高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第二节 测定介质的折射率综合训练题

4.2测定介质的折射率同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．物理学是一门以实验为基础的科学，实验是物理的灵魂。对于下列各实验及现象，说法正确的是（　　）

A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是因为同种电荷之间存在相互排斥的库仑力

B．乙图中，若在ab的两端接上恒定的直流电源，开关闭合后接在cd端的表头示数始终不为0

C．丙图中，使M摆偏离平衡位置后释放，在振动稳定后，与M球质量最接近的小球将获得最大的振幅

D．丁图中，若玻璃砖的a、两面不平行，按照丁图中的实验方法，同样可以测定玻璃砖的折射率

2．在测定玻璃的折射率实验中，为了减小实验误差，以下说法错误的是 （　　）

A．玻璃砖的宽度应大些

B．入射角应尽量小些

C．大头针应垂直插在纸面上

D．大头针P1与P2及P3与P4之间的距离应适当大些

3．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察并依次插上P3和P4。在插P3和P4时，下列选项正确的是（　　）

A．P3只挡住P1的像 B．P4只挡住P1的像

C．P4只挡住P2的像 D．P3同时挡住P1、P2的像

4．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

5．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

6．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EDF，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，在另一侧寻找合适位置竖直插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，移走玻璃砖和大头针，沿O、P3做直线OB，直线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．找折射光线时，应该在玻璃另一侧插两枚大头针P3、P4，不能只插一枚大头针P3

B．当∠AOC太大时，在玻璃砖的另一侧将看不到P1、P2的像

C．光在玻璃中和空气中的传播速度之比为

D．该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心逆时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将偏大

7．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和 P2   ， 用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4 ． 在插P3和P4时，应使（   ）

A．P3只挡住P1的像

B．P4只挡住P2的像  

C．P3同时挡住P1、P2的像

D．以上做法均不完备

8．如图所示，在“测量玻璃的折射率”实验中，小明在AB侧插上大头针P1P2，在CD侧未观察到大头针的像，为了观察到像，接下来的操作中正确的是（　　）

A．增大P1P2的距离 B．调整P1的位置增大入射角

C．向左平移玻璃砖的位置 D．将玻璃砖AB与CD面互换位置

9．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）

10．某同学做测定玻璃的折射率实验，如图所示，按正确的方法在白纸上插大头针a、b、c、d，下列说法正确的是（　　）

A．为使实验效果明显，实验中入射角只可取45°

B．插大头针d时，应使其挡住大头针a、b的像和c

C．若入射角太大，光会在玻璃砖下表面PQ内侧发生全反射

D．该实验方法只能测量上下两面平行的玻璃砖的折射率

11．如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带。下面的说法中正确的是（　　）

A．a侧是红色光，b侧是紫色光

B．在真空中a侧光的波长大于b侧光的波长

C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率

D．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率

12．某同学利用平行玻璃砖测量玻璃的折射率，按插针法步骤正确操作，借助刻度尺完成了光路图。该同学有圆规，却没有量角器，他就以O点为圆心，15.00cm为半径画圆，分别交入射光线于A点，交直线OOʹ的延长线于C点。分别过A、C点作法线NNʹ的垂线交NNʹ于B、D点，如图所示。用刻度尺测得AB=9.00cm，CD=6.00cm，则说法正确的是（　　）

①玻璃的折射率n＝     ②玻璃的折射率n＝

③若玻璃砖前后两面并不平行，按正确实验操作，则他测出的折射率会受到影响

④若玻璃砖前后两面并不平行，按正确实验操作，则他测出的折射率不会受到影响

A．①③ B．②③ C．①④ D．②④

13．如上图所示为一梯形玻璃砖，A、B、C、D为外表面四个顶点，将用“插针法”测此玻璃砖的折射率，实验时操作较为规范的是 __________

A．可直接用手抓AB、CD所在的上、下侧面

B．用铅笔直接紧靠CD所在的面画边界线

C．移动玻璃砖应用手捏A、D（或B、C）所在的棱

D．只能用平行的 、 所在的上下侧面测折射率

14．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

15．如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（　　）

A．大头针P4 须挡住P3及P1、P2的像

B．入射角越大，折射率的测量越准确

C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率

D．如果误将玻璃砖的边PQ画到P′Q′，折射率的测量值将偏大

二、填空题（共4题）

16．“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D．在插入第四个大头针D 时,要使它 _____________.

如图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a’是描在纸上的玻璃砖的两个边. 根据该图可算得玻璃的折射率n = _____________.(计算结果保留两位有效数字)

17．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”）。

18．如图所示，某同学在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中误将界面画得离开玻璃砖边缘一段距离，但自己并未察觉．则他测得的折射率将_______（填“大于”、“等于”或“小于”真实值）．

19．如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”实验中，在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4．图中aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，O为直线AO与aa′的交点．

(1)下列步骤必要的有__________．

A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像

B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像

C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3

D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像

(2)请你帮他完成光路图____．

(3)写出计算玻璃砖折射率的表达式n=_________（所需物理量请在图中标出）．

三、综合题（共4题）

20．如图甲所示，某同学在“测玻璃砖折射率实验”时将入射光线改由从AC面入射，然后在CD界面外侧观察的像，但他始终无法在CD界面外侧找到的像，却意外地在BD界面外侧看到了的像，于是按原方法钉了两枚大头针，用以标记出射光线。根据你所学知识在图乙中补全光路图。

21．16．如图所示，某种折射率较大的透光物质制成直角三棱镜ABC，在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧通过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像被P2的像挡住，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4和三棱镜的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB面交于D，量出该直线与AB面的夹角为450，

（1）画出光路图；

（2）求出透光物质的折射率n=___________

22．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）

23．如图所示，在“用插针法测定玻璃的折射率”的实验中，一位同学已完成了部分实验操作，他在白纸上点画出界面的法线，并画出一条带箭头的线段作为入射光线。在入射光线上竖直地插上两枚大头针、，透过玻璃砖观察大头针、的像，在位置插的大头针正好挡住、的像，在位置插的大头针正好挡住前三个大头针的像。根据。可计算出玻璃的折射率，请你在图中完成整个光路图，并标出角i和角________

参考答案：

1．D

2．B

3．D

4．C

5．B

6．C

7．C

8．D

9．C

10．B

11．C

12．D

13．C

14．C

15．A

16．     挡住C及A、B的像     1.8（1.8—1.9都算对）

17．偏小

18．小于

19．     BD         

20．

21．①

；②n＝

22．(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

23．

接、作出射光线，与玻璃砖下边界的交点为，连接、做为折射光线，入射光线与法线的夹角为入射角i，折射光线与法线的夹角为折射角，光路图如图。