专题3.7 测量玻璃的折射率(解析版)
高考一轮复习【实验十四】《测定玻璃的折射率》理论指导(含答案)
【创新方案】2019年高考物理一轮复习 实验十四 测定玻璃的折射率(1)测定玻璃的折射率。
(2)学会用插针法确定光路。
图实－14－1如图实－14－1所示，当光线AO 1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO 1对应的出射光线O 2B ，从而求出折射光线O 1O 2和折射角θ2，再根据n ＝sin θ1sin θ2或n ＝PN QN′算出玻璃的折射率。
玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔。
(1)如图实－14－2所示，用图钉把白纸固定在木板上。
图实－14－2(2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O 为入射点，作过O 的法线NN′。
(3)画出直线AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两枚大头针。
(4)在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′。
(5)通过玻璃砖观察并调整视线方向，使P 1的像被P 2挡住，然后在观察一侧插上大头针P 3，使P 3同时挡住P 2、P 1的像，再插上P 4挡住P 3及P 2、P 1的像。
(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O′B 及出射点O′，连接O 、O′得线段OO′，则OO′即玻璃砖内的折射光线。
(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
(8)改变入射角，重复实验，记录下每次的入射角θ1和折射角θ2。
(1)计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值。
图实－14－3(2)作sin θ1－sin θ2图象：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2图象，由n＝sin θ1sin θ2可知图象应为直线，如图实－14－3所示，其斜率为折射率。
(3)“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n：图实－14－4以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO′于E′点，过E作NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线E′H′。
2024全国高考真题物理汇编：光的折射
2024全国高考真题物理汇编光的折射一、单选题1．（2024重庆高考真题）某同学设计了一种测量液体折射率的方案。
容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm ，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。
调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h ，就能得到液体的折射率n 。
忽略气壁厚度，由该方案可知（）A ．若h =4cm ，则nB ．若h =6cm ，则�=43C ．若54n，则h =10cm D ．若32n ，则h =5cm二、实验题2．（2024安徽高考真题）某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验．(1)为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。
（填正确答案标号）A ．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a 和aB ．在玻璃砖一侧插上大头针1P 、2P ，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使2P 把1P 挡住，这样就可以确定入射光线和入射点1O 。
在眼睛这一侧，插上大头针�3，使它把1P 、2P 都挡住，再插上大头针�4，使它把1P 、2P 、�3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点2O C ．实验时入射角1 应尽量小一些，以减小实验误差(2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率（填“大”或“小”）(3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。
保持相同的入射角1 ，测得折射角分别为2 、 323 ，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n 玻璃n介质（填“ ”或“ ”）。
此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。
3．（2024北京高考真题）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图，测出了入射角i 和折射角r ，则此玻璃的折射率n =。
高中物理实验15 测定玻璃的折射率(解析版)
实验十五 测定玻璃的折射率(解析版)1.实验目的掌握测定玻璃折射率的方法。
2.实验原理用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量角器测入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率n ＝sin θ1sin θ2。
3.实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。
4.实验步骤(1)如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上。
(2)在白纸上画出一条直线aa ′作为界面(线)，过aa ′上的一点O 画出界面的法线NN ′，并画一条线段AO 作为入射光线。
(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa ′对齐，画出玻璃砖的另一边bb ′。
(4)在直线AO 上竖直插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线方向直到P 2的像挡住P 1的像。
再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3及P 1、P 2的像，记下P 3、P 4的位置。
(5)移去大头针和玻璃砖，过P 3、P 4所在处作直线O ′B 与bb ′交于O ′，直线O ′B 就代表了沿AO 方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。
(6)连接OO ′，入射角θ1＝∠AON ，折射角θ2＝∠O ′ON ′，用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中。
(7)用上述方法求出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中。
(8)算出不同入射角的比值sin θ1sin θ2，最后求出在几次实验中所测sin θ1sin θ2的平均值，即为玻璃砖的折射率。
5.数据处理处理方式一：在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O 为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO 交于C 点，与OO ′(或OO ′的延长线)交于D 点，过C 、D 两点分别向NN ′作垂线，交NN ′于C ′、D ′，用直尺量出CC ′和DD ′的长，如图甲所示。
高三物理插针法测玻璃折射率高考物理实验方法大全(解析版)
高中物理实验方法插针法测定玻璃砖的折射率（解析版）【目的和要求】应用折射定律测定玻璃的折射率，加深对折射定律的理解。
【仪器和器材】玻璃砖（J2506型），钢直尺，大头针，量角器或圆规，图板，图钉或透明胶带，白纸或坐标纸。
【实验方法】1．插针将一张八开的白纸或坐标统，平铺在绘图板上，用图钉或透明胶带固定，玻璃砖平放在纸中央。
取一枚大头针，紧贴玻璃砖上底面AE的中点附近，垂直插牢在图板上。
插针点为O点，取第二枚大头针，垂直插在O点左上方的O1点。
实验者的眼睛在玻璃砖下底面< /SPAN>CD的下方，沿水平方向透过玻璃砖观察插在O、O1点处的大头针，移动观察位置，使两枚大头针位于一直线上。
然后在玻璃砖下底面CD的下方，沿着O1O的方向再在点O2、O3处插两枚大头针，观察者应看到插在O1、O、O2、O3的四枚大头针在一直线上。
拔下大头针，标好插针点O1、O、O2、O3。
笔尖贴紧玻璃砖画下它的轮廓线AECD，如图5．1－1所示。
2．作图取走玻璃砖，连直线O1O、O2O3，延长O3O2交DC边干O′，连OO′。
过点O作AE的垂线NN′，则O1O为入射光线，OO′为折射光线，ON为法线，∠O1ON为入射角i，∠O′ON′为折射角i′，如图5．1－2所示。
3．测量计算根据图5．1－2，有两种计算折射率的方法。
（1）用量角器在图5．1－2上量出入射角i及折射角i′，代入折射定律公式n ＝sini／sini′ 计算出折射率n。
（2）如图5．1－2所示，延长OO′，以O为圆心，R（大于100毫米）为半径作圆，分别与入射光线O1O交于P，与折射光线OO′的延长线交于P′。
过PP′作NN′的垂线，垂足分别为BB′，刚sini＝PB／R sini′＝P′B′／R n＝sini／sini′＝PB／P′B′用钢直尺测出PB及P′B′，代入上式即可计算出折射率。
根据图5．1－2，用上述两种方法测得的结果列在表中。
i i’n450 280 1.51PB P’B’n80.7mm53.8mm 1.50题1：“测定玻璃的折射率冶实验中,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_____________. 题12B-2 图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a忆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)【答案】挡住C 及A 、B 的像；1.8（1.6~1.9都算对）【解析】方法1.如果考生带有量角器，分别连接AB 和CD ，分别交a 和'a 于O 和O ’，过O 作a 的垂线M 1N 1，即为法线,如图答1图,则角AO 1M 2为入射角1θ,角C01N 为折射角2θ,用量角器分别测得1θ=60°，2θ=30°， 则玻离的折射率为n=7.13sin sin 21==θθ。
2024年高考物理一轮复习(新人教版) 第14章 实验13 测量玻璃的折射率
实验十三 测量玻璃的折射率 目标要求 1.掌握测量折射率的原理及方法.2.会用插针法测量玻璃的折射率．实验技能储备1．实验原理如图所示，当光线AO 以一定的入射角θ1透过一块两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线O ′B ，从而画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO ′，求出折射角θ2，再根据n ＝sin θ1sin θ2或n ＝PN QN ′计算出玻璃的折射率．2．实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．3．实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上．(2)在白纸上画一条直线aa ′，并取aa ′上的一点O 为入射点，作过O 点的法线MM ′.(3)画出线段AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针．(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb ′.(5)眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1的像被P 2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上P 4，使P 4挡住P 1、P 2的像和P 3.(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′，连接O 、O ′得到线段OO ′.(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.(8)改变入射角，重复实验．4．数据分析(1)计算法用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值． (2)图像法改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2的图像，由n ＝sin θ1sin θ2可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率．(3)“单位圆”法以入射点O 为圆心，以一定的长度R 为半径画圆，如图所示，sin θ1＝EH OE ，sin θ2＝E ′H ′OE ′，OE ＝OE ′＝R ，则n ＝sin θ1sin θ2＝EH E ′H ′.只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n .5．注意事项(1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P 1和P 2之间、P 3和P 4之间、P 2与O 、P 3与O ′之间距离要稍大一些．(2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)．(3)操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃砖界面当尺子画界线．(4)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变．(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm 以上，若宽度太小，则测量误差较大．考点一 教材原型实验例1 某小组做测量玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度______．A ．选用两光学表面间距大的玻璃砖B ．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验操作正确的是________．(3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n＝________.(用图中线段的字母表示)(4)在用插针法测量玻璃的折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图．则甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)；乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．答案(1)AD(2)D(3)ACBD(4)偏小不变解析(1)为了使作图误差更小，应选用两光学表面间距大的玻璃砖，A正确；根据折射定律可知，如果两个光学面不平行，不影响入射角与折射角的值，所以对折射率的测定结果不产生影响，B错误；为了准确测量光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，使光线实际并不平行，C错误；插在玻璃砖同侧的大头针之间的距离应适当大些，引起的角度误差会减小，D正确．(2)由题图可知，选用的玻璃砖两光学表面平行，则入射光线应与出射光线平行，B、C错误；又光线在玻璃砖中与法线的夹角应小于光线在空气中与法线的夹角，A错误，D正确．(3)由折射定律可知n＝sin∠AOCsin ∠BOD＝ACAOBDBO＝ACBD.(4)如图，甲同学在测定折射率时，作出的折射光线如图中虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角偏大，则由折射定律n＝sin θ1sin θ2可知，折射率n偏小．用题图②测折射率时，只要操作正确，折射率的测量值与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变．例2用圆弧状玻璃砖做测量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，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，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．(1)在图甲上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图甲中的AB分界面上标出这两个角，分别用i和r表示．(3)为了保证在光线从弧面CD上射出，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”)．(4)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＝________.答案(1)(2)见解析图(3)小一些(4)1.5解析(1)(2)连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线，测量的入射角i、折射角r及光路图如图所示．(3)为防止光线在弧面CD 发生全反射，光线在弧面AB 的入射角应适当小一些．(4)根据题图乙得玻璃的折射率n ＝sin i sin r ＝1.5. 考点二 探索创新实验例3 (2023·江苏淮安市模拟)某同学用半圆柱玻璃砖做测量玻璃的折射率实验，他的操作步骤如下：A ．用毫米刻度尺量出半圆柱玻璃砖的直径d ，算出半径r ＝d 2，然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上；B ．在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P 1和P 2；C ．让入射光线与玻璃砖的直径垂直，入射光线经过圆心O ；D ．以圆心O 为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，直到从AB 下方恰好看不到P 2和P 1的像，然后沿半圆柱玻璃砖直径画一条直线AB ，并作出光路图，如图所示．(1)看不到P 2和P 1的像是因为发生了________；(2)只使用毫米刻度尺，还需要测量________(选填“OD ”或“CD ”)的长度，记作l ；(3)玻璃砖折射率的表达式n ＝________.答案 (1)全反射 (2)CD (3)d 2l解析 (1)看不到P 2和P 1的像是由于光线在AB 面上发生了全反射．(2)(3)只要测出“CD ”的长度l ，就相当于测出了临界角的正弦值，即sin C ＝l r ，而sin C ＝1n，可得折射率n ＝d 2l. 例4 (2023·河南平顶山市龙河实验高级中学模拟)实验室有一块长方体透明介质，截面如图中ABCD 所示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而BC 和CD 边不透光，且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB 面上，经折射后AD 面上有光线射出，甲、乙两同学分别用不同方法测量该长方体介质的折射率．(1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角不变，用遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方体介质的折射率可表示为n ＝________；(2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB 上光线的入射角，使AD 面恰好无光线射出，测得此时射到AB 面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n ＝________；(3)θ1和θ2的关系为：θ1________θ2(填“<”“>”或“＝”)．答案 (1)l 22＋l 32sin θ1l 3(2)1＋sin 2θ2 (3)> 解析 (1)设折射角为r 1，如图所示．在△APD 中，由几何关系得sin r 1＝l 3l 22＋l 32，光在AB面上发生折射，由折射定律可得介质的折射率为n ＝sin θ1sin r 1＝l 22＋l 32sin θ1l 3.(2)射到AB 面上的光线的入射角为θ2时，在AD 面上发生全反射，说明在AD 面上的入射角等于临界角，设在AB 面上的折射角为r 2，由折射定律得sin θ2sin r 2＝n ，临界角计算公式为sin C ＝1n，由几何关系可得r 2＋C ＝90°，sin r 2＝sin(90°－C )＝cos C ＝1－sin 2 C ＝1－1n 2，联立以上各式可得n ＝1＋sin 2θ2.(3)设在AB 面上的折射角为r ，由几何关系可知在AD 面上的入射角为i ＝90°－r ，在AB 面上的折射角越小，则在AB 面上的入射角越小，在AD 面上的入射角越大，越容易发生全反射，则有θ1>θ2.课时精练1．在“测量玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作后插好了4枚大头针，如图甲所示．(1)下列说法正确的是________；A．入射角越大，误差越小B．在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面C．实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量D．判断像与大头针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部(2)请在图乙中画出完整的光路图；(3)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________(保留3位有效数字)；(4)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作后插好了8枚大头针，如图丙所示．图丙中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(选填“A”或“B”)．答案(1)C(2)见解析图(3)1.57(4)A解析(1)入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，但要注意并不是入射角越大越好，应适度，故A错误；为了防止弄脏玻璃砖，不能用铅笔贴着光学面画出界面，故B错误；实验中需要测角度时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量，故C正确；判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的整个部分，不能只观察其头部，故D错误．(2)光路图如图所示(3)由图可知，取小方格的边长为单位长度，则sin i＝5.25.22＋4.02≈0.793sin r＝2.12.12＋3.62≈0.504n＝sin isin r ＝0.7930.504≈1.57(4)光线经由P1P2射入后光路图如图所示第一次折射时入射角大于折射角，第二次是从玻璃砖射向空气，折射角要大于入射角，出射光线要远离法线，由图可知经P3A的出射光线符合事实，而经P3B的出射光线靠近法线不符合事实．故对应的出射光线上的2枚大头针是P3和A.2．某同学在利用“插针法”测量一块红色直角三角形玻璃砖的折射率时发现，由于玻璃的颜色较深，在另一侧很难观测到对侧所插的针．他想到可以用实验室的红色激光器来完成实验．如图所示，他在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面MN、MP、NP，然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面MN入射．(1)由于激光很强，不能用眼睛直接观测，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，正确的插针顺序应是________．A．P1、P2、P3、P4B．P4、P3、P2、P1C．P1、P2、P4、P3D．P4、P3、P1、P2(2)若P1P2与MN垂直，用量角器量得图中的θ1＝60°，θ2＝30°，则玻璃的折射率为________．A. 3B.33C.233D.32(3)若激光器正常发光，平行木板从玻璃砖NP 界面垂直射入玻璃砖，如图中虚线箭头所示．该同学发现在MP 一侧始终找不到出射光线，则原因是_________________________；该同学在MP 一侧没有找到出射光线，但在MN 一侧找到了出射光线，他依然用被激光照亮的针确定了激光在MN 一侧的出射光线和NP 一侧的入射光线，则测量后他__________(选填“能”或“不能”)计算出玻璃的折射率．答案 (1)B (2)A (3)激光在MP 界面上发生了全反射 能解析 (1)四根针应该先插光路后面的针，否则光被挡住，后面的针无法确定位置，故正确的插针顺序应是P 4、P 3、P 2、P 1.(2)在MP 界面上，光的入射角为i ＝90°－θ1＝30°，折射角为r ＝90°－θ2＝60°，则玻璃的折射率为n ＝sin r sin i ＝sin 60°sin 30°＝ 3. (3)入射光线与NP 相垂直，在MP 一侧没有找到出射光线，说明光线在MP 上发生了全反射，根据几何关系可以求出光线在MN 面上的入射角，由插针法得出折射角，从而由折射率公式可以计算出折射率．3.某小组用“插针法”测平行玻璃砖的折射率，如图已确定好入射方向，AO 与玻璃砖界面aa ′的夹角为α，插了两枚大头针P 1和P 2,1、2、3、4分别是四条直线．(1)在bb ′侧调整观察视线，另两枚大头针P 3和P 4可能插在____线上(选填“1”“2”“3”或“4”)；(2)实验中画出入射点与出射点的连线，并测得连线与玻璃砖界面aa ′的夹角为β，则玻璃砖的折射率n ＝________；(3)若描出玻璃砖两边界线aa ′、bb ′后，不小心将玻璃砖沿OA 方向平移了一些再进行实验，则折射率的测量值将____________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)．答案 (1)2 (2)cos αcos β(3)不变 解析 (1)由折射定律知，光线通过平行玻璃砖后向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向左侧偏移，即可能在2上．(2)由题可知，折射率为n ＝sin (π2－α)sin (π2－β)＝cos αcos β. (3)不小心将玻璃砖沿OA 方向平移了，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由n ＝sin i sin r可知，测得的折射率将不变．4．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P 1和P 2，然后在棱镜的右侧观察到P 1的像和P 2的像，当P 1的像恰好被P 2的像挡住时，插上大头针P 3和P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2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且底边仍重合)，则以AB 作为分界面，三棱镜玻璃材料的折射率的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．答案 (1)见解析图 (2)入射角θ1 折射角θ2 见解析图 (3)sin θ1sin θ2(4)大于 解析 (1)画出光路图如图所示．(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB 作为分界面，根据折射定律可知，需要测量的量是入射角θ1、折射角θ2，位置如图所示．(3)三棱镜玻璃材料的折射率的计算公式n ＝sin θ1sin θ2， (4)在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移，以AB 作为分界面，入射角θ1与三棱镜平移后的实际入射角相等，但折射角θ2变小，则由n ＝sin θ1sin θ2，可知折射率n 偏大，即三棱镜玻璃材料折射率的测量值大于三棱镜玻璃材料折射率的真实值．5．小明同学为探究光的折射定律设计了如图所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆屏的分界线，其中半圆形光屏F可绕直径NOM在水平方向折转．(1)实验时，先让光屏E、F位于同一平面内，一束激光贴着光屏E沿半径方向从空气斜射入水中，在光屏F上________(选填“能”或“不能”)看到折射后的光束；小明将光屏F沿逆时针(俯视)方向折转一定角度后，则在光屏F上________(选填“能”或“不能”)看到折射光线，这说明折射光线和入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内；(2)小明探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如下表所示．由表中数据可知，光从水斜射入空气中时，折射角_______(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角．入射角22°32°41°折射角30°45°60°答案(1)能不能在(2)大于解析(1)先让光屏E、F位于同一平面内，一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中，激光从光疏介质射入光密介质，在光屏F上能看到折射后的光束；当F屏沿逆时针(俯视)方向折转一定的角度后，则呈现折射光线的F屏和呈现入射光线的E屏不在同一平面内，所以在F屏上不能看到折射光线；这说明折射光线和入射光线在同一平面内；(2)分析表格数据可知，光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，且入射角增大时，折射角也增大．。
测定玻璃的折射率(含答案)
实验十四 测定玻璃的折射率一、实验目的测定玻璃的折射率二、实验原理如图1所示，abb ′a ′为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为θ1，折射角为θ2，根据n ＝sin θ1sin θ2可以计算出玻璃的折射率．图1三、实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．四、实验步骤1．用图钉把白纸固定在木板上．2．在白纸上画一条直线aa ′，并取aa ′上的一点O 为入射点，作过O 的法线NN ′.3．画出线段AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针．4．在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb ′.5．眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1的像被P 2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上P 4，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像．6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′，连接O 、O ′得线段OO ′.7．用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值． 五、误差分析1．入射光线和折射光线确定的不准确性．2．测量入射角和折射角时的误差．六、注意事项1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．2．大头针应竖直地插在白纸上，且间隔要大些．图2图33．实验时入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变．记忆口诀白纸上面画边缘，然后才放玻璃砖；两针决定入射光，再插一针挡两像；两针两像成一线，去砖画图是重点；入射线，折射线，做出法线角出现；入射角，折射角，不大不小是最好；拿砖要触毛玻面，插针竖直做实验.例1 一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃砖的折射率，给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P 1、P 2、P 3、P 4)、带有刻度的直角三角板、量角器．实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相 互平行的表面与纸面垂直．在纸面上画出直线aa ′和bb ′，aa ′表示镀银的玻璃表面，bb ′表示另一表面，如图2所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P 1、P 2.用P 1、P 2的连线表示入射光线．(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P 3、P 4？试在题图中标出P 3、P 4的位置．(2)然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤．(3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式n ＝________.例2 实验室有一块长方体透明介质，截面如图3中ABCD 所示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而BC和CD 边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB 面，经折射后AD 面上有光线射出．甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率．(1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方体介质的折射率可表示为n ＝__________；图4图5(2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB 面上光线的入射角，使AD 面也恰好无光线射出．测得此时射到AB 面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n ＝____________；(3)θ1和θ2的关系为：θ1______θ2(填“>”、“<”或“＝”)．例3 学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图4所示．在一圆盘上，过其圆心O 作两条互相垂直的直径BC 、EF ，在半径OA 上，垂直盘面插下两枚大头针P 1、P 2，并保持P 1、P 2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入 液体中，而且总使得液面与直径BC 相平，EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域 观察P 1、P 2的像，并在圆周上插上大头针P 3，使P 3正好挡住P 1、P 2的像，同学们通过 计算，预先在圆周EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据P 3所插的位置，就可直接 读出液体折射率的值，则：(1)若∠AOF ＝30°，OP 3与OC 的夹角为30°，则P 3处所对应的折射率的值为________．(2)图中P 3、P 4两位置哪一处所对应的折射率的值大？答：________________________________________________________________________.(3)作AO 的延长线交圆周于K ，K 处所对应的折射率值应为________.1．关于“测定玻璃的折射率”的实验中，下列说法中不正确的是 ( )A ．有一组入射角(θ1≠0)和折射角，便可以得出玻璃的折射率B ．在本实验中采用玻璃砖，这是因为只有玻璃砖才能测出玻璃的折射率C ．本实验的各项步骤，都是为了找到给定的入射角的折射角而设计的D ．棱镜、半圆形玻璃砖等都可以用来测定玻璃的折射率2．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa ′和bb ′，若不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在图5所示的位置上，而实验中其他操作均正确，则测得的折射率将 ( ) A ．偏大 B ．偏小 C ．不变 D ．无法确定3．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa ′、bb ′与玻璃砖位置的关系分别如图6①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa ′、bb ′为界面画图7图8 图9光路图，则图 6甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 丙同学测得的折射率与真实值相比________．4．如图7所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上垂直纸面插上大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3.图中MN 为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点． (1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度为l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，则玻璃砖的折射率可表示为____________．(2)该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．5．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针P 1和P 2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，在纸上标出的大头针的位置和三棱镜轮廓如图8所示．(1)在本题的图上画出所需的光路．(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________，________，在图上标出它们．(3)计算折射率的公式是n ＝________.6. 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P 1、P 2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2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及P1和P2的像．在纸上已标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图9所示(O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线)(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角θ1和折射角θ2，请在图中标出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式是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的入射角应尽量________(“小一些”或“无所谓”或“大一些”)．答案课堂探究例1 (1)、(2)见解析 (3)sin θ1sin θ2 例2 (1)l 22＋l 23 sin θ1l 3(2)1＋sin 2θ2 (3)>例3 (1) 3 (2)P 4对应的折射率的值大(3)1随堂训练1．B2．C [经过玻璃砖的光路如图中实线所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线，如图中虚线所示，由几何知识可知，测出 的折射角与真实的折射角相同．]3．偏小 不变 可能偏大，可能偏小，也可能不变4．(1)l 1和l 3l 1l 3(2)偏大 5．见解析解析 (1)光路图如图所示，画出通过P 1、P 2的入射光线，交AC 面于O ，画出通过P 3、P 4的出射光线交AB 面于O ′，连接OO ′，则光线OO ′就是入射光线P 1P 2在三棱镜中的折射光线．(2)在所画的图上注明入射角θ1和折射角θ2，并画出虚线部分，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度)．(3)n ＝sin θ1sin θ2(或因为sin θ1＝EF OE ，sin θ2＝GH OG ，则n ＝EF /OE GH /OG ＝EF ·OG OE ·GH)． 6．(1)、(2)见解析 (3)sin θ1sin θ2(4)小一些 解析 (1)光路图如图所示．(2)入射角θ1和折射角θ2如图中所示。
2020年高考物理实验专项复习：《测定玻璃的折射率》(解析版)
《测定玻璃的折射率》一、实验题1.某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。
①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。
A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______。
③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=______。
(用图中线段的字母表示)2.如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa’和bb’，O为直线AO与aa’的交点，在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有______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P3D.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像(2)过P3、P4作直线bb’交于O’，过O作垂直于aa’的直线NN’，连接OO’，测量图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n=______ 。
3.某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图甲中实线所示)。
在固定好的白纸上作出直角坐标系xOy，实验时将半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合，且圆心恰好位于O点，实验正确操作后，移去玻璃砖，作OP3连线，用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示)，此圆与AO线交点为B，与OP3连线的交点为C.测出B点到x、y轴的距离分别为l1、d1，C点到x、y轴的距离分别为l2、d2。
高考物理复习：测量玻璃的折射率
不变
解析:(1)入射角 i=90°-θ1,折射角 r=90°-θ2,
sin
则玻璃的折射率 n=
sin
=
cos 1
。
cos 2
(2)宽度大些的玻璃砖,在作图时角度的相对误差会小些。
(3)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
画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图乙、丙所示,其中小明同
学用的是矩形玻璃砖,小江同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正
确,且均以ab、cd为界面画光路图。则小明同学测得的折射率与真实值相
比 偏小
;小江同学测得的折射率与真实值相比 不变
大”“偏小”或“不变”)
乙
丙
。(均选填“偏
解析:(1)玻璃上下表面不平行也能测出玻璃的折射率,故A错误。大头针应
作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。
cos 1
(1)此玻璃的折射率计算式为n=____________(用图中的θ
cos 2
1、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。
大
(3)若同学选用如图所示的玻璃砖,AA'、BB'为画出的边界,则测得的折射
6.移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置,过P3、
P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O',OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。
∠AON为入射角,∠O'ON'为折射角。
实验17 测定玻璃的折射率(练习题)-2016届高三物理下册(解析版)
实验17 测定玻璃的折射率――练1．关于“测定玻璃折射率”的实验中，下列说法中不正确的是()A．有一组入射角(θ1≠0)和折射角，便可以得出玻璃的折射率；B．在本实验中采用玻璃砖，这是因为只有玻璃砖才能测出玻璃的折射率；C．本实验的各项步骤，都是为了找到给定的入射角的折射角而设计的；D．棱镜、半圆形玻璃砖等都可以用来测定玻璃的折射率．【答案】B【解析】并不是只有玻璃砖才可以测出玻璃的折射率，用玻璃三棱镜、圆形玻璃柱等都是可以测出玻璃折射率的，选项B是不正确的。
2、“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1所示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）”【答案】见解析3、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所示．（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________（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量．【答案】见解析4、学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：（1）若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________．（2）图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？答：________________________________________________________________________.（3）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为________．【答案】（1）3；（2）P4处对应的折射率的值大；（3）15、在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图1所示．（1）在图中画出完整的光路图；（2）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________（保留3位有效数字）．（3）为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图所示．图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________（填“A”或“B”）．【答案】见解析6、某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图2所示）．实验的主要过程如下：A．把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy，在白纸上画一条线段AO表示入射光线．B．把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合．C．用一束平行于纸面的激光从y>0区域沿y轴负方向射向玻璃砖，并沿x轴方向调整玻璃砖的位置，使这束激光从玻璃砖底面射出后，仍沿y轴负方向传播．D．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.E．在坐标系y<0的区域内竖直地插上大头针P3，并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去，P3能同时挡住P1和P2.F．移开玻璃砖，连接O、P3，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B，与OP3线的交点为C.确定出B点到x轴、y轴的距离分别为x1、y1，C点到x轴、y轴的距离分别为x2、y2.①若实验中该同学没有将玻璃砖的底边aa′与Ox轴重合，而是向y>0方向侧移了一些，这将导致所测的玻璃折射率与其真实值相比________．（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）②若实验中该同学在y<0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2，为能透过玻璃砖看到P1、P2，应采取的措施是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.【答案】①偏大；②重新画线段AO；减小AO与y轴间的夹角（或逆时针转动玻璃砖，重新画坐标系）7、（1））如图所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的____面不能用手直接接触．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9所示．计算折射率时，用______（填“d”或“e”）点得到的值较小，用________（填“d”或“e”）点得到的值误差较小．【答案】光学；d；e8、某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆柱横截面相同的圆，圆心为0。
测量玻璃的折射率
2
研透核心考点
考点一 教材原型实验
考点二 创新拓展实验
考点一 教材原型实验
例1 (1)如图1所示，某同学在“测量玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在
木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面
aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 下面关于该实验的说法正确的是________。
1.计算法：算出不同入射角时的 n＝ssiinn γi，并取平均值 －n。 2.作 sin i－sin γ 图像：由 n＝ssiinn γi可知图像应是过原点的直线，如图甲所示， 其斜率为折射率 n。
数据处理
甲
乙
3.“单位圆”法： 如图乙所示，sin i＝EOHE，sin γ＝EO′HE′′，OE＝OE′＝R，则 n＝ssiinn γi ①缺少的器材为：刻度尺和量角器，运用两点一线的原理确定光线方向， 观察的这一侧插两枚大头针应使P4挡住P3以及P1、P2的像。 ②根据测量玻璃的折射率的原理，玻璃砖上下表面不平行也能测出折射率，故A 错误；选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，故B错误；大头针应垂直 地插在纸面上，防止产生误差，故C正确；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适 当大些，可减小确定光线时产生的误差，故D正确。
法线的直线分别交于B点和D点，如图丙所示，若他测得AB＝7.5 cm，CD＝5 cm，
则可求出玻璃的折射率n＝________。
④若小朱同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位
置的关系如图3所示，他的其他操作均正确，且均以
aa′、bb′为界面画光路图。则该同学测得的折射率测
量 值 ________ 真 实 值 ( 填 “ 大 于 ”“ 小 于 ” 或 “ 等
2022年高考物理(新课标)总复习配套讲义：第79课时 测定玻璃的折射率 Word版含解析
第79课时 测定玻璃的折射率(试验提能课) [理清试验要点] 一、试验目的1．测定玻璃的折射率。
2．学会用插针法确定光路。
二、试验原理如图所示，当光线AO 1以肯定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO 1对应的出射光线O 2B ，从而求出折射光线O 1O 2和折射角θ2，再依据n ＝sin θ1sin θ2算出玻璃的折射率。
三、试验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔。
四、试验步骤1．如图所示，把白纸铺在木板上。
2.在白纸上画始终线aa ′作为界面，过aa ′上的一点O 画出界面的法线NN ′，并画一条线段AO 作为入射光线。
3．把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa ′重合，再用直尺画出玻璃砖的另一边bb ′。
4．在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2。
5．从玻璃砖bb ′一侧透过玻璃砖观看大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向直到P 1的像被P 2的像拦住。
再在bb ′一侧插上两枚大头针P 3、P 4，使P 3能拦住P 1、P 2的像，P 4能拦住P 3本身及P 1、P 2的像。
6．移去玻璃砖，在拔掉P 1、P 2、P 3、P 4的同时分别登记它们的位置，过P 3、P 4作直线O ′B 交bb ′于O ′。
连接O 、O ′， OO ′就是玻璃砖内折射光线的方向。
∠AON 为入射角，∠O ′ON ′ 为折射角。
7．转变入射角，重复试验。
五、数据处理 1．计算法用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值。
2．作sin θ1sin θ2图像转变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1-sin θ2 图像，由n ＝sin θ1sin θ2可知图像应为直线，如图所示，其斜率为折射率。
3．“单位圆法”确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n以入射点O 为圆心，以肯定长度R 为半径画圆，交入射光线OA 于E 点，交折射光线OO ′于E ′点，过E 作NN ′的垂线EH ，过E ′作NN ′的垂线E ′H ′。
测定玻璃的折射率实验测试题及解析
测定玻璃的折射率实验测试题及解析1. 某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。
开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P 1、P 2与圆心O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O 缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P 1、P 2的像，且P 2的像挡住P 1的像。
如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。
此时只需测量出________________，即可计算出玻璃砖的折射率。
请用你测量的量表示出折射率n ＝________。
解析：玻璃砖转动时，射在其直径所在平面内的光线的入射角增大，当增大到等于临界角C 时，发生全反射现象。
因sin C ＝1n ，可见只要测出临界角即可求得折射率n ，而C 和玻璃砖直径绕O 点转过的角度θ相等，因此只要测出玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ即可。
答案：玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ 1sin θ2．某同学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d 1＝10.00 cm ，玻璃砖厚度d 2＝4.00 cm 。
由以上数据可求出玻璃的折射率n ＝________，光在玻璃中传播速度v ＝________ m /s(光在真空中传播速度c ＝3.0×108 m/s ，结果均保留两位有效数字)。
解析：作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i ＝45°，设折射角为r ，则tan r ＝34，故折射率n ＝sin i sin r ≈1.2，故v ＝c n＝2.5×108 m/s 。
答案：1.2 2.5×1083. 现要估测一矩形玻璃砖的折射率n ，给定的器材有：待测玻璃砖、白纸、铅笔、大头针1枚、直尺、直角三角板。
高考物理系统性复习 (考点分析) 第二节 实验：测定玻璃的折射率(附解析)
【考点分析】第二节实验：测定玻璃的折射率【考点一】实验的原理与操作【典型例题1】在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示．(1)在图中画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________(保留三位有效数字)．(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示．图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(填“A”或“B”)．【解析】(1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点，并延长与玻璃砖边分别相交，标出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交点，即为光线在玻璃砖中传播的方向．光路如图所示．(2)设方格纸上正方形的边长为1，光线的入射角为i，折射角为r，则sin i＝5.35.32＋42＝0.798，sin r＝2.22.22＋3.62＝0.521.所以玻璃的折射率n＝sin isin r＝0.7980.521＝1.53.(3)由题图乙可知，光线P1P2入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折，所以出射光线过P3和A.【答案】(1)如解析图所示(2)1.53(说明：±0.03范围内都可)(3)A【考点二】数据处理及误差分析【典型例题2】在测定玻璃砖折射率的实验中。
(1)实验中，下列做法正确的是______(填选项前的字母)。
A．入射角不宜太小B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面D．为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次实验(2)甲同学在确定玻璃砖的光线入射界面aa'和出射界面bb'时，不慎使玻璃砖出现了平行移动，出现的状况如图所示，其他操作均正确，甲同学测得的折射率与真实值相比将______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
第64讲 测量玻璃的折射率(练习)(解析版)-2025版高考物理最新模拟精练+真题实战演练
第64讲测量玻璃的折射率（模拟精练+真题演练）1．（2023·海南·统考模拟预测）某小组的甲、乙同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，如图1所示。
（1）为了减小实验误差，下列操作正确的是。
A ．必须选择边界平行的玻璃砖B ．选择的入射角应尽量小些C ．没有刻度尺时，可以将玻璃砖界面当尺子画界线D ．大头针12P P 、和34PP 、之间的距离应适当大些（2）甲同学手头有圆规和刻度尺但没有量角器，在完成了光路图以后，以O 点为圆心，OA 为半径画圆，交OO '延长线于C 点，过A 点和C 点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B 点和D 点，如图2所示。
用刻度尺测得AB 的长度为1,x CD 2x ，则玻璃砖的折射率n =（用测量的字母表示）。
（3）乙同学正确操作后，在实验中多次改变入射角，测出多组相关角度12θθ、，作出21cos cos θθ-的图像，如图3所示，则此玻璃砖的折射率n =。
【答案】D12x x 1.51【详解】（1）[1]A ．作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故A 错误；B ．为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，可减小相对误差，效果会更好，故B 错误；C ．没有刻度尺时，将玻璃砖界面当尺子画界线会增大实验误差，故C 错误；D ．大头针1P 和2P 及3P 和4P 之间的距离适当大些时，引起的角度误差会减小，效果会好些，故D 正确。
故选D 。
（2）[2]根据题意，由几何关系可知1sin x AB i OA R ==；2sin x CD r OC R==则玻璃砖的折射率为12sin sin x i n r x ==（3）[3]根据图1，由折射定律可得，折射率为1122sin cos 2cos sin 2n πθθπθθ⎛⎫- ⎪⎝⎭==⎛⎫- ⎪⎝⎭整理可得211cos cos n θθ=⋅结合21cos cos θθ-的图像可得10.4000.604n =解得 1.51n =2．（2023·江苏·模拟预测）某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO 上插上大头针1P 、2P ，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上3P 和4P 大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。
2025高考物理备考教案含答案解析 实验十七 测量玻璃的折射率
第十四章光学实验十七测量玻璃的折射率测定玻璃的折射率的实验往年考查较少，新高考该内容作为必考后，考查重要性增强，主要考查学生的实验操作能力和数据处理能力.2023年高考中广东T11，海南T14均在实验题中进行了考查，预计2025年高考中会加大对该实验的考查力度.1.实验目的会用插针法确定玻璃的折射率，掌握光在发生折射时，入射角和折射角的确定方法.2.实验原理如图所示，abcd为一个两面平行的玻璃砖，入射角为θ1，折射角为θ2，根据n＝sinθ1计算出玻璃的折射率.sinθ23.实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、刻度尺、量角器、铅笔.4.实验步骤（1）在白纸上画出一条直线aa'作为界面，过aa'上的一点O1画出界面的法线NN'，并画一条直线AO1作为入射光线，如图所示.（2）把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与aa'对齐.用直尺轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺不动.将玻璃砖取下，画出直线bb'，bb'代表玻璃砖的另一边.（3）在直线AO1上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P2挡住P1的像.再在观察的这一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置.（4）连接P3、P4，交bb'于点O2，连接O1O2，O1O2就代表了沿AO1方向入射的光线在玻璃砖中的传播路径，入射角θ1＝∠AO1N，折射角θ2＝∠O2O1N'.5.数据分析（1）计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.算出不同入射角时的sinθ1sinθ2，并取[1]平均值.（2）图像法：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作出sinθ1－sinθ2的图像，由n＝sinθ1sinθ2可知图像应是过[2]原点的直线，如图所示，其斜率为折射率.（3）“单位圆”法：以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，交入射光线AO于E点，交折射光线OO'于E'点，过E作NN'的垂线EH，过E'作NN'的垂线E'H'，如图所示，sinθ1＝EHOE ，sinθ2＝E'H'OE'，OE＝OE'＝R，则n＝sinθ1sinθ2＝EHE'H'.只要用刻度尺量出EH、E'H'的长度就可以求出n.6.注意事项（1）所用玻璃砖要厚一些.（2）尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1与P2间、P3与P4间要有适当的间隔，不宜太近.（3）在实验过程中，玻璃砖与白纸的位置都不能改变.（4）操作时不能用手触摸玻璃砖光洁的光学面，更不能用玻璃砖代替直尺画线，以免划伤玻璃砖表面.（5）实验时入射角不能太小（接近0°），否则会使测量误差增大；入射角也不能太大（接近90°），否则不易观察到P1、P2的像.7.误差分析（1）入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些.（2）入射角和折射角的测量造成误差，故入射角适当大些，以减小测量的相对误差.命题点1教材基础实验1.[2023安徽芜湖二模]在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，a和a'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图（a）所示.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，并插上大头针P3，使其挡住P2、P1的像；接着插上大头针P4，使其挡住P3以及P2和P1的像，用“·”表示大头针的位置，这样大头针P1、P2就确定了射入玻璃砖的光线.（1）根据以上信息，请在图（a）中画出光路图.（2）正确作出光路图后，测量a分界面上的入射角i和折射角r.多次改变入射角，测得多组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图（b）所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝ 1.5（保留两位有效数字）.（3）如图（c）所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，则所测得的折射率将偏大（填“偏大”“偏小”或“不变”）.答案（1）如图所示解析（2）根据折射定律n＝sinisinr ，所以sin r＝1n·sin i，根据图像得1n＝0.40.6，解得n＝1.5.（3）如图所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，入射角i不变，但折射角r偏小，则所测得的折射率将偏大.命题点2创新设计实验2.[2023海南]如图所示，在用激光测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖与光屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射，此时在光屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处.（1）请在图中画出激光束经玻璃砖折射后完整的光路图；（2）已经测出AB＝l1，OA＝l2，S1S2＝l3，则折射率n＝l1√（l1－l3）2＋l22（l1－l3）√l12＋l22（用l1、l2、l3表示）；（3）若改用宽度比ab更小的玻璃砖做实验，则S1S2间的距离会变小（填“变大”“变小”或“不变”）.答案（1）如图所示解析 （1）穿过平行玻璃砖的出射光线和入射光线平行，过S 1作BS 2的平行线，交ad 于C 点，连接OC .（2）根据几何关系可知，入射角的正弦值sin i ＝l 1√l 12＋l 22，折射角的正弦值sin r ＝l 1－l 3√（l 1－l 3）2＋l 22，根据折射定律n ＝sinisinr＝l 1√（l 1－l 3）2＋l 22（l 1－l 3）√l 12＋l 22.（3）若玻璃砖的宽度变小，ad 边与两条光线的交点距离变小，即BC 变小，则S 1S 2间的距离也会变小.1.[2024北京丰台区开学考试]某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，作出光路图如图所示.光线与玻璃砖表面aa'和bb'分别交于O 点和P 点，他以O 点为圆心、线段OP 长度为半径作圆，该圆与入射光线交于A 点.过A 点和P 点作法线NN'的垂线，垂足分别为B 点和Q 点，则该玻璃砖的折射率为（ A ）A.n ＝ABPQB.n ＝OB OQC.n ＝PQOAD.n ＝AB OP解析 根据光的折射定律有n ＝sin∠AOBsin∠POQ ＝ABR PQ R＝ABPQ ，故选A.2.如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC 的三棱镜，并确定AB 和AC 界面的位置，然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P 1和P 2，再从棱镜的右侧观察P 1和P 2的像.（1）此后正确的操作步骤是 BD .A.插上大头针P 3，使P 3挡住P 2的像B.插上大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像C.插上大头针P 4，使P 4挡住P 3的像D.插上大头针P 4，使P 4挡住P 1、P 2的像和P 3（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P 3、P 4的位置（图中已标出）.为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示.能够仅通过测量ED 、FG 的长度便可正确计算出折射率的是图 丙 （选填“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式为n＝EDFG（用代表线段长度的字母ED、FG表示）.解析（1）此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3.故B、D正确.（2）能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是题图丙，n＝sinθ1sinθ2＝EDODFGOG＝EDFG.3.[2023湖北八校联考模拟]在用“插针法”测量玻璃折射率的实验中：（1）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1所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是BC.A.为减小作图误差，P3和P4的距离应适当小一些B.为减小测量误差，P1和P2的连线与玻璃砖界面法线的夹角应适当取大一些C.为减小误差，应当选用宽度较大的玻璃砖完成实验D.实验中玻璃砖在纸上的位置不可移动，可用玻璃砖代替尺子画出边界线以固定玻璃砖在纸上的位置（2）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'一侧平移了少许，如图2所示，他随后实验测得的折射率不变（选填“偏大”“偏小”或“不变”）.（3）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（bb'仍然与aa'平行），如图3所示，他随后实验测得的折射率偏小（选填“偏大”“偏小”或“不变”）.解析（1）为减小作图误差，P3和P4的距离应适当大一些，A错误；P1和P2的连线与玻璃砖界面法线的夹角适当大一些，折射现象更明显，误差较小，B正确；宽度较大的玻璃砖，光在玻璃砖中的路程长，入射点与出射点距离较大，确定角度较准确，误差较小，C 正确；不可用玻璃砖代替尺子，应沿玻璃砖描点后，用尺子画出玻璃砖界面，D错误.（2）如图甲分析，测量的入射角与折射角没有误差，测得的折射率不变.图甲图乙（3）如图乙分析，入射角不受影响，当折射角的测量值大于真实值时，根据n＝sinisinr，可知测得的折射率偏小.4.[实验装置创新]通过动手做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点的像重合，如图，水面与直尺的C点相平，则∠OAC和∠OB'C（或∠OBC）分别等于入射角和折射角.（5）读出AC和AB（或BC）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＝√d2＋AC2d2＋（AB－AC）2（或√d2＋AC2d2＋BC2）.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，∠OB'C（或∠OBC）等于折射角.（5）若水面与直尺C点相平，读出AC和AB（或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＝d√d2＋AC2，sin r＝d√d2＋B'C2，则折射率为n＝sinrsini，根据对称性有B'C＝BC，联立得n＝√d2＋AC2d2＋（AB－AC）2或√d2＋AC2d2＋BC2.。
高考物理一轮复习：实验(14)《测定玻璃的折射率》教学案(含答案)
实验十四测定玻璃的折射率前期准备·明确原理——知原理 抓住关键【实验目的】1．测定玻璃的折射率。
2．学会用插针法确定光路。
【实验原理】如实验原理图所示，当光线AO 1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO 1对应的出射光线O 2B ，从而求出折射光线O 1O 2和折射角θ2，再根据n ＝sin θ1sin θ2或n ＝PN QN ′算出玻璃的折射率。
【实验器材】玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔。
再现实验·重视过程——看过程 注重数据【实验步骤】1．如图所示，把白纸铺在木板上。
2.在白纸上画一直线aa ′作为界面，过aa ′上的一点O 画出界面的法线NN ′，并画一条线段AO 作为入射光线。
3．把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa ′重合，再用直尺画出玻璃砖的另一边bb ′。
4．在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2。
5．从玻璃砖bb ′一侧透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向直到P 1的像被P 2的像挡住。
再在bb ′一侧插上两枚大头针P 3、P 4，使P 3能挡住P 1、P 2的像，P 4能挡住P 3本身及P 1、P 2的像。
6．移去玻璃砖，在拔掉P 1、P 2、P 3、P 4的同时分别记下它们的位置，过P 3、P 4作直线O ′B 交bb ′于O ′。
连接O 、O ′， OO ′就是玻璃砖内折射光线的方向。
∠AON 为入射角，∠O ′ON ′ 为折射角。
7．改变入射角，重复实验。
【数据处理】1．计算法用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值。
2．作sin θ1 sin θ2图象改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1-sin θ2 图象，由n ＝sin θ1sin θ2可知图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率。
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2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-4）第三部分光学、电磁波和相对论专题3.7 测量玻璃的折射率1. （4分）【加试题】（2019浙江杭州模拟4）如图所示，某同学利用方格坐标纸来测定半圆形玻璃砖的折射率。
其中，OA作为入射光线，是首先画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针，如图放上玻璃砖（如粗黑线所示），然后插上P3、P4大头针。
（1）其中他确定P4大头针位置的方法应当是：_____ ________ _ ________；（2）若该同学实验操作规范准确，其记录情况如图所示。
则该同学利用图示的记录情况可测得玻璃砖的折射率n=___________。
【参考答案】【共4分，每空2分】（1）透过玻璃砖看，使P4大头针挡住P1P2和P3三枚大头针的像（2） 1.5【名师解析】图中以半圆形玻璃砖的圆心画出了圆，若取圆的半径为1，则入射角的正弦值可表示为6，折射角的正弦值可表示为4，由折射定律可得n=1.5.2.（2019浙江大学附中模拟）小李同学利用激光笔和角度圆盘测一半圆形玻璃砖的折射率，如图所示是他用手机拍摄的某次实验现象照片，图中有三条明亮的光线，固定好激光笔，然后将圆盘和玻璃砖一起绕圆心______（填“顺时针”或者“逆时针”）缓慢转动了5°，发现光线③恰好消失了，那么这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率n=______。
【参考答案】顺时针【名师解析】 圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动，入射角逐渐增大，当入射角等于临界角时发生全反射，折射光线消失，由题得全反射临界角C=45°，由sinC=得n= 【关键点拨】圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动，入射角等于临界角时发生全反射，折射光线消失，由图读出临界角C ，再由sinC=求折射率。
本题利用全反射知识测定玻璃砖的折射率，其原理是全反射临界角公式sinC=，关键要理解并掌握全反射产生的条件。
3.图2甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n 的装置示意图。
他让光从空气射向玻璃砖，在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦(sin r )与入射角正弦(sin i )的关系图象。
则下列说法正确的是( )图2A.该玻璃的折射率n ＝23B.该玻璃的折射率n ＝1.5C.在由空气进入该玻璃中传播时，光波频率变为原来的23D.在由空气进入该玻璃中传播时，光波波长变为原来的1.5倍【名师解析】 由折射定律n ＝sin i sin r可知折射角正弦(sin r )与入射角正弦(sin i )的关系图象的斜率的倒数表示折射率，所以n ＝32＝1.5，选项A 错误，B 正确；在由空气进入该玻璃中传播时，光波的频率不变，光波波长变为原来的23，选项C 、D 错误。
【参考答案】 B4．(2016·温州期中)如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的__________面不能用手直接接触。
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。
计算折射率时，用________(填“d ”或“e ”)点得到的值较小，用________(填“d ”或“e ”)点得到的值误差较小。
【名师解析】 光学面若被手接触污染，会影响观察效果，增大实验误差；分别连接cd 和ce 并延长到界面，与界面分别交于f 、g 两点，由n ＝sin θ1sin θ2不难得出用d 点得到的折射率值较小，过c 点的出射光线应平行于ab ，利用直尺比对并仔细观察，可知ec ∥ab ，故用e 点得到的折射率值误差较小。
【参考答案】 光学 d e5．(2016·宁波期中)“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，应使它________________。
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)【名师解析】 测定玻璃折射率的实验是利用大头针观看进入玻璃的入射光线，在另一侧插入大头针C 挡住前面的A 、B 的像，同样插入大头针D 挡住C 及A 、B 的像，C 和D 两点确定了出射光线，利用入射点和出射点的连线来确定折射光线，作出法线FG ，连接OO ′，以O 点为圆心画圆，分别交AB 、OO ′于E 、Q 两点，分别过E 、Q 向GF 作垂线EG 、FQ 并用毫米刻度尺测其长度，如图所示，根据n ＝sin θ1sin θ2可得：n ＝EG FQ＝1.8。
【参考答案】 挡住C 及A 、B 的像 1.8(1.6～1.9)6.某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器，如图5所示。
在一个圆盘上，过其圆心O 作两条相互垂直的直径BC 、EF 。
在半径OA 上，垂直盘面插上两枚大头针P 1、P 2并保持位置不变。
每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总使得液面与直径BC 相平，EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P 1、P 2。
同学们通过计算，预先在圆周EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据P 3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值。
(1)若∠AOF ＝30°，OP 3与OC 之间的夹角为45°，则在P 3处刻的刻度值为________。
(2)若在同一液体中沿AO 方向射入一束白光，最靠近OC 边的是________色的光，增大入射角度，________色的光在刻度盘上先消失。
【名师解析】 (1)由图可知，∠AOF 是入射角，∠EOP 3是折射角，但在定义折射率时光是从真空或空气射向介质的，所以用光路的可逆性转化可得n ＝sin ∠EOP 3sin ∠AOF，代入数据可得n ＝2。
(2)由于介质对紫光的折射率最大，所以紫光偏折得最多，故最靠近OC 边的是紫光。
增大入射角，所有单色光的折射角都增大，而紫光的折射角依然最大，故紫光在刻度盘上先消失。
答案 (1)2 (2)紫 紫7.（2012··浙江）在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图19-1-甲所示。
（1）在图19-1-乙中画出完整的光路图；（2）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n = (保留3为有效数字)；（3）为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图19-1-丙所示。
图中P 1和P 2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P 3和 （填“A ”或“B ”）。
【名师解析】画出完整的光路图如图19-1-J 所示。
测量出入射角和折射角，由折射定律，求得该玻璃砖的折射率n =1.51. P 1和P 2是同一入射光线上的2枚大头针，由于入射界面和出射界面不平行，出射光线将向下偏折，所以其对应出射光线上的2枚大头针是P 3和A 。
【参考答案】（1）完整的光路图如图。
（2）1.51（3）A【点评】若待测玻璃砖两界面平行时，入射线和出射线平行；若待测玻璃砖两界面不平行时，入射线和出射线不平行。
注解：利用插针法测量玻璃折射率，画出入射线、法线和折射线后，可以通过测量入射角、折射角，利用折射定律得出折射率；也可以以入射点作为圆心画出单位圆，单位圆与入射线和折射线相交。
分别过这两个交点作法线的垂线，测量这两段垂线的长度，这两段垂线的长度的比值等于玻璃折射率。
8．如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3，图中MN 为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点．图19-1-J 图19-1-甲 图19-1-乙 图19-1-丙(1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．(2)该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．【名师解析】：(1)sin θ1＝l 1BO ，sin θ2＝l 3CO ，因此玻璃的折射率n ＝sin θ1sin θ2＝l 1BO l 3CO＝l 1l 3，因此只需测量l 1和l 3即可． (2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l 1是不变的，即入射角不变，而l 3减小，所以测量值n ＝l 1l 3将偏大． 【参考答案】：(1)l 1和l 3 n ＝l 1l 3(2)偏大 9.（2019高考理综天津卷）（2）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。
①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。
A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______。
③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=______。
（用图中线段的字母表示）【参考答案】AD B AC BD【名师解析】①做测定玻璃的折射率实验，能够提高实验准确程度的是：选用两光学表面间距大的玻璃砖有助于提高确定折射角的准确程度，插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，有助于提高确定入射角和折射角的准确程度，选项AD正确。
②根据光通过平行玻璃砖的光路可知，入射线和出射线平行，在玻璃砖中折射角小于入射角，所以实验操作正确的是B。
③由折射定律，玻璃的折射率n=AC BD。