鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 科学测量:玻璃的折射率练习

4.2科学测量：玻璃的折射率同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图甲所示。乙同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则（　　）

A．甲测得折射率偏大，乙测得折射率偏小

B．甲测得折射率偏小，乙测得折射率不变

C．甲测得折射率不变，乙测得折射率偏小

D．甲测得折射率不变，乙测得折射率不变

2．在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，某同学在画玻璃砖下界面bb′时，上界面与aa′直线离开了一段距离，但aa′与bb′仍然平行，如图所示．如果其他操作不变，他测得玻璃砖的折射率比真实值将：（        ）

A．偏大 B．偏小

C．仍然准确 D．以上均有可能

3．某同学测定玻璃砖的折射率。如图所示，半圆形玻璃砖的直径边界为EF、半圆弧边界为ECF，CD垂直EF并过圆心O。某次实验中，他沿OA画一条直线，并在OA线上适当位置竖直插上两枚大头针P1、P2；放上玻璃砖后，在另一侧依次寻找合适位置竖直插上大头针P3、P4，移走玻璃砖和大头针后，过P3、P4针孔作出直线OB，OB可看成沿OA入射的光透过玻璃砖后的折射光线。下列选项正确的是（　　）

A．测定折射率的表达式为

B．作图时必需在纸上画出EF边界和ECF边界

C．沿AO方向看去，P1会挡住P2、P3、P4

D．实验中∠AOC可以取0~90°之间的任意值

4．做“用插针法测定玻璃折射率” 实验时，图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面．几位同学进行了如下操作：说法正确的是______．

A．选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行，其它操作正确，会使测得的折射率偏小．

B．为了减小误差，应适当使入射角适当大一些．

C．一同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，不小心下边界画得上去一些，使其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其它操作正确，会使测得的折射率偏小．

D．保持O点不动，增大入射角，在bb′ 侧调整观察视线，将看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′ 侧面发生了全反射

5．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是（　　）

A．若、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像

B．实验中为方便操作可用玻璃砖代替尺子画线

C．为了减小作图误差，和的距离应适当大一些

D．为减小测量误差，、连线与玻璃砖界面法线的夹角越大越好

6．做“用插针法测定玻璃折射率”实验时，图示直线aa′与bb′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面。几位同学进行了如下操作：说法正确的是（     ）

A．放置玻璃砖时两个光学面aa′、bb′前后平移了一小段，其它操作正确，会使测得的折射率偏小

B．为了减小误差，应行当使入射角适当大一些

C．一同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，不小心下边界画得上去一些，使其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其它操作正确，会使测得的折射率偏小

D．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，将看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′侧面发生了全反射

7．小柯同学在学校里做了“测定玻璃的折射率的实验”，到家里他发现就有一块呈长方体的透明厚玻璃砖，他还找来了一支激光笔、一块泡沫板、一张白纸、几根牙签，就开始做上了。他操作时发现当牙签遮挡住细激光束时，牙签上会有耀眼光斑(如图戊所示)，此时按下牙签，就可在白纸上记下激光束经过的一个位置。请问小柯同学要完成图已光路至少需要几根牙签_______？

A．1根 B．2根 C．3根 D．4根

8．在用插针法测定梯形玻璃砖的折射率的实验中，某同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系如图所示，光从射入玻璃砖，从射出，该同学其他实验操作均正确，且均以为界面画光路图，该同学测得的折射率与真实值相比（　　）

A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定

9．某同学做测定玻璃的折射率的实验，操作时将玻璃砖的界线aa′、bb′画好后误用了另一块宽度稍窄的玻璃砖，如图所示。实验中除仍用原界线外，其余操作都正确，则测得的玻璃砖的折射率将（　　）

A．偏大 B．偏小 C．不影响结果 D．不能确定

10．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是（　　）

A．为了减少作图误差，和的距离应适当取大些

B．为了减少测量误差，连线与玻璃砖界面的夹角应尽量取大一些

C．若的距离较大时，通过玻璃砖会看不到的像

D．若连线与法线间夹角较大时，有可能在玻璃砖一侧就看不到的像

11．甲，乙同学用插针法测定玻璃砖折射率的实验图景如图所示，他们按正确实验操作各插了四枚大头针，其中大头针a、b、c的位置均相同，但最后一枚大头针的位置不同，甲、乙分别插在d，e两处，下列说法正确的是（　　）

A．实验中，入射角应小些

B．甲测得的玻璃砖折射率比乙的大

C．乙在插第四枝大头针时，使e挡住a、b的像和c

D．若入射角太大，光会在玻璃砖的下表面发生全反射

12．如图所示，一束可光见穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，下列说法正确的是（　　）

A．有可能单色光a是紫光，单色光b是黄光

B．玻璃砖对单色光a的折射率大于对单色光b的折射率

C．从玻璃砖中出射后，单色光a的出射角大于单色光b的出射角

D．单色光a在玻璃砖中的传播速度大于单色光b在玻璃砖中的传播速度

13．如图所示，光从A点射入圆形玻璃，从点射出，若出射光线相对于入射光线的偏向角为，劣弧所对的圆心角为，下列说法正确的是（　　）

A．玻璃的折射率是

B．玻璃的折射率是

C．光线在点的入射角为

D．玻璃的折射率是

14．如图所示，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下说法正确的是（　　）

（1）本实验必须选用两折射面相互平行的玻璃砖

（2）若有多块平行玻璃砖可选用，应选择两平行折射面距离最大的一块

（3）P1、P2及P3、P4之间的距离适当取得大些，可以提高准确度

（4）若入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射

A．（1）（2） B．（1）（3） C．（2）（3） D．（1）（4）

15．如图所示，用插针法测定玻璃的折射率。下列说法正确的是（　　）

A．若选用两折射面不平行的玻璃砖，则无法进行实验

B．为了提高准确度，P1与P2及P3与P4之间的距离应适当大些

C．若有多块平行玻璃砖可选，应选择两平行折射面距离最小的玻璃砖

D．若入射角1太大，则折射光线会在平行玻璃砖的下表面发生全反射

二、填空题（共4题）

16．在做“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中，对于如图所示的梯形玻璃砖（两个光学面不平行），实验结果可能是下列图中的___________。（请选择一个正确答案）

17．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，某同学误将玻璃砖当尺子，用一支粗铅笔在白纸上画出玻璃砖的两边界和，造成两边界间距离比玻璃砖宽度大了少许，如图所示，由此测得的折射率将_______（填“偏大”“偏小”“准确”）

18．如图所示，在“利用插针法测定玻璃砖折射率”实验中，某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大了些，则他测得折射率_____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

19．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。通过作图可知，计算折射率时，应选用________（填“d”或“e”）点得到的值误差较小，折射率为n=___________。

三、综合题（共4题）

20．在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确的操作，插好了4枚大头针，如图所示。求：

(1)在坐标纸上画出完整的光路图，并标出入射角和折射角；

(2)写出该玻璃的折射率n的表达式；

(3)在不用量角器的条件下，设计测量玻璃砖折射率大小合理的方案。（解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）

21．用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路，O和分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为，A到过O点的法线的距离，M到玻璃砖的距离，到的距离为。

（ⅰ）求玻璃砖的折射率；

（ⅱ）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图（b）所示。光从上表面入射，入时角从0逐渐增大，达到时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。

22．如图所示，用一个不透明的圆柱筒和一把长刻度尺就可测定透明液体的折射率。请简述测量原理，并在课外活动时间用它测量盐水（或糖水）的折射率，看看它们的浓度与折射率之间有什么关系。

23．某同学做“测玻璃砖的折射率”的实验时，绘制的光路图如图所示，请通过尺规作图、刻度尺测量，求出该玻璃砖的折射率。（结果保留两位有效数字。）

参考答案：

1．C

2．B

3．C

4．C

5．C

6．B

7．A

8．B

9．B

10．A

11．C

12．D

13．A

14．C

15．B

16．B

17．偏小

18．偏小

19．     e    

20．(1)；(2)；

(3)由图可知，设小格子的边长为l，则玻璃砖的厚度为

根据正弦定理，分别对和按照纸上对应的格子数取直角三角形，据图纸中的格子数，可知

由光的折射定律可得

21．（i）       （ii）15°

22．

如图所示

将刻度尺直立于空宽口瓶中，零刻度线在下端，在直尺上在S1′点做个标记，在左侧沿瓶口刚好看到直尺上S1′点，记下S1′的刻度，再在瓶中装满透明液体（液体未漏出），再在瓶左侧观察，在直尺上看到S1′的像S1，记下S1的刻度，测出瓶口的直径，根据几何关系可得到入射角i和折射角r的正弦值，从而根据折射定律求出液体的折射率。

盐水（或糖水）的浓度越大，折射率越大。

23．1.7