高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題56 測(cè)定玻璃的折射率（練）（含解析）1

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專題56 測(cè)定玻璃的折射率（練） 1．為了測(cè)定光在透明的有機(jī)玻璃中的傳播速度，實(shí)驗(yàn)室中可提供的器材有：矩形有機(jī)玻璃、秒表、平行光光源、刻度尺、三角板、木板、白紙、大頭針若干等．已知真空中的光速是c＝3．0108 m/s． （1）請(qǐng)從上述器材中選出必需的器材來測(cè)量光速； （2）說明測(cè)量光速的方法和要測(cè)量的量，并給出計(jì)算光速的公式． 【答案】見解析 【解析】（1）必需的實(shí)驗(yàn)器材有：矩形有機(jī)玻璃、刻度尺、三角板、木板、白紙和大頭針． （2）用插針法得出光通過有機(jī)玻璃條的光路如圖所示，具體做法： 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握折射定律的內(nèi)容．畫出光路圖是基礎(chǔ) 2．如圖所示為光學(xué)實(shí)驗(yàn)用的長(zhǎng)方體玻璃磚，它的____面不能用手直接接觸． 在用插針法測(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個(gè)針孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的針正好擋住插在a、b位置的針的像，但最后一個(gè)針孔的位置不同，分別為d、e兩點(diǎn)，如圖9所示．計(jì)算折射率時(shí)，用______（填“d”或“e”）點(diǎn)得到的值較小，用________（填“d”或“e”）點(diǎn)得到的值誤差較小． 【答案】光學(xué)　de　 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握折射定律的內(nèi)容．畫出光路圖是基礎(chǔ)。 3．某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率（如圖所示）．實(shí)驗(yàn)的主要過程如下： A．把白紙用圖釘釘在木板上，在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy，在白紙上畫一條線段AO表示入射光線． B．把半圓形玻璃磚M放在白紙上，使其底邊aa′與Ox軸重合． C．用一束平行于紙面的激光從y>0區(qū)域沿y軸負(fù)方向射向玻璃磚，并沿x軸方向調(diào)整玻璃磚的位置，使這束激光從玻璃磚底面射出后，仍沿y軸負(fù)方向傳播． D．在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2． E．在坐標(biāo)系y<0的區(qū)域內(nèi)豎直地插上大頭針P3，并使得從P3一側(cè)向玻璃磚方向看去，P3能同時(shí)擋住P1和P2． F．移開玻璃磚，連接O、P3，用圓規(guī)以O(shè)點(diǎn)為圓心畫一個(gè)圓（如圖中虛線所示），此圓與AO線交點(diǎn)為B，與OP3線的交點(diǎn)為C．確定出B點(diǎn)到x軸、y軸的距離分別為x1、y1，C點(diǎn)到x軸、y軸的距離分別為x2、y2． （1）若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)沒有將玻璃磚的底邊aa′與Ox軸重合，而是向y>0方向側(cè)移了一些，這將導(dǎo)致所測(cè)的玻璃折射率與其真實(shí)值相比________．（選填“偏大”、“不變”或“偏小”） （2）若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在y<0的區(qū)域內(nèi)，從任何角度都無(wú)法透過玻璃磚看到P1、P2，為能透過玻璃磚看到P1、P2，應(yīng)采取的措施是：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________． 【答案】（1）偏大（2）重新畫線段AO；減小AO與y軸間的夾角（或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，重新畫坐標(biāo)系） 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握折射定律的內(nèi)容．畫出光路圖是基礎(chǔ) 1．如圖，直徑為d的廣口瓶，當(dāng)瓶?jī)?nèi)沒有液體時(shí)，眼睛能看到側(cè)壁上離瓶口處的A點(diǎn)；當(dāng)瓶?jī)?nèi)裝滿某種透明液體時(shí)，若眼的觀察位置不變，則能看到離瓶口處的B點(diǎn)，則此種液體的折射率為_____________． 【答案】 【解析】由題意知：瓶?jī)?nèi)裝滿液體時(shí)，從B點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)水面折射后其折射光線的反向延長(zhǎng)線交側(cè)壁于A點(diǎn)．設(shè)入射角為i，，折射角為r，，則液體折射率． 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握折射定律的內(nèi)容．畫出光路圖是基礎(chǔ) 2．測(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)如圖所示，在把玻璃磚放在白紙上之前應(yīng)在紙上先畫好三條直線，它們分別是______________、______________、______________，最后按正確的要求插上大頭針P3、P4，由P3、P4的位置決定了光線的的______________方向，從而確定了折射光線______________的方向． 【答案】aa′ MM′ AOO′B O′O 【名師點(diǎn)睛】本題考查對(duì)用插針法測(cè)定玻璃磚折射率原理的理解和方法的掌握程度，基礎(chǔ)題． 3．某同學(xué)利用“插針法”測(cè)定玻璃的折射率，所使用的玻璃磚兩面平行。正確操作后，作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖8所示。 （1）此玻璃的折射率計(jì)算式為n =（用圖中的θ1、θ2表示）； （2）如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度（填“大”或“小”）的玻璃磚來測(cè)量。利用插針法可以測(cè)量半圓柱形玻璃磚的折射率。實(shí)驗(yàn)方法如下：在白紙上做一直線MN，并做出它的一條垂線AB，將半圓柱形玻璃磚（底面的圓心為O）放在白紙上，它的直邊與直線MN對(duì)齊，在垂線AB上插兩個(gè)大頭針P1和P2，然后在半圓柱形玻璃磚的右側(cè)插上適量的大頭針，可以確定光線P1P2通過半圓柱形玻璃磚后的光路，從而求出玻璃的折射率。實(shí)驗(yàn)室中提供的器材除了半圓柱形玻璃磚、木板和大頭針外，還有量角器等； （3）某學(xué)生用上述方法測(cè)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，但在半圓柱形玻璃磚右側(cè)的區(qū)域內(nèi)，不管眼睛放在何處，都無(wú)法透過半圓柱形玻璃磚同時(shí)看到P1、P2的像，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，他應(yīng)該采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　??； （4）為了確定光線P1P2通過半圓柱形玻璃磚后的光路，在玻璃磚的右側(cè)，最少應(yīng)插枚大頭針。 （5）請(qǐng)?jiān)诎雸A柱形玻璃磚的右側(cè)估計(jì)所插大頭針的可能位置，并用“”表示，做出光路圖。為了計(jì)算折射率，應(yīng)該測(cè)量的量（在光路圖上標(biāo)出），有：　　 ，計(jì)算折射率的公式是　　　　　　　　　　。 【答案】（1）； （2）大；（3）光線P1P2垂直于界面進(jìn)入半圓柱形玻璃磚后，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；向上移動(dòng)半圓柱形玻璃磚，使到達(dá)圓弧面上光線的入射角小于臨界角； （4）1枚；（5）光路圖如圖，光在圓弧面上D點(diǎn)發(fā)生折射，法線為OD直線，測(cè)出入射角i和折射角r，折射率 （4）因?yàn)榇怪比肷涞墓饩€傳播方向不改變，即光線P1P2通過半圓柱形玻璃磚的出射點(diǎn)已知，所以為了確定光線P1P2通過半圓柱形玻璃磚后的光路，在玻璃磚的右側(cè)，最少應(yīng)插1枚大頭針 （5）光路圖如下圖，光在圓弧面上D點(diǎn)發(fā)生折射，法線為OD直線，測(cè)出入射角i和折射角r， 折射率 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握折射定律的內(nèi)容．畫出光路圖是基礎(chǔ) 1．【2015北京21（1）】“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，在白紙上放好玻璃磚，和分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，如圖1所示，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針和，用“+”表示大頭針的位置， 然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針和，在插和時(shí)，應(yīng)使（選填選項(xiàng)前的字母） A．只擋住的像 B．只擋住的像 C．同時(shí)擋住、的像 【答案】C 【解析】在“測(cè)定玻璃磚的折射率”實(shí)驗(yàn)中，由折射的光路可知插針時(shí)應(yīng)使同時(shí)擋住、的像，同時(shí)擋住、、的像，故選項(xiàng)C正確。 【考點(diǎn)定位】測(cè)定玻璃的折射率。 【規(guī)律總結(jié)】動(dòng)手操作的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)步驟是重點(diǎn)掌握的。