呼和浩特市高考物理一輪專題： 第55講 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率（II）卷

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1、呼和浩特市高考物理一輪專題： 第55講 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率（II）卷 姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________ 一、 填空題 (共2題；共9分) 1. （3分） 如圖所示的裝置測(cè)定玻璃的折射率．在光具盤的中央固定一個(gè)半圓形的玻璃磚，使二者的圓心重合，使激光束從玻璃圓弧一側(cè)入射并垂直直徑平面通過(guò)圓心O射出玻璃磚，記下入射光束在光具盤上所對(duì)應(yīng)位置的刻度，以圓心O為軸逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)光具盤，同時(shí)觀察直徑平面一側(cè)出射光線的變化：出射光線不斷向下偏轉(zhuǎn)并越來(lái)越暗，直到剛好看不到出射光線為止，并記下這時(shí)入射光線在光具盤上位置的

2、刻度，光具盤上兩次刻度之間的夾角θ就是光束從玻璃射向空氣的________．玻璃的折射率表達(dá)式n=________． 2. （6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________． 二、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題；共39分) 3. （7分） 某同學(xué)在利用“插針?lè)ā睖y(cè)定一塊紅色直角三角形玻璃磚的折射率時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于玻璃的顏色較深，在另一側(cè)很難觀測(cè)到對(duì)側(cè)所插的針．他想到可以用實(shí)驗(yàn)室的紅色激光器來(lái)完成實(shí)驗(yàn)．如圖所示，他在木板上固

3、定好白紙，放好玻璃磚，正確作出了界面MN、MP、NP，然后讓很細(xì)的激光平行于木板從玻璃磚的上界面MN入射． （1） 由于激光很強(qiáng)，不能用眼睛直接觀測(cè)，該同學(xué)通過(guò)在木板上插入被激光照亮的針來(lái)確定激光光路，正確的插針順序應(yīng)是 A . P1、P2、P3、P4 B . P4、P3、P2、P1 C . P1、P3、P2、P4 D . P4、P2、P3、P1 （2） 若P1P2與MN垂直，用量角器量得圖中的θ1=30，θ2=45，則玻璃的折射率約為 A . 1.41 B . 1.73 C . 1.22 D . 1.58 （3） 若激光器正常發(fā)光，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在MP一側(cè)始終找不到

4、出射光線，則可能的原因是________． （4） 若該同學(xué)在MP一側(cè)沒(méi)有找到出射光線，但在NP一側(cè)找到了出射光線，并用“插針?lè)ā贝_定了激光在MN一側(cè)的入射光線和NP一側(cè)的出射光線，如果入射光線與MN相垂直，則測(cè)量后他________計(jì)算出玻璃的折射率（填“能”或“不能”）． 4. （4分） 根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成填空： （1） 用插針?lè)y(cè)定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)中，把P1、P2連線與玻璃磚表面垂線的夾角作為_(kāi)_______角，這個(gè)角過(guò)小會(huì)________，過(guò)大會(huì)使從bb′面看不到P1、P2的________；若已確定了P1、P2的位置，欲確定P3的位置，應(yīng)在觀察時(shí)使P3________，

5、 （2） 在圖中作出光路圖，并標(biāo)出入射角、折射角． （3） 該玻璃折射率的表達(dá)式為_(kāi)_______（用圖中夾角表示） 5. （10分） 甲、乙兩同學(xué)分別用不同的方法測(cè)定一半圓柱形玻璃磚的折射率． （1） 甲同學(xué)先在白紙上作一互相垂直的直線MN和QO交點(diǎn)為O，再以O(shè)為圓心畫(huà)一與玻璃磚相同的半圓，將玻璃磚平放在白紙上，使其與所畫(huà)的半圓重合，在玻璃磚外的PO上插兩枚大頭針P1和P2，在另一側(cè)先后插兩枚大頭針P3和P4，使從另一側(cè)隔著玻璃磚觀察時(shí)，大頭針P4、P3和P2、P1的像恰在一直線上，移去玻璃磚和大頭針后，在白紙上得到圖甲所示的圖． ①在圖中畫(huà)出沿P1、P2連線方向

6、的入射光線通過(guò)玻璃磚以及射出玻璃磚后的傳播方向________；標(biāo)出入射角θ1和折射角θ2； ②寫(xiě)出計(jì)算玻璃折射率的表達(dá)式________． （2） 乙同學(xué)則是在QO上插上兩根大頭針P1和P2，然后緩慢讓玻璃磚繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在直徑AB這一側(cè)不斷觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動(dòng)到一定的位置時(shí)突然發(fā)現(xiàn)在這一側(cè)任何位置都看不到P1和P2的像．記下這時(shí)玻璃磚的位置如圖乙所示．然后移去玻璃磚，問(wèn)： ①需要測(cè)出的物理量及符號(hào)________； ②計(jì)算折射率的表達(dá)式________． 6. （4分） 在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中， （1） 某同學(xué)由于沒(méi)有量角器，在完成了光路以后，他以O(shè)點(diǎn)

7、為圓心、10.00cm長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓，分別交線段OA于A點(diǎn)，交OO′連線延長(zhǎng)線于C點(diǎn)，過(guò)A點(diǎn)作法線NN′的垂線AB交NN′于點(diǎn)B，過(guò)C點(diǎn)作法線NN′的垂線CD交NN′于D點(diǎn)，如圖1所示．用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm．由此可得出玻璃的折射率n=________． （2） 如圖2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，則該玻璃磚的折射率n=________．有一同學(xué)把大頭針插在P1′和P2′位置時(shí)，在P3、P4一側(cè)怎么也看不到大頭針的像，其原因是________． 7. （5分） 在利用插針?lè)y(cè)定玻璃

8、磚折射率的實(shí)驗(yàn)中： （1） 甲同學(xué)在紙上正確畫(huà)出玻璃磚的兩個(gè)界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃磚使它向aa′方向平移了少許，如圖甲所示．則他測(cè)出的折射率將如何變化？ （2） 乙同學(xué)在畫(huà)界面時(shí)，不小心將兩界面aa′、bb′間距畫(huà)得比玻璃磚寬度大些，如圖乙所示，則他測(cè)得的折射率將如何變化？ （3） 甲同學(xué)由于沒(méi)有量角器，他在完成了光路圖以后，以O(shè)點(diǎn)為圓心，10.00cm長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓，分別交線段OA于A點(diǎn)，交O、O′連線延長(zhǎng)線于C點(diǎn)．過(guò)A點(diǎn)作法線NN的垂線AB交NN于B點(diǎn)，過(guò)C點(diǎn)作法線NN的垂線CD交NN于D點(diǎn)，如圖1所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm．由

9、此可得出玻璃的折射率n=________． （4） 乙同學(xué)在畫(huà)界面時(shí)，不小心將兩界面ab和cd間距畫(huà)得比玻璃磚寬度大些，下界面與實(shí)際相同，如圖2所示．若其他操作無(wú)誤，則他測(cè)得的折射率比真實(shí)值________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）． 8. （3分） 根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成小題： （1） 某組同學(xué)用插針?lè)y(cè)平行玻璃磚的折射率，記錄下入射、折射、出射光線后，以入射點(diǎn)O為圓心畫(huà)單位圓，用直尺測(cè)得有關(guān)線段的長(zhǎng)度，如圖所示，則下面四個(gè)表達(dá)式中，正確地表達(dá)折射率的關(guān)系式是 A . n= ． B . n= C . n= ． D . n= （2） 利用如圖

10、所示的裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，有下面幾種說(shuō)法： 其中正確的是． A . 將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄 B . 將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬 C . 將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后，干涉條紋間距變寬 D . 換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄 E . 去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失 9. （3分） 在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，選用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃磚，用“插針?lè)ā睖y(cè)定某種玻璃的折射率． （1） 實(shí)驗(yàn)時(shí)在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P2檔住P1的像．再在觀察的這一側(cè)

11、插大頭針P3，應(yīng)使它把________檔住，插大頭針P4，應(yīng)使它把________檔住，那么后兩個(gè)大頭針就確定了從玻璃磚射出的光線． （2） 實(shí)驗(yàn)中為了減少誤差，下列意見(jiàn)正確的是 A . 為了減少誤差，P1和P2、P3和P4的距離應(yīng)適當(dāng)取大些 B . 為了減少誤差，P1、P2的連線與NNˊ的夾角越大越好 （3） 某同學(xué)在找到入射光線和折射光線以后，以入射點(diǎn)O為圓心，以任意長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓，分別與AO交于C點(diǎn)，與OOˊ交于D點(diǎn)，過(guò)C、D兩點(diǎn)分別向NNˊ作垂線，交NNˊ于Cˊ、Dˊ，所以折射率n=________．（用圖示中的線段表示） （4） 根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值畫(huà)

12、出的圖線如圖3所示．當(dāng)光線是由空氣射入玻璃磚時(shí)，則θ1和θ2中為入射角的是________；從圖線可知玻璃磚的折射率是________；該種玻璃全反射的臨界角是________． 10. （3分） 在測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)中，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”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下： 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(guò)三棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)

13、整視線方向，直到P1的像完全被P2擋柱； 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P1、P2的像和P3； f．在O點(diǎn)作一垂直ab的線段AO，在AO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(guò)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)開(kāi)_______; （2） 根據(jù)題圖中所給數(shù)據(jù)求出該玻璃的折射率n=________． 三、 綜合題 (共1題；共10分) 11. （10分） (2017自貢模擬) 學(xué)校開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)．某研究小組的同

14、學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)液體折射率的儀器．如圖所示，在一個(gè)圓盤上過(guò)其圓心0作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P1位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察Pl、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3 ， 使P3正好擋住Pl、P2 ， 同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值．這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值．則： （1） 若∠AOF=30，OP3與OC的夾角為30，則P3處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為_(kāi)_______． （2） 圖中P3、P4兩位置哪一處所對(duì)應(yīng)的折射率值大？答：________． 第 12 頁(yè) 共 12 頁(yè) 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、 3-2、 3-3、 3-4、 4-1、 4-2、 4-3、 5-1、 5-2、 6-1、 6-2、 7-1、 7-2、 7-3、 7-4、 8-1、 8-2、 9-1、 9-2、 9-3、 9-4、 10-1、 10-2、 三、 綜合題 (共1題；共10分) 11-1、 11-2、