高考物理一轮复习实验针对训练17测定玻璃的折射率含答案

这是一份高考物理一轮复习实验针对训练17测定玻璃的折射率含答案，共6页。试卷主要包含了在“测定玻璃的折射率”实验中等内容，欢迎下载使用。


甲 乙
(1)某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：___________________________________________________________________
(写出一点即可)。
(2)实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
2．某同学为测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上的O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出O、A间的距离为20.00 cm，A、B间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00 cm，玻璃砖厚度d2＝4.00 cm。
(1)请在图中作出到达B点光线的光路图。
(2)玻璃的折射率n＝____________(结果保留2位有效数字)。
3．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挡住P1、P2的像及P3，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)为了测出玻璃材料三棱镜的折射率，若以AB为分界面，需要测量的量是____________，在图上标出它们。
(3)玻璃材料三棱镜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)，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。
4．实验可让学生们提高对物理实验的理解和应用能力。如图所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白。
(1)用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d。
(2)在瓶内装满水。
(3)将刻度尺沿瓶口边缘竖直插入水中。
(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度(即图中A点)，同时看到水面上B点刻度的像B′恰与A点的像相重合。如图，若水面恰与直尺的C点相平，则________和________分别等于入射角和折射角。
(5)读出________和________的长度。
(6)由题中所给条件和前面步骤得到的数据，可以计算水的折射率n＝________。
5．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针的位置和圆弧状玻璃砖的轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线。
甲 乙
(1)在图甲中补画出所需的光路。
(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图中的AB分界面上画出这两个角。
(3)用所测物理量计算折射率的公式为n＝________。
(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当________(选填“小一些”“无所谓”或“大一些”)
(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________。
实验针对训练(十七)
1．解析：(1)不能用手触摸玻璃砖的光学面，否则很容易使得光学面变脏；实验中严禁把玻璃砖当尺子画边界。
(2)如图所示，虚线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而实线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，由折射定律n＝eq \f(sin i,sin r)知，测得玻璃的折射率将不变。
答案：(1)用手触摸光学面(或拿玻璃砖当尺子画边界) (2)不变
2．解析：(1)作出光路图如图所示。
(2)根据几何知识可知tan i＝eq \f(\f(OA,2),d1)＝eq \f(10 cm,10 cm)＝1
所以i＝45°，DE＝AB＝6 cm
且有tan r＝eq \f(\f(DE,2),d2)＝eq \f(\f(1,2)×6 cm,4 cm)＝eq \f(3,4)
则得r＝37°
所以玻璃的折射率n＝eq \f(sin i,sin r)≈1.2。
答案：(1)见解析图 (2)1.2
3．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)该玻璃材料三棱镜的折射率的计算公式为n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)。
(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B′C′的交点连接起来，从而可知该连线发生偏转，导致折射角变小，所以测量值比真实值大。
答案：(1)见解析图 (2)入射角θ1、折射角θ2 (3)eq \f(sin θ1,sin θ2) (4)大于
4．解析：(4)从A点发出的光线经折射后进入眼睛，所以∠OAC等于入射角，∠OBC等于折射角。
(5)若水面恰与直尺C点相平，读出AC和BC的长度。
(6)设从A点发出的光线射到水面时入射角为i，折射角为r，根据数学知识得
sin i＝eq \f(d,\r(d2＋AC2))，sin r＝eq \f(d,\r(d2＋BC2))
则折射率为n＝eq \f(sin r,sin i)
联立得n＝eq \r(\f(d2＋AC2,d2＋BC2))。
答案：(4)∠OAC ∠OB′C或∠OBC
(5)见解析 (6)eq \r(\f(d2＋AC2,d2＋BC2))
5．解析：(1)(2)连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。
(3)由折射定律可得n＝eq \f(sin i,sin r)。
(4)为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射。
(5)图像的斜率k＝eq \f(sin i,sin r)＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。
答案：(1)(2)见解析图 (3)eq \f(sin i,sin r)
(4)小一些 (5)1.5