2024高考物理一輪復習規(guī)范演練57測定玻璃的折射率含解析新人教版

PAGE4-規(guī)范演練57測定玻璃的折射率1.（2024·福建龍巖期中）在測定玻璃折射率的試驗中：（1）某同學試驗插針的步驟如下：A.在表示入射光線的AO上插上大頭針P1、P2；B.通過玻璃磚視察P2、P1，調(diào)整視線，直到P1的像被P2的像攔住；C.再視察一側(cè)插上大頭針P3、P4，登記P3、P4的位置.這位同學在操作中有什么重要疏漏？______________________________________________________________________（2）以通過P1、P2的直線與玻璃磚的交點O為圓心，以某一適當長度R為半徑畫圓，與OA交于A，與OO′的延長線交于C，如圖所示，過A、C分別作玻璃磚界面的法線MN的垂線，圖中B、D分別為垂足，用刻度尺量得AB＝45mm，CD＝30mm，則玻璃磚的折射率為.（3）在測定玻璃的折射率的試驗中，對一塊兩面平行的玻璃磚，用“插針法”找出與入射光線對應的出射光線，現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四位同學分別做出如圖所示的四組插針結(jié)果.①從圖上看，確定把針插錯了的同學是.②從圖上看，測量結(jié)果精確度最高的同學是.甲乙丙丁解析：（1）這位同學在操作中的重要疏漏是：插針時應使P3攔住P1和P2的像，P4攔住P1、P2、P3的像.（2）設(shè)光線在玻璃磚上表面的入射角為i，折射角為r.依據(jù)數(shù)學學問得：sini＝eq\f(AB,R)，sinr＝eq\f(CD,R)則折射率為n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(AB,CD)＝eq\f(45,30)＝1.5.（3）甲乙丙丁①作出光路圖如圖所示，可知丙圖出射光線與入射光線在同始終線上，確定把針插錯了.②入射角和折射角較大，角度測量的相對誤差較小，計算出的折射率精確度高，從圖上看，測量結(jié)果精確度最高的同學是丁.答案：（1）插針時應使P3攔住P1和P2的像，P4攔住P1、P2、P3的像（2）1.5（3）丙丁2.（2024·浙江舟山模擬）在用插針法測玻璃磚折射率的試驗中，玻璃磚的ab邊與a′b′邊相互平行，aa′邊與bb′邊不平行.某同學在白紙上細致畫出了玻璃磚的兩條邊線aa′和bb′，如圖所示.（1）試驗時，先在玻璃磚的一側(cè)插兩枚大頭針P1和P2以確定入射光線AO.接著，眼睛在玻璃磚的（選填“同一側(cè)”或“另一側(cè)”）視察所插的兩枚大頭針P1和P2，同時通過插第三、第四枚大頭針來確定從玻璃磚射出的光線.（2）試驗中是否要求四枚大頭針的針帽在同一視線上？（選填“是”或“否”）.（3）下列操作可以減小試驗誤差的是（填字母代號）.A.適當增大大頭針P1、P2的間距B.選擇玻璃磚相互平行的ab、a′b′邊來測量C.選用完可能細的筆畫線D.使AO的入射角接近于90°解析：（1）試驗時，眼睛在玻璃磚的另一側(cè)視察所插的兩枚大頭針P1和P2，同時通過插第三、第四枚大頭針來確定從玻璃磚射出的光線.（2）試驗中要求四枚大頭針的針尖在同一視線上，而不是針帽.（3）大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當大些時，引起的角度誤差會減小，A正確；插針法測定折射率時，玻璃磚上下表面不確定要平行，故B錯誤；為了精確確定入射光線和折射光線，選用完可能細的筆畫線，故C正確；為了減小測量的相對誤差，選擇的入射角應盡量大些，效果會更好，但不是接近90°，故D錯誤.答案：（1）另一側(cè)（2）否（3）AC3.（2024·福建廈門期末）某同學利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行.正確操作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖所示.（1）此玻璃的折射率計算式為n＝（用圖中的θ1、θ2表示）.（2）假如有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應選用寬度（選填“大”或“小”）的玻璃磚來測量.解析：（1）光線由空氣射入玻璃的入射角i＝90°－θ1，折射角γ＝90°－θ2，由折射率的定義可得n＝eq\f(sini,sinγ)＝eq\f(sin（90°－θ1）,sin（90°－θ2）)＝eq\f(cosθ1,cosθ2).（2）依據(jù)平行玻璃磚對光線的影響可知，玻璃磚寬度越大，側(cè)移量越大，折射角的測量誤差越小.答案：（1）eq\f(cosθ1,cosθ2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(sin（90°－θ1）,sin（90°－θ2）)))（2）大4.（2024·上海長寧模擬）某同學為了測量截面為正三角形的玻璃三棱鏡的折射率，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的左側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的右側(cè)視察到P1和P2的像，當P1的像恰好被P2的像攔住時，插上大頭針P3和P4，使P3攔住P1、P2的像，P4也攔住P1、P2的像，在紙上標出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖所示.（1）在圖上畫出對應的光路.（2）為了測出三棱鏡玻璃材料的折射率，若以AB為分界面，須要測量的量是_________________________________________，在圖上標出它們.（3）三棱鏡玻璃材料折射率的計算公式是n＝.（4）若在描繪三棱鏡輪廓的過程中，放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移（移至圖中的虛線位置，底邊仍重合），若仍以AB為分界面，則三棱鏡玻璃材料折射率的測量值（選填“大于”“小于”或“等于”）真實值.解析：（1）光路圖如圖所示.（2）若以AB為分界面，須要測量的量為入射角θ1、折射角θ2.（3）該三棱鏡玻璃材料的折射率的計算公式為n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).（4）若在描繪三棱鏡輪廓的過程中，放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移，仍以AB為分界面，將入射光線與AB的交點和出射光線與BC的交點連接起來，從而可知該連接線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導致折射角變小，所以測量值比真實值大.答案：（1）如解析圖所示（2）入射角θ1、折射角θ2（3）eq\f(sinθ1,sinθ2)（4）大于5.（2024·內(nèi)蒙古松山月考）某同學用圓柱形玻璃磚做測定玻璃折射率的試驗，先在白紙上放好圓柱形玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在圓柱形玻璃磚另一側(cè)視察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像攔住，接著在眼睛所在一側(cè)相繼又插上兩枚大頭針P3、P4，使P3攔住P1、P2的像，使P4攔住P3和P1、P2的像，在紙上標出的大頭針位置和圓柱形玻璃磚的邊界如圖甲所示.甲乙（1）在圖上畫出所需的光路.（2）為了測量出玻璃磚折射率，須要測量的物理量有（要求在圖上標出）.（3）寫出計算折射率的公式n＝.（4）如圖乙所示，將刻度尺直立在裝滿某種透亮液體的寬口瓶中（液體未漏出），從刻度尺上A、B兩點射出的光線AC和BC在C點被折射和反射后都沿直線CD傳播，已知刻度尺上相鄰兩根長刻度線間的距離為1cm，刻度尺右邊緣與寬口瓶右內(nèi)壁間的距離d＝2.5cm，由此可知，瓶內(nèi)液體的折射率n＝（可保留根號）.解析：（1）光路圖如圖所示.（2）為了測量出玻璃磚折射率，須要測量的物理量有∠i和∠r.（3）折射率的公式為n＝eq\f(sini,sinr).（4）設(shè)從A發(fā)出的光線射到液面時入射角為i，折射角為r，則由幾何學問得：sini＝eq\f(d,\r(d2＋2.52))＝eq\f(2.5,\r(2.52＋2.52))，依據(jù)光的反射對稱性可知：折射