2020届高考物理人教版(天津专用)一轮复习考点规范练：66 测定玻璃的折射率 Word版含解析

考点规范练66　测定玻璃的折射率
1.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
出的相关角度如图甲所示。

甲
乙
(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。

(3)若同学选用如图乙所示的玻璃砖,AA'、BB'为画出的边界,则测得的折射率与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

2.下图是利用插针法测定玻璃折射率的实验图,玻璃砖的入射面ab和出射面cd并不平行。

某同学操
作的主要步骤如下:
a.画入射面ab,放置玻璃砖,使玻璃砖上界面对准ab;
b.用针沿玻璃砖下界面确定出射面cd上的两点;
c.在ab面一侧插针P1、P2;
d.在cd面一侧插针P3,使之挡住P1和P2;
e.插针P4,使之挡住P3和P1、P2;
f.移去针和玻璃砖。

(1)上述步骤中有错误的步骤序号是 ,对应的正确操作是 。

(2)改正操作中的错误后,该同学正确完成实验,作好光路图,并测量相关物理量,计算出玻璃砖的折射率。

他重新放上玻璃砖,发现玻璃砖的出射面实际应为c'd',如图中虚线所示,c'd'∥cd,则他计算出的折射率比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“不影响结果”)。

3.(2018·河北邯郸质检)如图所示,某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率,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像和P2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P3和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)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作为分界面,需要测量的量是
和 ,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)若在测量过程中,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),则以AB 作为分界面,三棱镜材料折射率的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)三棱镜玻璃材料折射率的真实值。

4.小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验,如图所示,他进行的主要步骤是
A.用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d
B.先把白纸固定在木板上,将玻璃砖水平放置在白纸上,用笔描出玻璃砖的边界,将玻璃砖移走,标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC
C.将玻璃砖放回白纸的原处,刻度尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置
D.调节激光器,使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O,并使刻度尺MN的左右两侧均出现亮点,记下左侧亮点到A点的距离x1,右侧亮点到A点的距离x2。

则:
(1)小明利用实验数据计算此玻璃砖折射率的表达式为n= 。

(2)关于上述实验,以下说法正确的是 。

A.在∠BOC的范围内,改变入射光线PO的入射角,刻度尺MN上可能只出现一个亮点
B.左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2
C.左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2
D.要使左侧亮点到A点的距离x1增大,应减小入射角
考点规范练66　测定玻璃的折射率
1.解析 (1)入射角 i=90°-θ1,折射角 r=90°-θ2,则玻璃的折射率n=。

sin i sin r =cos θ1
cos θ2(2)宽度大些的玻璃砖,在作图时角度的相对误差会小些。

(3)用图乙测玻璃砖折射率时,只要操作正确,测量的结果与玻璃砖的形状无关,故测得的折射率与真实值相比不变。

答案 (1)cos θ1cos θ2
(2)大
(3)不变
2.解析 (1)其中有错误之处的是c 、d;
在c 中透过玻璃砖观察,在cd 面一侧插针P 3,使之挡住P 1的像和P 2的像;
在d 中插针P 4,使之挡住P 1的像、P 2的像和P 3;
(2)如图所示,
虚线是实际光线,实线是该同学所作的光线,可见,该同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,按实线光路测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏小,根据折射定律n=,测得的sin i sin r 折射率偏大。

答案 (1)cd c.透过玻璃砖观察,在cd 面一侧插针P 3,使之挡住P 1的像和P 2的像;d.插针P 4,使之挡住P 1的像、P 2的像和P 3
(2)偏大
3.解析 连接P 1P 2并延长交AB 于M ,连接P 3P 4并延长交BC 于N ,连接MN ;过M 点作AB 的垂线即为法线,P 1P 2与法线的夹角为入射角θ1,P 3P 4与法线的夹角为θ2,折射率n=,若三棱镜发生平移,入射sin θ1
sin θ2角不变,折射角变小,折射率变大。

答案 (1)如图所示
(2)入射角θ1　折射角θ2(没有在图上标注不可)
(3)　(4)大于sin θ1
sin θ24.解析 (1)设光线在AB 面上的入射角为α,折射角为β,根据几何关系有sin α=
,sin β=d 2(d 2)2+x 2
2,则折射率n=。

d
2(d
2)2+x 12sin βsin α=d 2+4x 22d 2+4x 12(2)当入射角大于或等于发生全反射的临界角时,刻度尺MN 上只出现一个亮点,A 正确;光从玻璃射入空气,折射角大于入射角,通过几何关系知,x 1<x 2,B 正确,C 错误;减小入射角,则折射角减小,x 1增大,D 正确。

答案 (1)　(2)ABD d 2+4x 22
d 2+4x 12。