高考物理一輪專題： 第55講 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率

高考物理一輪專題： 第55講 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率 姓名:________ 班級(jí):________ 成績:________ 一、 填空題 (共2題；共9分) 1. （3分） 如圖一所示，一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時(shí)，P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像．有一同學(xué)把大頭針插在P1′和P2′位置時(shí)，在MN另外一側(cè)看不到大頭針的像．其原因是________． 2. （6分） (2018溫州模擬) 在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中 ①某同學(xué)在畫玻璃磚邊界時(shí)操作如圖甲所示，請(qǐng)指出其不當(dāng)之處：________（寫出一點(diǎn)即可） ②實(shí)驗(yàn)中，已畫好玻璃磚邊界ab、cd后，不小心誤將玻璃磚向上稍平移了一點(diǎn)，如圖乙所示，其他操作正確，則測(cè)得玻璃的折射率將________（選填“變大”、“不變”或“變小”） 二、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題；共39分) 3. （7分） (2019高二下西城期末) 如圖所示，在“測(cè)量玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)光線AO以一定入射角穿過兩面平行的玻璃磚時(shí)，通過插針法找到跟入射光線AO對(duì)應(yīng)的出射光線O′B，從而確定玻璃中的折射光線OO′。 （1） 下列措施中，不能減小實(shí)驗(yàn)誤差的是_________。 A . 玻璃磚界面aa與bb間的距離適當(dāng)大些 B . 入射角要盡量小些 C . 大頭針應(yīng)豎直地插在紙面上 D . 針P1與P2、P3與P4的間距要適當(dāng)遠(yuǎn)些 （2） 在圖中標(biāo)記了四個(gè)角，分別為θ1、θ2、θ3、θ4，則玻璃的折射率n =________。 （3） 下列措施中，不能減小實(shí)驗(yàn)誤差的是_________。 A . 玻璃磚界面aa與bb間的距離適當(dāng)大些 B . 入射角要盡量小些 C . 大頭針應(yīng)豎直地插在紙面上 D . 針P1與P2、P3與P4的間距要適當(dāng)遠(yuǎn)些 4. （4分） (2019高二下江蘇期中) 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的像擋住，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)P1、P2點(diǎn)的入射光線． （1） 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． （2） 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） 用所測(cè)物理量計(jì)算折射率的公式為n＝________． （5） 為了保證在弧面CD得到出射光線，實(shí)驗(yàn)過程中，光線在弧面AB的入射角應(yīng)適當(dāng)________(填小一些無所謂或大一些)． （6） 為了保證在弧面CD得到出射光線，實(shí)驗(yàn)過程中，光線在弧面AB的入射角應(yīng)適當(dāng)________(填小一些無所謂或大一些)． （7） 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＝________． （8） 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＝________． 5. （10分） (2017高二下永春期末) 如圖a所示，在測(cè)量玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)先在白紙上放好截面是正三角形ABC的三棱鏡，并確定AB和AC界面的位置。然后在棱鏡的左側(cè)畫出一條直線，并在線上豎直插上兩枚大頭針P1和P2 ， 再從棱鏡的右側(cè)觀察P1和P2的像。 1此后正確的操作步驟是________。（選填選項(xiàng)前的字母） A．插上大頭針P3 ， 使P3擋住P2的像 B．插上大頭針P3 ， 使P3擋住P1、P2的像 C．插上大頭針P4 ， 使P4擋住P3的像 D．插上大頭針P4 ， 使P4擋住P3和P1、P2的像 2正確完成上述操作后，在紙上標(biāo)出大頭針P3、P4的位置（圖中已標(biāo)出）。為測(cè)量該種玻璃的折射率，兩位同學(xué)分別用圓規(guī)及刻度尺作出了完整光路和若干輔助線，如圖甲、乙所示。在甲、乙圖中能夠僅通過測(cè)量ED、FG的長度便可正確計(jì)算出折射率的是圖________（選填“甲”或“乙”），所測(cè)玻璃折射率的表達(dá)式n=________（用代表線段長度的字母ED、FG表示）。 6. （4分） (2019高二下乾安月考) 用三棱鏡做“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2 ， 然后在棱鏡的另一側(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、P4 ， 使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖10所示。 （1） 在本題的圖上畫出所需的光路。 （2） 在本題的圖上畫出所需的光路。 （3） 為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率，需要測(cè)量的量是________、________，并在圖上標(biāo)出它們。 （4） 為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率，需要測(cè)量的量是________、________，并在圖上標(biāo)出它們。 （5） 計(jì)算折射率的公式是n=________。 （6） 計(jì)算折射率的公式是n=________。 7. （5分） (2019天津) （1） 第26屆國際計(jì)量大會(huì)決定，質(zhì)量單位“千克”用普朗克常量 定義，“國際千克原器”于2019年5月20日正式“退役” 的數(shù)值為 ，根據(jù)能量子定義， 的單位是________，該單位用國際單位制中的力學(xué)基本單位表示，則為________。 （2） 第26屆國際計(jì)量大會(huì)決定，質(zhì)量單位“千克”用普朗克常量 定義，“國際千克原器”于2019年5月20日正式“退役” 的數(shù)值為 ，根據(jù)能量子定義， 的單位是________，該單位用國際單位制中的力學(xué)基本單位表示，則為________。 （3） 某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙。 ①下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度________。 A.選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚 B.選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚 C.選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn) D.插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些 ②該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是________。 ③該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點(diǎn) 為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于 、 點(diǎn)，再過 、 點(diǎn)作法線 的垂線，垂足分別為 、 點(diǎn)，如圖所示，則玻璃的折射率 ________。（用圖中線段的字母表示） （4） 某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙。 ①下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度________。 A.選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚 B.選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚 C.選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn) D.插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些 ②該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是________。 ③該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點(diǎn) 為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于 、 點(diǎn)，再過 、 點(diǎn)作法線 的垂線，垂足分別為 、 點(diǎn)，如圖所示，則玻璃的折射率 ________。（用圖中線段的字母表示） （5） 現(xiàn)測(cè)定長金屬絲的電阻率。 ①某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是________; 。 ②利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，盡量準(zhǔn)確地測(cè)量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻 ，約為 ，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明器材代號(hào)________。 電源 （電動(dòng)勢(shì) ，內(nèi)阻約為 ） 電流表 （量程 ，內(nèi)阻 ） 電流表 （量程 ，內(nèi)阻約為 ） 滑動(dòng)變阻器 （最大阻值 ，額定電流 ） 開關(guān) 及導(dǎo)線若干 ③某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確，測(cè)量得到電流表 的讀數(shù)為 ，電流表 的讀數(shù)為 ，則這段金屬絲電阻的計(jì)算式 ________。從設(shè)計(jì)原理看，其測(cè)量值與真實(shí)值相比________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 （6） 現(xiàn)測(cè)定長金屬絲的電阻率。 ①某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是________; 。 ②利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，盡量準(zhǔn)確地測(cè)量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻 ，約為 ，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明器材代號(hào)________。 電源 （電動(dòng)勢(shì) ，內(nèi)阻約為 ） 電流表 （量程 ，內(nèi)阻 ） 電流表 （量程 ，內(nèi)阻約為 ） 滑動(dòng)變阻器 （最大阻值 ，額定電流 ） 開關(guān) 及導(dǎo)線若干 ③某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確，測(cè)量得到電流表 的讀數(shù)為 ，電流表 的讀數(shù)為 ，則這段金屬絲電阻的計(jì)算式 ________。從設(shè)計(jì)原理看，其測(cè)量值與真實(shí)值相比________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 8. （3分） (2019高二下平羅月考) 如圖甲所示，某同學(xué)在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面 和 。O為直線AO與 的交點(diǎn)。在直線OA上豎直地插上 兩枚大頭針。 ①該同學(xué)接下來要完成的必要步驟有________ A．插上大頭針 ，使 僅擋住 的像 B．插上大頭針 ，使 擋住的 像和 的像 C．插上大頭針 ，使 僅擋住 D．插上大頭針 ，使 擋住 和 、 的像 ②某同學(xué)做“測(cè)定玻璃折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，完成光路圖后，由于沒有量角器，借助圓規(guī)以O(shè)為圓心畫圓，分別交入射光線于A點(diǎn)，交 連線延長線于C點(diǎn)．分別過A點(diǎn)、C點(diǎn)作法線 的垂線交 于B點(diǎn)、D點(diǎn)，則需要測(cè)量的物理量為________的長度 、________的長度 （用圖乙中字母表示）。則此玻璃磚的折射率n= ________。（用 表示） 9. （3分） (2019高二下湖州期末) 在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中 ①下列給出的實(shí)驗(yàn)器材中，本實(shí)驗(yàn)需要用到的有________ ②實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的是________(填選項(xiàng)前的字母) A.入射角不宜太小 B.為了測(cè)量的準(zhǔn)確性，必須選用平行玻璃磚來測(cè)量 C.在白紙上放好玻璃破后，可以用鉛筆貼著光學(xué)面畫出界面 D.為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)該改變?nèi)肷浣堑拇笮?，多做幾次，然后將幾次測(cè)量的不同入射角、折射角求平均值，代入公式計(jì)算折射率 ③實(shí)驗(yàn)中，已畫好玻璃磚邊界ab，cd后，放置玻璃磚時(shí)不小心向下稍平移了一點(diǎn)，如圖所示。其他振作正確，則測(cè)得玻璃的折射率將________(選填“變大”、“不變”或“變小“”) 10. （3分） (2019高二下諸暨期中) 在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中， （1） 小朱同學(xué)在實(shí)驗(yàn)桌上看到方木板上有一張白紙，白紙上有如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材，他認(rèn)為除了缺刻度尺還少了一種器材，請(qǐng)你寫出所缺器材的名稱：________老師將器材配齊后，他進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖乙是他在操作過程中的一個(gè)狀態(tài)，請(qǐng)你指出第四枚大頭針應(yīng)在圖乙中的位置________（填“A”、“B”或“C”）。 （2） 小朱同學(xué)在實(shí)驗(yàn)桌上看到方木板上有一張白紙，白紙上有如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材，他認(rèn)為除了缺刻度尺還少了一種器材，請(qǐng)你寫出所缺器材的名稱：________老師將器材配齊后，他進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖乙是他在操作過程中的一個(gè)狀態(tài)，請(qǐng)你指出第四枚大頭針應(yīng)在圖乙中的位置________（填“A”、“B”或“C”）。 （3） 小紅利用方格坐標(biāo)紙測(cè)定玻璃的折射率，如圖丙所示，AO是畫在紙上的直線，她在直線AO適當(dāng)位置豎直插上P1、P2兩枚大頭針，放上半圓形玻璃磚，使其圓心與O重合，然后插上P3、P4兩枚大頭針，以確定折射光線．其中她確定P3大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng)是________。操作完成后，她用圓規(guī)作了一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑與玻璃磚半徑相同的半圓（如圖丙中虛線所示），則她測(cè)出玻璃的折射率n＝________。 （4） 小紅利用方格坐標(biāo)紙測(cè)定玻璃的折射率，如圖丙所示，AO是畫在紙上的直線，她在直線AO適當(dāng)位置豎直插上P1、P2兩枚大頭針，放上半圓形玻璃磚，使其圓心與O重合，然后插上P3、P4兩枚大頭針，以確定折射光線．其中她確定P3大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng)是________。操作完成后，她用圓規(guī)作了一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑與玻璃磚半徑相同的半圓（如圖丙中虛線所示），則她測(cè)出玻璃的折射率n＝________。 三、 綜合題 (共1題；共10分) 11. （10分） (2019高二下上饒?jiān)驴? 如圖所示，上下表面平行的玻璃磚折射率為 ，下表面鑲有銀反射面，一束單色光與界面成θ＝45角射到玻璃表面上，結(jié)果在玻璃磚右邊豎直光屏上出現(xiàn)相距h＝2.0cm的光點(diǎn)A和B.(光速c=3.0108m/s) （1） 求光在玻璃磚中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。 （2） 求玻璃磚的厚度d； （3） 求光在玻璃磚中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。 第 13 頁 共 13 頁 參考答案 一、 填空題 (共2題；共9分) 1-1、 2-1、 二、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題；共39分) 3-1、答案：略 3-2、答案：略 3-3、答案：略 4-1、 4-2、 4-3、答案：略 4-4、答案：略 4-5、 4-6、 4-7、 4-8、 5-1、 6-1、 6-2、 6-3、 6-4、 6-5、答案：略 6-6、答案：略 7-1、 7-2、 7-3、 7-4、 7-5、 7-6、答案：略 8-1、 9-1、 10-1、 10-2、 10-3、 10-4、 三、 綜合題 (共1題；共10分) 11-1、答案：略 11-2、答案：略 11-3、答案：略