實(shí)驗(yàn)十六測量玻璃的折射率考情調(diào)研命題特征測量玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)在往年高

考中考查較少。在新高考中的

2021年浙江1月選考和2023年海

南卷、廣東卷都有考查，可見新

高考對本實(shí)驗(yàn)的考查熱度有所增

加。因此在2025年備考中還應(yīng)引

起足夠重視1.考裝置：測量長方體、球體等不

同形狀玻璃磚的折射率。2.考操作：畫出某一界面上的入射

光線和折射光線，確定入射角和折

射角。3.考數(shù)據(jù)：計(jì)算法、圖像法或“單

位圓”法

（2）實(shí)驗(yàn)桌上的方木板上有一張白紙，白紙上放有如圖1所示的實(shí)驗(yàn)

器材，小朱同學(xué)認(rèn)為除了量角器外還缺少一種器材，則所缺器

材的名稱為

。將器材配齊后，他進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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aa'和bb'。在玻璃磚的一側(cè)插入兩枚大

頭針P1、P2。眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看P1和P2，使P1的像被P2

的像擋住，在眼睛這一側(cè)再插入第三枚大頭針P3，使它把P1、

P2的像擋住，再透過玻璃磚觀察，調(diào)整視線方向，插上第四枚

大頭針P4時(shí)應(yīng)使其遮擋住

?。刻度尺P1、P2的像以及P3

解析：實(shí)驗(yàn)所需器材有木板、白紙、圖釘、玻璃磚、大頭

針、量角器、鉛筆、刻度尺，故所缺器材名稱為刻度尺。實(shí)驗(yàn)

中大頭針P4應(yīng)遮擋住P1、P2的像和P3。（3）為取得較好的實(shí)驗(yàn)效果，下列操作正確的是

（填選項(xiàng)前

字母）。A.必須選用上、下表面平行的玻璃磚B.入射角應(yīng)盡量小些C.大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上D.大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當(dāng)大些CD

【注意事項(xiàng)】解析：玻璃磚上、下表面不平行也能測出折射率，故A錯

誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角應(yīng)盡量大一些，以減小測量誤差，故B錯誤；

大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上，大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離

適當(dāng)大些，可減小確定光線方向時(shí)產(chǎn)生的誤差，故C、D正確。（4）小朱同學(xué)在量入射角和折射角時(shí)，由于沒有使用量角器，在完

成了光路圖以后，在P1、P2所在的直線上取一點(diǎn)A，將光線的出

射點(diǎn)記為O'，用圓規(guī)以光線的入射點(diǎn)O為圓心，OA為半徑畫

圓，交OO'延長線于C點(diǎn)，過A點(diǎn)和C點(diǎn)作垂直入射光線法線的直

線，垂足分別為B點(diǎn)和D點(diǎn)，如圖2所示，若他測得AB＝7.5cm，

CD＝5cm，則可求出該玻璃磚的折射率n＝

?。

1.5

【數(shù)據(jù)處理】（5）若小朱同學(xué)在紙上畫出的界面aa'、bb'與玻璃磚位置的關(guān)系如圖

3所示，其他操作均正確，且均以aa'、bb'為界面畫光路圖。則

折射率測量值

（選填“大于”“小于”或“等于”）

真實(shí)值。小于【誤差分析】解析：如圖為實(shí)際光路圖（圖中實(shí)線）和以aa'、bb'為界面作出的玻璃磚內(nèi)的實(shí)驗(yàn)光路圖（圖中虛線），比較實(shí)際光路圖的折射角與實(shí)驗(yàn)光路圖的折射角關(guān)系可知，折射角測量值偏大，則折射率偏小。1.注意事項(xiàng)（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、

P3和P4之間、P2與O之間、P3與O'之間距離要稍大一些。（2）入射角i不宜太大（接近90°），也不宜太?。ń咏?°）。（3）操作時(shí)手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，也不能把玻璃磚界

面當(dāng)作尺子畫界線。（4）實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。（5）玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上，若寬度太小，則

測量誤差較大。

2.數(shù)據(jù)處理

（2024·安徽亳州模擬）在“測玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：（1）如圖甲，用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正

確的是

（填正確選項(xiàng)前字母）。C

A.若不小心用手觸摸了光學(xué)面，不會影響測量B.實(shí)驗(yàn)中，可以將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線C.測梯形玻璃磚、三角形玻璃磚和半圓形玻璃磚的折射率均可用“插針法”D.玻璃磚的兩個光學(xué)面aa'、bb'一定要平行，否則會有誤差解析：手拿光學(xué)元器件時(shí)切忌用手觸摸“工作面”，以防

臟污甚至腐蝕光學(xué)面造成永久的損壞，故A錯誤；實(shí)驗(yàn)中，不能

將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線，故B錯誤；用插針法測玻璃磚的折

射率時(shí)，只要操作正確，與玻璃磚形狀無關(guān)，玻璃磚的兩個光

學(xué)面aa'、bb'不平行，對玻璃折射率的測定結(jié)果也沒有影響，故

C正確，D錯誤。（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。解析：如果有幾塊寬度不同的平行玻璃磚可供選擇，為了

減小誤差，應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量，寬度越大，出射光

線的側(cè)位移越大，折射角的測量越準(zhǔn)確，故為了減小誤差應(yīng)選

用寬度大的玻璃磚來測量。大（3）在該實(shí)驗(yàn)中，光線是由空氣射入玻璃磚，根據(jù)測得的入射角和

折射角的正弦值畫出的圖像如圖乙所示，從圖像可知玻璃磚的

折射率等于

?。1.5

（4）如圖丙所示，在實(shí)驗(yàn)過程中畫出界面aa'后，不小心將玻璃磚向

上平移了一些，導(dǎo)致界面bb'畫到了圖中虛線位置，而在作光路

圖時(shí)界面aa'仍為開始所畫的，則所測得的折射率將

?

（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。偏大解析：在實(shí)驗(yàn)過程中，畫出界面

aa'后，不小心將玻璃磚向上平移了一

些，導(dǎo)致界面bb'畫到圖中虛線位置，而

在作光路圖時(shí)界面aa'仍為開始所畫的，

實(shí)際光線如圖中的O'Q所示，而作圖光

線如圖中OQ所示，導(dǎo)致折射角偏小，

所測得的折射率偏大?！镜淅?/p>

（2023·廣東高考11題）某同學(xué)用激光筆和透明長方體玻璃

磚測量玻璃的折射率，實(shí)驗(yàn)過程如下。（1）將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標(biāo)記

玻璃磚的邊界；（2）①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的M點(diǎn)水平入射，到達(dá)ef面上的

O點(diǎn)后反射到N點(diǎn)射出。用大頭針在白紙上標(biāo)記O點(diǎn)、M點(diǎn)和激

光筆出光孔Q的位置；②移走玻璃磚，在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，作

QM連線的延長線與ef面的邊界交于P點(diǎn)，如圖（a）所示；③用刻度尺測量PM和OM的長度d1和d2。PM的示數(shù)如圖（b）所

示，d1為

cm。測得d2為3.40cm。（3）利用所測量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達(dá)式n＝

；由

測得的數(shù)據(jù)可得折射率n為

（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

三步穩(wěn)解題解析：（2）③刻度尺的最小分度值為0.1cm，由題圖（b）可

知，d1為2.25cm。

（4）為了減小d1、d2測量的相對誤差，實(shí)驗(yàn)中d1、d2要盡量稍

大一些，則激光在M點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)盡量使入射角稍小一些。

（2023·海南高考14題）用激光測玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚

與屏P平行放置，從另一側(cè)用激光筆以一定角度照射，此時(shí)在屏上的

S1處有激光點(diǎn)，移走玻璃磚，光點(diǎn)移到S2處，回答下列問題：（1）請畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖；答案：見解析圖解析：根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示。（2）已經(jīng)測出AB＝l1，OA＝l2，S1S2＝l3，則折射率n＝

（用l1、

l2、l3表示）；

（3）若改用寬ab更小的玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，則S1S2間的距離會

（選填

“變大”“變小”或“不變”）。答案：變小解析：若改用寬ab更小的玻璃磚做實(shí)

驗(yàn)，畫出光路圖如圖所示?？煽闯鯯1S2間的距離變小。跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升1.（2024·黑龍江哈爾濱模擬）某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在用如圖甲所示的

“插針法”做“測量玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，在準(zhǔn)確地畫好玻璃磚

的界面aa'和bb'后，不慎將玻璃磚向下平移了一些，如圖乙所示，

而實(shí)驗(yàn)的其他操作均正確，則折射率的測量值

（選填“大

于”“小于”或“等于”）準(zhǔn)確值。等于123456解析：如圖所示，實(shí)線表示將玻璃磚向下平移后實(shí)際的光路圖，而虛線是作圖時(shí)采用的光路圖，通過比較發(fā)現(xiàn)入射角和折射角均沒有變化，由折射定律可知，折射率的測量值等于準(zhǔn)確值。1234562.（2024·安徽合肥八中模擬）如圖甲所示，利用“插針法”測定長

方體形狀的玻璃磚的折射率（有一個表面鍍銀，光線不能透過）。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚平放到水平面內(nèi)的白紙上，鍍銀面與紙面垂

直。貼著玻璃磚前后兩個面在紙上畫出直線a1a2和b1b2，其中b1b2側(cè)

為鍍銀面。然后在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2。123456（1）如圖乙，插第四枚大頭針P4時(shí)，這枚大頭針應(yīng)

（填選項(xiàng)

前字母）。A.只擋住P3B.只擋住P1和P2的像C.同時(shí)擋住P1和P2的像和P3解析：插第四枚大頭針P4時(shí)，這枚大頭針應(yīng)同時(shí)擋住P1

和P2的像和P3，故選C。C

123456（2）下列哪些操作有助于減小測量誤差

（填選項(xiàng)前字母）。A.選用較粗的大頭針，以便大頭針的像能看得清晰B.選用寬度適當(dāng)大一點(diǎn)的玻璃磚C.P3和P4兩針的距離要適當(dāng)遠(yuǎn)一點(diǎn)BC

解析：選用較粗的大頭針，對確定光線的方向會產(chǎn)生更大的誤差，故A錯誤；選用寬度適當(dāng)大一點(diǎn)的玻璃磚，偏折現(xiàn)象更加明顯，有助于減小誤差，故B正確；P3和P4兩針的距離要適當(dāng)遠(yuǎn)一點(diǎn)，可減小確定光線方向時(shí)產(chǎn)生的誤差，故C正確。123456（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，P4這枚針不小心插得偏右了一點(diǎn)，此操作

會導(dǎo)致折射率的測量值

（選填“偏大”“不變”或

“偏小”）。解析：P4偏右，會導(dǎo)致繪制的MN向左移動，導(dǎo)致折射

角測量偏大，此操作會導(dǎo)致折射率的測量值偏小。偏小1234563.（2024·云南昆明一模）某同學(xué)用插針法測量某種材料制成的三棱

鏡的折射率，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）先在木板上鋪一張方格紙，方格紙上的小格子均為正方形，

將棱鏡放在方格紙上，然后畫出棱鏡的界面，如圖所示。在

棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，用“·”表示大頭針的位

置，然后在另一側(cè)透過棱鏡觀察，并依次插上大頭針P3和

P4，利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材測出棱鏡的折射率，下列說法正確的

有

（填正確選項(xiàng)前字母）。BD

A.P3只需擋住P2的像B.P4擋住P3的同時(shí)，還要擋住P1和P2的像C.該實(shí)驗(yàn)除刻度尺外，還必須使用量角器D.該實(shí)驗(yàn)僅需使用刻度尺，無需使用量角器123456解析：實(shí)驗(yàn)的過程中，要先在白紙上放好玻璃磚，在玻

璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在玻璃磚另一側(cè)觀

察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在一側(cè)

相繼再插上兩枚大頭針P3和P4，使P3同時(shí)擋住P1、P2的像，P4

擋住P3及P1和P2的像，故A錯誤，B正確；該實(shí)驗(yàn)僅需使用刻

度尺，無需使用量角器，故C錯誤，D正確。123456（2）經(jīng)正確操作，四枚大頭針的位置如圖所示，請?jiān)趫D上作出實(shí)

驗(yàn)光路圖。答案：見解析圖解析：實(shí)驗(yàn)光路圖和法線如圖

所示。123456（3）依據(jù)光路圖，可得該棱鏡的折射率為

?

（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。1.33（1.31～1.35）

123456

1234564.為了測量直角三棱鏡的折射率，某實(shí)驗(yàn)小組在木板上鋪一張白紙，

將三棱鏡放在白紙上并用細(xì)線描出三棱鏡的輪廓，如圖中△ABC的

實(shí)線所示，接著在垂直于AB的方向上插上兩枚大頭針P1和P2，在棱

鏡的BC側(cè)透過三棱鏡觀察兩個大頭針，當(dāng)P1的像恰好被P2的像擋住

時(shí)，插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上大頭針P4，使P4

擋住P3和P1、P2的像。移去三棱鏡和大頭針，大頭針在紙上的位置如圖所示。123456答案：見解析圖（1）將實(shí)驗(yàn)需要的光路圖補(bǔ)充完整；解析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，由折射定律和反射定律，畫出光

路圖，如圖所示。123456（2）實(shí)驗(yàn)中，在棱鏡的BC側(cè)透過三棱鏡觀察兩個大頭針，使P2的

像擋住P1的像的目的是

?；確定從AB面進(jìn)入三棱鏡的光線解析：使P2的像擋住P1的像的目的是確定從AB面進(jìn)入三棱鏡的

光線。123456（3）實(shí)驗(yàn)小組用量角器量出光穿過BC界面的入射角為α、折射角為

β，則三棱鏡的折射率n＝

?；

123456（4）若實(shí)驗(yàn)中三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移，如圖中虛線所

示，則測得的折射率

（選填“大于”“等于”或

“小于”）真實(shí)值。小于解析：若實(shí)驗(yàn)中三棱鏡的位置

發(fā)生了微小的平移，實(shí)際光路

圖如圖所示，由圖可知，測量的α角偏大，

則測得的折射率小于真實(shí)值。1234565.用圓弧狀玻璃磚做測量玻璃折射率的實(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。123456（1）在圖甲上補(bǔ)畫出所需的光路。（2）為了測出玻璃的折射率，需要測量入射角和折射角，請?jiān)趫D

甲中的AB分界面上標(biāo)出這兩個角，分別用i和r表示。答案：見解析圖123456解析：（1）（2）連接P1、P2表示入射光線，連接P3、P4表示出射光線，連接兩光線與玻璃磚的交點(diǎn)，即為折射光線，測量的入射角i、折射角r及光路圖如圖所示。123456（3）為了保證光線從弧面CD上射出，實(shí)驗(yàn)過程中，光線在弧面AB

的入射角應(yīng)適當(dāng)

（選填“小一些”“無所謂”或

“大一些”）。小一些解析：為防止光線在弧面CD發(fā)生全反射，光線在弧面AB的入

射角應(yīng)適當(dāng)小一些。123456

（4）多次改變?nèi)肷浣?，測得幾組入射角和折射角，根據(jù)測得的入

射角和折射角的正弦值，畫出了如圖乙所示的圖像，由圖像

可知該玻璃的折射率n＝

?。1.5

123456

123456（1