高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)20 測(cè)定玻璃的折射率高效演練（含解析）-人教版高三物理試題

測(cè)定玻璃的折射率1．(多選)某研究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器．如圖所示，在一個(gè)圓盤上，過其圓心O做兩條互相垂直的直徑BC、EF.在半徑OA上，垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使水平液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像．下列說法正確的是()A．液體的折射率等于P3到EF的距離與A到EF的距離的比值B．液體的折射率等于A到EF的距離與P3與EF的距離的比值C．大頭針P3插在M位置時(shí)液體的折射率值大于插在N位置時(shí)液體的折射率值D．大頭針P3插在M位置時(shí)液體的折射率值小于插在N位置時(shí)液體的折射率值A(chǔ)D[當(dāng)光由空氣斜射入液體時(shí)，折射率等于入射角正弦與折射角正弦之比，故液體的折射率等于P3到EF的距離與A到EF的距離的比值，故A正確，B錯(cuò)誤；由圖可知，P1、P2作為入射光線方向，入射角一定，大頭針P3插在M位置時(shí)折射角小于大頭針P3插在N位置時(shí)折射角，根據(jù)折射定律n＝eq\f(sini,sinr)，大頭針P3插在M位置時(shí)液體的折射率值小于插在N位置時(shí)液體的折射率值，故C錯(cuò)誤，D正確．]2．(2019·河南鄭州模擬)(1)幾位同學(xué)做“用插針法測(cè)定玻璃折射率”實(shí)驗(yàn)，圖示直線aa′、bb′表示在白紙上畫出的玻璃磚的兩個(gè)界面．幾位同學(xué)進(jìn)行了如下操作：A．甲同學(xué)選定的玻璃磚兩個(gè)光學(xué)面aa′與bb′不平行，其他操作正確B．乙同學(xué)在白紙上正確畫出平行玻璃磚的兩個(gè)界面aa′和bb′后，將玻璃磚向aa′方向平移了少許，其他操作正確C．丙同學(xué)在白紙上畫aa′、bb′兩界面時(shí)，其間距比平行玻璃磚兩光學(xué)面的間距稍微大些，其他操作正確上述幾位同學(xué)的操作，對(duì)玻璃折射率的測(cè)定結(jié)果沒有影響的是________(填寫選項(xiàng)前的字母)．(2)在用插針法測(cè)玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，已確定好入射方向AO，插了兩枚大頭針P1和P2，如圖所示(①②③是三條直線)．在以后的操作說法中你認(rèn)為正確的是________.A．在bb′側(cè)調(diào)整觀察視線，另兩枚大頭針P3和P4可能插在③線上B．保持O點(diǎn)不動(dòng)，減小入射角，在bb′側(cè)調(diào)整觀察視線，另兩枚大頭針P3和P4可能插在①線上C．保持O點(diǎn)不動(dòng)，增大入射角，在bb′側(cè)調(diào)整觀察視線，看不清P1和P2的像，這可能是光在bb′側(cè)面發(fā)生全反射解析(1)甲同學(xué)選定的玻璃磚兩個(gè)光學(xué)面aa′和bb′不平行，不會(huì)影響入射角和折射角的確定；乙同學(xué)將玻璃磚向aa′方向平移了少許，直線aa′、bb′之間的距離仍然等于玻璃磚的厚度，入射角和折射角的大小不變；丙同學(xué)在白紙上畫aa′和bb′間距比平行玻璃磚兩光學(xué)面的間距稍微大些，使畫出的入射點(diǎn)向左移，出射點(diǎn)向右移，所畫的折射角比實(shí)際值大，算得的折射率將偏?。?2)由折射定律得知，光線通過平行玻璃磚后向一側(cè)發(fā)生側(cè)移，由于光線在上表面折射時(shí)，折射角小于入射角，則出射光線向②一側(cè)偏移，如圖，故另兩枚大頭針P3和P4不可能插在③線上，故A錯(cuò)誤．若保持O點(diǎn)不動(dòng)，減小入射角，折射角也減小，另外兩枚大頭針P3和P4可能插在①線上，故B正確．若保持O點(diǎn)不動(dòng)，增大入射角，在bb′側(cè)調(diào)整觀察視線，看不清P1和P2的像，反射光增強(qiáng)，折射光線減弱，根據(jù)光路可逆性原理得知，光線不可能在bb′界面發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤．答案(1)A、B(2)B3．用圓弧狀玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3以及P1和P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示，其中O為兩圓弧圓心，圖中已畫出經(jīng)過P1、P2點(diǎn)的入射光線．(1)在圖上補(bǔ)畫出所需的光路；(2)為了測(cè)出玻璃的折射率，需要測(cè)量入射角和折射角，請(qǐng)?jiān)趫D中的AB分界面上畫出這兩個(gè)角；(3)用所測(cè)物理量計(jì)算折射率的公式為n＝________；(4)為了保證在eq\o(CD,\s\up6(⌒))得到出射光線，實(shí)驗(yàn)過程中，光線在eq\o(AB,\s\up6(⌒))的入射角應(yīng)適當(dāng)________(填“小一些”“無所謂”或“大一些”)；(5)多次改變?nèi)肷浣?，測(cè)得幾組入射角和折射角，根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值，畫出了如圖乙所示的圖象，由圖象可知該玻璃的折射率n＝________.解析(1)連接P3、P4與eq\o(CD,\s\up6(⌒))交于一點(diǎn)，此交點(diǎn)即為光線從玻璃磚中射出的位置，由于P1、P2的連線與eq\o(AB,\s\up6(⌒))的交點(diǎn)即為光線進(jìn)入玻璃磚的位置，連接兩交點(diǎn)即可作出玻璃磚中的光路，如圖所示．(2)連接O點(diǎn)與光線在eq\o(AB,\s\up6(⌒))上的入射點(diǎn)即為法線，作出入射角和折射角如圖中i、r所示．(3)由折射定律可得n＝eq\f(sini,sinr).(4)為了保證能在eq\o(CD,\s\up6(⌒))上有出射光線，實(shí)驗(yàn)過程中，光線在eq\o(AB,\s\up6(⌒))上的入射角應(yīng)適當(dāng)小一些，才不會(huì)使光線在eq\o(CD,\s\up6(⌒))上發(fā)