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  • 2021-06-02 发布

2021高考物理(选择性考试)人教版一轮规范演练:57 测定玻璃的折射率

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www.ks5u.com 规范演练57 测定玻璃的折射率 ‎1.(2019·福建龙岩期中)在测定玻璃折射率的实验中:‎ ‎(1)某同学实验插针的步骤如下:‎ A.在表示入射光线的AO上插上大头针P1、P2;‎ B.通过玻璃砖观察P2、P1,调整视线,直到P1的像被P2的像挡住;‎ C.再观察一侧插上大头针P3、P4,记下P3、P4的位置.‎ 这位同学在操作中有什么重要疏漏?__________________‎ ‎____________________________________________________‎ ‎(2)以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心,以某一适当长度R为半径画圆,与OA交于A,与OO′的延长线交于C,如图所示,过A、C分别作玻璃砖界面的法线MN的垂线,图中B、D分别为垂足,用刻度尺量得AB=45 mm,CD=30 mm,则玻璃砖的折射率为    .‎ ‎(3)在测定玻璃的折射率的实验中,对一块两面平行的玻璃砖,用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线,现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所示的四组插针结果.‎ ‎①从图上看,肯定把针插错了的同学是    .‎ ‎②从图上看,测量结果准确度最高的同学是    .‎ 甲 乙  丙   丁 解析:(1)这位同学在操作中的重要疏漏是:插针时应使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P1、P2、P3的像.‎ ‎(2)设光线在玻璃砖上表面的入射角为i,折射角为r.根据数学知识得:sin i=,sin r=则折射率为n====1.5.‎ ‎(3)‎ 甲   乙   丙   丁 ‎①作出光路图如图所示,可知丙图出射光线与入射光线在同一直线上,肯定把针插错了.②入射角和折射角较大,角度测量的相对误差较小,计算出的折射率准确度高,从图上看,测量结果准确度最高的同学是丁.‎ 答案:(1)插针时应使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P1、P2、P3的像 (2)1.5 (3)丙 丁 ‎2.(2019·浙江舟山模拟)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中,玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行,aa′边与bb′边不平行.某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′,如图所示.‎ ‎(1)实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO.接着,眼睛在玻璃砖的    (选填“同一侧”或“另一侧”)观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线.‎ ‎(2)实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上?    ‎ ‎(选填“是”或“否”).‎ ‎(3)下列操作可以减小实验误差的是     (填字母代号).‎ A.适当增大大头针P1、P2的间距 B.选择玻璃砖相互平行的ab、a′b′边来测量 C.选用尽可能细的笔画线 D.使AO的入射角接近于90°‎ 解析:(1)实验时,眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针P1和P2,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线.‎ ‎(2)实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上,而不是针帽.‎ ‎(3)大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时,引起的角度误差会减小,A正确;插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故B错误;为了准确确定入射光线和折射光线,选用尽可能细的笔画线,故C正确;为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,效果会更好,但不是接近90°,故D错误.‎ 答案:(1)另一侧 (2)否 (3)AC ‎3.(2019·福建厦门期末)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行.正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示.‎ ‎(1)此玻璃的折射率计算式为n=    (用图中的θ1、θ2表示).‎ ‎(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度    (选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.‎ 解析:(1)光线由空气射入玻璃的入射角i=90°-θ1,折射角γ=90°-θ2,由折射率的定义可得n===.‎ ‎(2)根据平行玻璃砖对光线的影响可知,玻璃砖宽度越大,侧移量越大,折射角的测量误差越小.‎ 答案:(1) (2)大 ‎4.(2019·上海长宁模拟)某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的右侧观察到P1和P2的像,当P1的像恰好被P2的像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住P1、P2的像,P4也挡住P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示.‎ ‎(1)在图上画出对应的光路.‎ ‎(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以AB为分界面,需要测量的量是_________________________________________,在图上标出它们.‎ ‎(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=    .‎ ‎(4)若在描绘三棱镜轮廓的过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置,底边仍重合),若仍以AB为分界面,则三棱镜玻璃材料折射率的测量值    (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值.‎ 解析:(1)光路图如图所示.‎ ‎(2)若以AB为分界面,需要测量的量为入射角θ1、折射角θ2.‎ ‎(3)该三棱镜玻璃材料的折射率的计算公式为n=.‎ ‎(4)若在描绘三棱镜轮廓的过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移,仍以AB为分界面,将入射光线与AB的交点和出射光线与BC的交点连接起来,从而可知该连接线发生偏转,导致折射角变小,所以测量值比真实值大.‎ 答案:(1)如解析图所示 (2)入射角θ1、折射角θ2‎ ‎(3) (4)大于 ‎5.(2019·内蒙古松山月考)某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验,先在白纸上放好圆柱形玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,使P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图甲所示.‎ ‎  甲      乙 ‎(1)在图上画出所需的光路.‎ ‎(2)为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有         ‎ ‎(要求在图上标出).‎ ‎(3)写出计算折射率的公式n=    .‎ ‎(4)如图乙所示,将刻度尺直立在装满某种透明液体的宽口瓶中(液体未漏出),从刻度尺上A、B两点射出的光线AC和BC在C点被折射和反射后都沿直线CD传播,已知刻度尺上相邻两根长刻度线间的距离为1 cm,刻度尺右边缘与宽口瓶右内壁间的距离d=2.5 cm,由此可知,瓶内液体的折射率n=    (可保留根号).‎ 解析:(1)光路图如图所示.‎ ‎(2)为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有∠i和∠r.‎ ‎(3)折射率的公式为n=.‎ ‎(4)设从A发出的光线射到液面时入射角为i,折射角为r,则由几何知识得:‎ sin i==,‎ 根据光的反射对称性可知:折射角的正弦为 sin r==,‎ 所以折射率为n==.‎ 答案:(1)见解析 (2)∠i和∠r (3) (4)

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