射入玻璃

B.玻璃的折射率为0.67

C.玻璃的折射率为1.5

解析(1)步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一个界面bb;步骤④中应通过P3、P4的连线与bb的交点O和aa上的入射点O,作出玻璃砖中的折射光线OO。

(2)由题图可看出入射角θ1小于折射角θ2,因此,所测光线应当是由玻璃射入空气;则玻璃折射率n=sinθ2sinθ

答案(1)见解析(2)C

4.在测量玻璃的折射率试验中,主要步骤如下:

(1)如图,在放置好平行玻璃砖的白纸上竖直插上大头针P1、P2确定入射光线,然后在另一侧透过玻璃砖视察,插上大头针P3,使它拦住P2、P1的像,接着插上第四枚大头针P4,使它拦住。?

(2)撤去玻璃砖,在试验记录图(如图)中补画出完整的光路图。

(3)依据正确的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=(结果保留一位小数)。?

解析(1)第四枚大头针P4要拦住P3及P2、P1的像。

(2)光路如图所示。

(3)依据正确的光路图进行测量可得入射角θ1=45°,折射角θ2=30°,得该玻璃砖的折射率n=sin45°sin30°

答案(1)P3及P2、P1的像(2)光路图见解析(3)1.4