重慶市2020年高考物理一輪專題： 第55講 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率（I）卷

重慶市2020年高考物理一輪專題： 第55講 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率（I）卷姓名:_ 班級(jí):_ 成績:_一、 填空題 (共2題；共9分)1. （3分） 在為測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)過正確操作，得出多組數(shù)據(jù)后畫出如圖所示的圖象，則該圖象斜率大小的物理意義是_（用文字表述） 2. （6分） 如圖所示，在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射光AO以一定的入射角射入兩面平行的玻璃磚時(shí)，出射光線OB與入射光線AO_（選填“平行”或“不平行”）如果用量角器分別量出入射角1和折射角2 ， 那么，該玻璃磚的折射率n=_在該實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是_ A實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間，P3和P4之間的距離要稍大一些，這樣可以提高測(cè)量的準(zhǔn)確度B入射角1應(yīng)適當(dāng)小一些，以減小測(cè)量角度的誤差C入射角1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測(cè)量角度的誤差D如果入射角1太大，那么，折射光線OO會(huì)在玻璃磚的內(nèi)表面bb發(fā)生全反射，使實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行二、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題；共39分)3. （7分） 根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成下面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)： （1） 在“用雙縫干涉測(cè)光的波長”的實(shí)驗(yàn)中 已知雙縫到光屏之間的距離為600mm，雙縫之間的距離為0.20mm，單縫到雙縫之間的距離是100mm某同學(xué)在用測(cè)量頭測(cè)量時(shí)，先將從測(cè)量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)某條亮紋（記作第1條）的中心，這時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示然后他轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第7條亮紋的中心，這時(shí)手輪上的示數(shù)如圖乙所示圖乙的示數(shù)為_mm，由此可以計(jì)算出這次實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的單色光的波長為_nm（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）下列操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離的是_A增大單縫和雙縫之間的距離B增大雙縫和光屏之間的距離C將紅色濾光片改為綠色濾光片D增大雙縫之間的距離（2） 利用插針法可以測(cè)量半圓柱形玻璃磚的折射率實(shí)驗(yàn)方法如下：在白紙上作一直線MN，并作出它的一條垂線AB，將半圓柱形玻璃磚（底面的圓心為O）放在白紙上，它的直徑與直線MN重合，在垂線AB上插兩個(gè)大頭針P1和P2，如圖丙所示，然后在半圓柱形玻璃磚的右側(cè)插上適量的大頭針，可以確定光線P1P2通過玻璃磚后的光路，從而求出玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)室中提供的器材除了半圓柱形玻璃磚、木板和大頭針外，還有量角器等 某學(xué)生用上述方法測(cè)量玻璃的折射率，在他畫出的垂線AB上豎直插上了P1、P2兩枚大頭針，但在半圓柱形玻璃磚右側(cè)的區(qū)域內(nèi)，無論從何處觀察，都無法透過玻璃磚同時(shí)看到P1、P2的像，原因是_，他應(yīng)采取的措施是_為了確定光線P1P2通過玻璃磚后的光路，在玻璃磚的右側(cè)，最少應(yīng)插_枚大頭針請(qǐng)?jiān)诎雸A柱形玻璃磚的右側(cè)估計(jì)所插大頭針的可能位置（用“”表示），并作出光路圖_為了計(jì)算折射率，應(yīng)該測(cè)量的量有：_（作圖并在光路圖上標(biāo)出），計(jì)算折射率的公式是_（用測(cè)量的量表示）4. （4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、ab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，長邊跟ab對(duì)齊；d在長邊ab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ab于O，過O點(diǎn)作與ab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; （2） 根據(jù)題圖中所給數(shù)據(jù)求出該玻璃的折射率n=_ 5. （10分） 某同學(xué)在利用“插針法”測(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?biāo)氲娇梢杂脤?shí)驗(yàn)室的紅色激光器來完成實(shí)驗(yàn)如圖所示，他在木板上固定好白紙，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)通過在木板上插入被激光照亮的針來確定激光光路，正確的插針順序應(yīng)是A . P1、P2、P3、P4B . P4、P3、P2、P1 C . P1、P3、P2、P4D . P4、P2、P3、P1（2） 若P1P2與MN垂直，用量角器量得圖中的1=30，2=45，則玻璃的折射率約為A . 1.41B . 1.73C . 1.22D . 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)始終找不到出射光線，則可能的原因是_ （4） 若該同學(xué)在MP一側(cè)沒有找到出射光線，但在NP一側(cè)找到了出射光線，并用“插針法”確定了激光在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”） 6. （4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“插針法”測(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)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NN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，以任意長為半徑畫圓，分別與AO交于C點(diǎn)，與OO交于D點(diǎn)，過C、D兩點(diǎn)分別向NN作垂線，交NN于C、D，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1和2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_ 7. （5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 在圖中畫出沿P1、P2連線方向的入射光線通過玻璃磚以及射出玻璃磚后的傳播方向_；標(biāo)出入射角1和折射角2；寫出計(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： 需要測(cè)出的物理量及符號(hào)_；計(jì)算折射率的表達(dá)式_8. （3分） 根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成小題：（1） 某組同學(xué)用插針法測(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為圓心畫單位圓，用直尺測(cè)得有關(guān)線段的長度，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） 利用如圖所示的裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí)，有下面幾種說法：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） 某同學(xué)用插針法測(cè)定玻璃的折射率，其操作如下： a把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的長邊跟aa對(duì)齊b先在白紙上畫出一條直線aa代表兩種介質(zhì)的界面，過aa上的O點(diǎn)畫出界面的法線NN，并畫一條線段AO作為入射光線c在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2 ， 透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像被P2擋住d移去大頭針和玻璃磚，連接P1、P2作為入射光線，連接P3、P4作為折射光線，測(cè)量入射角i與折射角r，填入表格中，通過計(jì)算得到結(jié)論e再在觀察的這一側(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 ， 記下P3、P4的位置（1） 上述操作步驟中存在嚴(yán)重的缺漏，應(yīng)當(dāng)補(bǔ)充的是_; （2） 以上操作的合理順序是_（只排補(bǔ)充前的步驟） 10. （3分） 在利用插針法測(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中： （1） 甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個(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)在畫界面時(shí)，不小心將兩界面aa、bb間距畫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長為半徑畫圓，分別交線段OA于A點(diǎn)，交O、O連線延長線于C點(diǎn)過A點(diǎn)作法線NN的垂線AB交NN于B點(diǎn)，過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=_ （4） 乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩界面ab和cd間距畫得比玻璃磚寬度大些，下界面與實(shí)際相同，如圖2所示若其他操作無誤，則他測(cè)得的折射率比真實(shí)值_（選填“偏大”、“偏小”或“不變”） 三、 綜合題 (共1題；共10分)11. （10分） 用三棱鏡做測(cè)定玻璃折射率的實(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、P1和P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針的位置和三棱鏡的輪廓如圖所示 （1） 在圖中畫出所需的光路； 為了測(cè)出三棱鏡玻璃的折射率，需要測(cè)量哪些物理量？在圖中標(biāo)出它們；（2） 計(jì)算折射率的公式是n=_ 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、3-2、4-1、4-2、5-1、5-2、5-3、5-4、6-1、6-2、6-3、6-4、7-1、7-2、8-1、8-2、9-1、9-2、10-1、10-2、10-3、10-4、三、 綜合題 (共1題；共10分)11-1、11-2、