實驗：測量玻璃的折射率(分值：500分)1、4～6題每題8分，2題12分，3題6分，共50分1．(8分)用插針法測定透明玻璃的折射率時，O為半圓形玻璃磚截面的圓心，使入射光跟玻璃的平面垂直，在如圖所示的四個圖中，P1、P2、P3和P4是學(xué)生實驗插針的結(jié)果。(1)(2分)在這四個圖中，肯定把針插錯了的是____________。(2)(6分)在這四個圖中，可比較準確地測出玻璃折射率的是__________。在該圖中畫出光路圖，并標出需要測量的折射角和入射角。計算玻璃折射率的公式是__________。2.(12分)如圖所示，某同學(xué)為了測量截面為正三角形的三棱鏡玻璃折射率，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的左側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的右側(cè)觀察到P1像和P2像，當P1的像恰好被P2的像擋住時，插上大頭針P3和P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖所示。(1)(2分)畫出對應(yīng)的光路圖；(2)(6分)為了測出三棱鏡玻璃材料的折射率，若以AB作為分界面，需要測量的量是______和______，在圖上標出它們；(3)(2分)三棱鏡玻璃材料折射率的計算公式是n＝______；(4)(2分)若確定三棱鏡界面時，放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移(移至圖中的虛線位置，底邊仍重合)，則以AB作為分界面，三棱鏡材料折射率的測量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真實值。3．(6分)(2023·綿陽市高二期中)某學(xué)校開展研究性學(xué)習，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識，設(shè)計了一個測量液體折射率的儀器，如圖所示。在一個圓盤上，過圓心O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、P2位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，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P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像，同學(xué)們通過計算，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)(4分)若∠AOF＝30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應(yīng)的折射率的值為__________；光在該液體中速度為__________(真空中光速為c)。(2)(2分)圖中P3、P4兩位置中__________(填“P3”或“P4”)所對應(yīng)的折射率的值大。4．(8分)(2023·重慶市渝中區(qū)巴蜀中學(xué)高二期末)如圖所示，在插針法測量玻璃折射率的實驗中，兩位同學(xué)先把方格紙固定在木板上。在方格紙上畫出一條直線aa′作為界面(線)，過aa′上的一點O畫出界面的法線NN′，并畫一條線段AO作為入射光線。再把玻璃磚放到方格紙上，使其上邊界與aa′重合，畫出玻璃磚的下界面bb′的位置。在直線AO上插兩枚大頭針P1和P2，再在玻璃磚的另一側(cè)插上大頭針P3和P4。確定光路后利用折射定律計算折射率。(1)(2分)關(guān)于本實驗，下列說法正確的是__________；A．實驗時入射角越大越好B．插大頭針時應(yīng)使P1和P2、P3和P4的間距稍大一些，可以減小誤差C．插大頭針時，大頭針應(yīng)垂直紙面插放D．該實驗只能測量兩面平行的玻璃磚的折射率(2)(3分)利用上述方格紙上的實驗記錄，計算此玻璃磚的折射率為__________；(可以用分數(shù)或根號表示)(3)(3分)某同學(xué)在畫好玻璃磚的上下邊界之后，插針之前，不小心碰到了玻璃磚，使其向上平移了一小段距離，該同學(xué)并沒有發(fā)現(xiàn)，則該同學(xué)測出的折射率與真實值相比__________。(填“偏大”“偏小”或“不變”)5．(8分)(2023·孝感市高二聯(lián)考)在做測量介質(zhì)折射率的分組實驗時，其中有兩個實驗小組用不同的介質(zhì)做實驗的情況如下：(1)(4分)甲組同學(xué)在測玻璃的折射率實驗時，用他們測得的多組入射角i與折射角r作出的sini－sinr圖像如圖甲所示，則該玻璃的折射率為________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；光線是________。A．從空氣射入玻璃B．從玻璃射入空氣(2)(4分)乙組同學(xué)先畫出圖乙所示的坐標系，再在y<0區(qū)域放入某透明介質(zhì)(以x軸為界面)，并通過實驗分別標記了折射光線、入射光線、反射光線通過的點，坐標分別為A(8cm,3cm)、B(1cm，－4cm)、C(7cm，－4cm)。①入射點O′(圖中未標出)的坐標為________；②通過圖乙中數(shù)據(jù)可以求得該介質(zhì)的折射率n＝________。(結(jié)果保留兩位小數(shù))6．(8分)(2023·廣東卷)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，實驗過程如下：(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記玻璃磚的邊界。(2)(2分)①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的M點水平入射，到達ef面上的O點后反射到N點射出。用大頭針在白紙上標記O點、M點和激光筆出光孔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，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)(4分)利用所測量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達式n＝________；由測得