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1、考點規(guī)范練66 測定玻璃的折射率
1.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)角度如圖甲所示。
甲
乙
(1)此玻璃的折射率計算式為n= (用圖中的θ1、θ2表示);?
(2)如果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(yīng)選用寬度 (選填“大”或“小”)的玻璃磚來測量。?
(3)若同學選用如圖乙所示的玻璃磚,AA'、BB'為畫出的邊界,則測得的折射率與真實值相比 (選填“偏大”“偏小”或“不變”)。?
2.下圖是利用插針法測定玻璃折射率的實驗圖,玻璃磚的入射面ab和出射面cd并
2、不平行。某同學操作的主要步驟如下:
a.畫入射面ab,放置玻璃磚,使玻璃磚上界面對準ab;
b.用針沿玻璃磚下界面確定出射面cd上的兩點;
c.在ab面一側(cè)插針P1、P2;
d.在cd面一側(cè)插針P3,使之擋住P1和P2;
e.插針P4,使之擋住P3和P1、P2;
f.移去針和玻璃磚。
(1)上述步驟中有錯誤的步驟序號是 ,對應(yīng)的正確操作是 ?? 。?
(2)改正操作中的錯誤后,該同學正確完成實驗,作好光路圖,并測量相關(guān)物理量,計算出玻璃磚的折射率。他重新放上玻璃磚,發(fā)現(xiàn)玻璃磚的出射面實際應(yīng)為c'd',如圖中虛線所示,c'd'∥cd,則他計算出的折射率比真實值 (
3、選填“偏大”“偏小”或“不影響結(jié)果”)。?
3.(2018·河北邯鄲質(zhì)檢)如圖所示,某同學為了測量截面為正三角形的三棱鏡玻璃折射率,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)觀察到P1像和P2像,當P1的像恰好被P2的像擋住時,插上大頭針P3和P4,使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P3和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)畫出對應(yīng)的光路。
(2)為了測出三棱鏡玻璃材料的折射率,若以AB作為分界面,需要測量的量是 和 ,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
4、)若在測量過程中,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),則以AB作為分界面,三棱鏡材料折射率的測量值 (選填“大于”“小于”或“等于”)三棱鏡玻璃材料折射率的真實值。?
4.小明同學設(shè)計了一個用刻度尺測半圓形玻璃磚折射率的實驗,如圖所示,他進行的主要步驟是
A.用刻度尺測玻璃磚的直徑AB的大小d
B.先把白紙固定在木板上,將玻璃磚水平放置在白紙上,用筆描出玻璃磚的邊界,將玻璃磚移走,標出玻璃磚的圓心O、直徑AB、AB的法線OC
C.將玻璃磚放回白紙的原處,刻度尺MN緊靠A點并與直徑AB垂直放置
D.調(diào)節(jié)激光器,使PO光線從玻璃磚圓弧面沿半徑方向射
5、向圓心O,并使刻度尺MN的左右兩側(cè)均出現(xiàn)亮點,記下左側(cè)亮點到A點的距離x1,右側(cè)亮點到A點的距離x2。則:
(1)小明利用實驗數(shù)據(jù)計算此玻璃磚折射率的表達式為n= 。?
(2)關(guān)于上述實驗,以下說法正確的是 。?
A.在∠BOC的范圍內(nèi),改變?nèi)肷涔饩€PO的入射角,刻度尺MN上可能只出現(xiàn)一個亮點
B.左側(cè)亮點到A點的距離x1一定小于右側(cè)亮點到A點的距離x2
C.左側(cè)亮點到A點的距離x1一定大于右側(cè)亮點到A點的距離x2
D.要使左側(cè)亮點到A點的距離x1增大,應(yīng)減小入射角
考點規(guī)范練66 測定玻璃的折射率
1.解析(1)入射角i=90°-θ1,折射角r=90°
6、-θ2,則玻璃的折射率n=sinisinr=cosθ1cosθ2。
(2)寬度大些的玻璃磚,在作圖時角度的相對誤差會小些。
(3)用圖乙測玻璃磚折射率時,只要操作正確,測量的結(jié)果與玻璃磚的形狀無關(guān),故測得的折射率與真實值相比不變。
答案(1)cosθ1cosθ2
(2)大
(3)不變
2.解析(1)其中有錯誤之處的是c、d;
在c中透過玻璃磚觀察,在cd面一側(cè)插針P3,使之擋住P1的像和P2的像;
在d中插針P4,使之擋住P1的像、P2的像和P3;
(2)如圖所示,
虛線是實際光線,實線是該同學所作的光線,可見,該同學利用插針法確定入射光線、折射光線后,按實線光路測得的
7、入射角不受影響,但測得的折射角比真實的折射角偏小,根據(jù)折射定律n=sinisinr,測得的折射率偏大。
答案(1)cd c.透過玻璃磚觀察,在cd面一側(cè)插針P3,使之擋住P1的像和P2的像;d.插針P4,使之擋住P1的像、P2的像和P3
(2)偏大
3.解析連接P1P2并延長交AB于M,連接P3P4并延長交BC于N,連接MN;過M點作AB的垂線即為法線,P1P2與法線的夾角為入射角θ1,P3P4與法線的夾角為θ2,折射率n=sinθ1sinθ2,若三棱鏡發(fā)生平移,入射角不變,折射角變小,折射率變大。
答案(1)如圖所示
(2)入射角θ1 折射角θ2(沒有在圖上標注不可)
(3)sinθ1sinθ2 (4)大于
4.解析(1)設(shè)光線在AB面上的入射角為α,折射角為β,根據(jù)幾何關(guān)系有sinα=d2d22+x22,sinβ=d2d22+x12,則折射率n=sinβsinα=d2+4x22d2+4x12。
(2)當入射角大于或等于發(fā)生全反射的臨界角時,刻度尺MN上只出現(xiàn)一個亮點,A正確;光從玻璃射入空氣,折射角大于入射角,通過幾何關(guān)系知,x1
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