...高考物理总复习 7实验 测定玻璃的折射率检测试题 新人教版选修3-4...

1．(单选)如图所示，某同学做“测定玻璃折射率”实验时，用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sinθ1­sinθ2图线如图所示．下列判断中不正确的是(　　)

A．他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象

B．玻璃的折射率为0.67

C．玻璃的折射率为1.5

D．玻璃临界角的正弦值为0.67

解析　由sinθ1­sinθ2图象可知，＝＝1.5>1，故光是从空气射入玻璃的，入射角为θ1，A项正确．由折射率的定义，知n＝1.5，C项正确，B项错误．由临界角定义，知临界角的正弦值sinC＝＝0.67，D项正确．

答案　B

2.(单选)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，放在如图所示的位置上，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

解析　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，而是如图中虚线所示，由几何知识可知，测出的折射角与真实的折射角相同．

答案　C

3.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，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住．接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和三棱镜轮廓，如图所示．

(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＝________.

解析　(1)光路图如图所示，画出通过P1、P2的入射光线交AC面于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O′，连接OO′，则光线OO′就为入射光线P1P2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(或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度)．

(3)n＝(或因为sinθ1＝，sinθ2＝，则

n＝＝)．

答案　见解析

4.如图所示，画有直角坐标系xOy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合．OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角．只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测出α和β，便可求得玻璃的折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应采取的措施是________________________．若他已透过玻璃砖看到P1、P2的像，确定P3位置的方法是________________________．若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n＝________.

解析　无法看到P1、P2的像是因为OA光线的入射角过大，发生全反射的缘故．P3能挡住P1、P2的像说明OP3是OA的折射光线．

答案　另画一条更靠近y轴正方向的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y<0区域透过玻璃砖能看到P1、P2的像　竖直插上大头针P3，使P3刚好能挡住P1、P2的像　

5.测定玻璃等腰直角三棱镜折射率的实验中，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，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、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的位置和三棱镜轮廓如图所示．

(1)通过作图，画出通过P1、P2的入射光线在棱镜中的折射光线；

(2)如果测得该棱镜的折射率为1.5，则垂直于AB边入射的光线能否从BC边或AC边射出________(选填“能”或“不能”)．

解析　(1)如图所示

(2)设发生全反射的临界角为C，则sinC＝＝答案　(1)见解析图　(2)不能

6.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，________处所对应的折射率的值大．

(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为________．

解析　(1)根据折射定律n＝，题中θ1＝60°，θ2＝∠AOF＝30°，所以n＝＝.

(2)图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4对应的折射率大．

(3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率为1.

答案　(1)　(2)P4　(3)1

7.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P1、P2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P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3.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l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，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P3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”)．

答案　(1)l1和l3　　(2)偏大

8．(2010·福建)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．

解析　(1)由折射率公式，可得n＝＝.

(2)玻璃砖的宽度越大，出射光线的侧移量越大，玻璃砖中折射光线的误差越小，所以应选用宽度大的玻璃砖来测量．

答案　(1) (或　(2)大