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1、考点规范练考点规范练 66 测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率 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 1、2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
2、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 cd,如图中虚线所示,cdcd,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、”)。 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
4、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 M
5、N 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=90-1,折射角 r=90-2,则玻璃的
6、折射率 n=。 sin 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)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 1 cos 2 (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 P3,使之挡住 P1的像和 P2的像; 在 d中插针 P4,使之挡住 P1的像、P2的像和 P3; (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
7、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 sin 折射率偏大。 答案 (1)cd c.透过玻璃砖观察,在 cd 面一侧插针 P3,使之挡住 P1的像和 P2的像;d.插针 P4,使之挡住 P1的像、P2的像和 P3 (2)偏大 3.解析 连接 P1P2并延长交 AB 于 M,连接 P3P4并延长交 BC 于 N,连接 MN;过 M 点作 AB 的垂线即为 法线,P1P2与法线的夹角为入射角 1,P3P4与法线的夹角为 2,折射率 n=,若三棱镜发生平移,入射 sin 1 sin 2 角不变,折射角变小,折射率变大。 答案 (1)如图所示 (2)入射角 1 折射角 2(没有在图上标注不可) (3) (4)大于 sin 1 sin 2 4.解析 (1)设光线在 AB面上的入射角为 ,折射角为 ,根据几何关系有 sin =,sin = 2 ( 2) 2 + 22 ,则折射率 n=。 2 ( 2) 2 + 12 sin sin = 2+ 422 2+ 412 (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,x1x2,B 正确,C错误;减小入射角,则折射角减小,x1增大,D 正确。 答案 (1) (2)ABD 2+ 422 2+ 412