2020高考物理復(fù)習(xí) 金版教程 實(shí)驗(yàn)十四 測(cè)定玻璃的折射率練習(xí)（通用）

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1、限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) (時(shí)間：45分鐘　分值：100分) 1．[2020·福建高考]某同學(xué)利用“插針法”測(cè)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(cè)出的相關(guān)角度如圖所示． (1)此玻璃的折射率計(jì)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(cè)量． 思路點(diǎn)撥：解答該題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)入射角與折射角的定義． (2)折射率n＝，i為真空中的入射角，r為介質(zhì)中的折射角． 解析：(1)n＝＝＝ (2)由實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)可知應(yīng)選

2、用寬度大的玻璃磚來測(cè)量，故為了減小誤差，玻璃磚的寬度應(yīng)大些． 答案：(1)或　(2)大 2. [2020·福州市模擬]如圖所示，一束光線從折射率為1.5的玻璃內(nèi)射向空氣，在界面上的入射角為45°，下面四個(gè)光路圖中，正確的是 (　　) 解析：光從玻璃射向空氣，是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，由于玻璃的折射率n＝1.5，因此發(fā)生全反射的臨界角sinC＝＝<，所以C<45°，因此圖中的光會(huì)發(fā)生全反射，A項(xiàng)正確． 答案：A 3. 如圖，用插針法測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是 (　　) (1)P1、P2及P3、P4之間的距離適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度 (2)P1、P2及P3、P4之

3、間的距離取得小些，可以提高準(zhǔn)確度 (3)入射角θ1適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度 (4)入射角太大，折射光線會(huì)在玻璃磚的內(nèi)表面發(fā)生全反射，使實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行 (5)P1、P2的間距，入射角的大小均與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度無關(guān) A. (1)(3)　　　　　　 B. (2)(4) C. (3)(5) D. (1)(4) 解析：實(shí)驗(yàn)根據(jù)大頭針確定入射光線和出射光線，在連線及測(cè)量時(shí)必然有誤差，P1、P2和P3、P4之間距離適當(dāng)大些，可以減小誤差，故(1)正確，(2)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)要求入射角不能太小，否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差太大，(3)正確；根據(jù)幾何知識(shí)知光在第二界面的入射角等于在第一界面的折射角，小于臨界角，不會(huì)發(fā)

4、生全反射，(4)錯(cuò)誤；綜合上述分析知(5)錯(cuò)誤．故選A. 答案：A 4. [2020·海南高考]一光線以很小的入射角i射入一厚度為d、折射率為n的平板玻璃，求出射光線與入射光線之間的距離(θ很小時(shí)，sinθ＝θ，cosθ＝1)． 思路點(diǎn)撥：解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)： (1)根據(jù)光的折射規(guī)律畫出光路圖． (2)明確哪些是已知量，哪些是未知量． 解析：如圖，設(shè)光線以很小的入射角i入射到平板玻璃表面上的A點(diǎn)，折射角為r，從平板玻璃另一表面上的B點(diǎn)射出．設(shè)AC為入射光線的延長(zhǎng)線．由折射定律和幾何關(guān)系可知，它與出射光線平行．過B點(diǎn)作BD⊥AC，交AC于D點(diǎn)，則BD的長(zhǎng)度就是出射光線與入射光線之

5、間的距離，由折射定律得＝n 由幾何關(guān)系得 ∠BAD＝i－r ＝ 出射光線與入射光線之間的距離為 ＝sin(i－r) 當(dāng)入射角i很小時(shí)，有 sini＝i，sinr＝r，sin(i－r)＝i－r，cosr＝1 解得＝i 5. [2020·南京學(xué)情調(diào)研]如圖所示，一個(gè)半徑為R的透明圓柱體放置在水平面上，一束藍(lán)光從A點(diǎn)沿水平方向射入圓柱體后經(jīng)B點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C點(diǎn)．已知OA＝，該圓柱體對(duì)藍(lán)光的折射率為，則： ①它從圓柱面射出時(shí)的出射角β為多大？ ②若換用一束紅光同樣從A點(diǎn)射向該圓柱體，則它從圓柱體射出后在水平面上形成的光點(diǎn)在C點(diǎn)的哪側(cè)？ 解析：①設(shè)入射角為α，由幾何關(guān)

6、系可知：sinα＝＝，由n＝，可得sinβ＝nsinα＝，所以β＝60° ②由于紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，所以紅光的折射率小于藍(lán)光的折射率，因入射角相同，由n＝可知紅光的折射角β′小于藍(lán)光的折射角β，所以紅光從圓柱體射出后在水平面上形成的光點(diǎn)在C點(diǎn)的右側(cè)． 答案：①60°　②右側(cè) 6. [2020·天津理綜]某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚的折射率．開始玻璃磚的位置如圖中實(shí)線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的象，且P2的象擋住P1的象．如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中

7、虛線位置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消失．此時(shí)只須測(cè)量出____________________，即可計(jì)算出玻璃磚的折射率．請(qǐng)用你的測(cè)量量表示出折射率n＝____________________. 解析：本題考查實(shí)驗(yàn)測(cè)定玻璃的折射率，意在考查考生應(yīng)用光的全反射測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)技能．“P2擋住P1的象的現(xiàn)象恰好消失”意味著剛好發(fā)生全反射現(xiàn)象，此時(shí)玻璃磚內(nèi)光線的入射角恰好等于臨界角C，玻璃磚轉(zhuǎn)過θ，入射光路的法線也轉(zhuǎn)過同樣的角度，入射角θ＝C.根據(jù)n＝得n＝. 答案：玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度θ　 7．由于實(shí)驗(yàn)室中矩形玻璃磚的數(shù)量不夠，部分同學(xué)需改用直角三棱鏡做“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如

8、下： a．如圖所示，先在一張白紙上作相互垂直的直線ab、a′b′作為三棱鏡的兩個(gè)界面，并在直線上標(biāo)出點(diǎn)O； b．標(biāo)出P3、P4的位置； c．將三棱鏡放在白紙上，使短邊跟ab對(duì)齊，長(zhǎng)邊跟a′b′對(duì)齊； d．在長(zhǎng)邊a′b′的外側(cè)透過三棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像完全被P2的像擋住； e．在觀察的這一側(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； f．過O點(diǎn)作一垂直ab的線段OA，在OA上垂直地插兩枚大頭針P1、P2； g．移去三棱鏡和大頭針，連接P3P4交a′b′于O′，過O′點(diǎn)作與a′b′垂直的直線MN； h．作光路圖，計(jì)算折射率n. (1)正確的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)椋篲_____________； (2)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出準(zhǔn)確完整的光路圖； (3)請(qǐng)根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，求出該玻璃的折射率n＝____________. 解析：利用插針法確定光路，注意有時(shí)擋住的是物體本身，有時(shí)擋住的是物體的象，目的是確定某一入射光線和對(duì)應(yīng)的出射光線，以利用折射定律求解折射率． 答案：(1)a、f、c、d、e、b、g、h (2)光路如圖所示 (3)