《全品選考復習方案》2026版《全品高考》選考復習方案物理03實驗十四測量玻璃的折射率【答案】作業(yè)答案實驗十四測量玻璃的折射率1.A[解析]光線形成的光路圖如圖所示,由折射定律可知sinisinr=n,sini'sinr'=n,因兩界面平行,根據(jù)幾何知識可知r=r',所以i=i',則P3、P4的連線一定平行于P1、P2的連線,故A正確;P3和P4的距離要適當遠些,確定出射光線的方向時,可以減小作圖誤差,故B錯誤;本實驗中大頭針P2需要插上,插P3時需要同時擋住P1、P2的像,故C錯誤;插針法可以測平行玻璃磚的折射率,也可以測界面不平行的玻璃磚的折射率,故D2.(1)BD(2)1.56[解析](1)玻璃上下表面不平行也能測出折射率,所以如果A面被磨損,不會直接影響到折射率的測量,故A錯誤;手拿玻璃磚時,手只能接觸玻璃磚的粗糙面或棱,不能觸摸光潔的光學面,故B正確,C錯誤;玻璃的粗糙面對光路無影響,所以如果D面邊緣有缺損,不會影響到折射率的測量,故D正確.(2)根據(jù)折射定律得n=sinisinr,由幾何關系得sini=A1A3A1A2,sinr=A43.(1)B(2)大(3)>[解析](1)在白紙上畫出一條直線a作為界面,把長方體玻璃磚放在白紙上,使它的一個長邊與a對齊,用直尺或者三角板輕靠在玻璃磚的另一長邊,按住直尺或三角板不動,將玻璃磚取下,畫出直線a'代表玻璃磚的另一邊,而不能用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a',故A錯誤;在玻璃磚一側插上大頭針P1、P2,眼睛在另一側透過玻璃磚看兩個大頭針,使P2把P1擋住,這樣就可以確定入射光線和入射點O1.在眼睛這一側,插上大頭針P3,使它把P1、P2都擋住,再插上大頭針P4,使它把P1、P2、P3都擋住,這樣就可以確定出射光線和出射點O2,故B正確;實驗時入射角θ1應盡量大一些,但也不能太大(接近90°),以減小實驗誤差,故C錯誤.(2)由圖乙可知,入射角相同,綠光的折射角小于紅光的折射角,根據(jù)光的折射定律n=sinαsinβ,可知玻璃磚對綠光的折射率大于對紅光的折射率,又因為綠光的頻率大于紅光的頻率,所以頻率越大,折射率越大(3)根據(jù)折射定律可知,玻璃的折射率為n玻璃=sinα1sinα2,該介質的折射率為n介質=sinα1sinα3,其中α2<實驗十四測量玻璃的折射率一、實驗目的1.學會用“插針法”確定光路;2.學會用玻璃磚和光的折射定律測定玻璃的折射率.二、實驗原理如圖所示,用插針法確定入射角和折射角,根據(jù)n=sinθ1三、實驗器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針(四枚)、圖釘(四枚)、量角器(或圓規(guī))、三角板(或直尺)、鉛筆.四、實驗步驟1.首先把白紙鋪在木板上并用圖釘將白紙固定.2.在白紙上畫一直線aa'作為界面,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.3.把長方體玻璃磚放在白紙上,并使其長邊與aa'重合,再用直尺畫出玻璃磚的另一邊bb'.4.在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.5.從玻璃磚bb'一側透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像,調整視線的方向直到P1的像被P2的像擋住.再在bb'一側插上兩枚大頭針P3、P4,使P3能擋住P1、P2的像,P4能擋住P3本身及P1、P2的像.6.移去玻璃磚,在拔掉P1、P2、P3、P4四枚大頭針的同時分別記下它們的位置,過P3、P4作直線O'B交bb'于O'.連接O、O',OO'就是玻璃磚內(nèi)折射光線的徑跡.∠AON為入射角,∠O'ON'為折射角.7.改變?nèi)肷浣?重復實驗.五、數(shù)據(jù)處理1.計算法用量角器測量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.算出不同入射角的sinθ1sinθ2.作sinθ1?sinθ2圖像改用不同的入射角θ1,測出不同的折射角θ2,作sinθ1?sinθ2圖像,由n=sinθ1sinθ2可知圖像應為直線3.“單位圓法”確定sinθ1、sinθ2,計算折射率n以入射點O為圓心,以一定長度R為半徑畫圓,交入射光線AO于P點,交折射光線OO'于Q點,過P作CD的垂線PN,過Q作CD的垂線QN',如圖所示,則sinθ1=PNOP,sinθ2=QN'OQ,又OP=OQ=R,則n=sinθ1sinθ2=PN六、注意事項1.實驗時,應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θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°).太大:反射光較強,折射光較弱;太小:入射角、折射角測量的誤差較大.3.操作時,手不能觸摸玻璃磚的光潔光學面,更不能把玻璃磚界面當尺子畫邊界線.4.實驗過程中,玻璃磚與白紙的相對位置不能改變.5.玻璃磚應選用寬度較大的,宜在5cm以上,若寬度太小,則測量誤差較大.例1[2024·溫州模擬]某同學通過實驗測定玻璃磚的折射率n.開始玻璃磚的位置如圖甲所示,描出玻璃磚的兩個透光面邊界a和a'.兩大頭針P1、P2插在玻璃磚的一側,同時在另一側透過玻璃磚觀察P1、P2的像,且P2的像擋住P1的像,再依次插上大頭針P3和P4.(1)在插P3時,應使(選填選項前的字母)

A.P3只擋住P2的像B.P3同時擋住P1、P2的像(2)請在圖乙上畫出光路圖,標出在a界面的法線、入射角α和折射角β;根據(jù)光路圖,該玻璃磚的折射率n=.

(3)下列說法正確的是.

A.入射角α越小,誤差越小B.P1、P2間與P3、P4間距離應適當大些(4)如圖丙,因為操作不當,玻璃磚下邊界描成圖中虛線a',該測量值(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值.

例2[2024·臺州模擬]某同學利用“插針法”測定玻璃的折射率,所用的玻璃磚兩面平行.正確操作后,作出的光路圖及測出的相關角度如圖甲所示.(1)此玻璃的折射率計算式為n=(用圖中的θ1、θ2表示);

(2)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,應選用寬度(選填“大”或“小”)的玻璃磚來測量;

(3)若該同學用他測得的多組入射角i與折射角r作出sini?sinr圖像如圖乙所示,下列判斷不正確的是(填選項前的字母).

A.他做實驗時,研究的是光線從空氣射入玻璃的折射現(xiàn)象B.玻璃的折射率為0.67C.玻璃的折射率為1.5D.玻璃臨界角的正弦值為0.67例3[2024·杭州模擬]如圖甲所示,圖中陰影部分ABC為透明材料制成的柱形光學元件的橫截面,AC為半徑為R的14圓弧,某實驗小組為測量該光學元件的折射率,先通過作圖確定了圓弧圓心O的位置.請回答下面問題(1)實驗小組先在O處插一枚大頭針P1,然后在線段OB和OC之間某一位置插大頭針P2,在BC邊右側任意位置觀察,發(fā)現(xiàn)P2都無法擋住P1,原因是,若要在BC邊右側觀察到P2擋住P1,應將P2向(選填“OB”或“OC”)邊方向移動;

(2)該小組經(jīng)過討論,重新設計了實驗方案,進行了如下操作:①在O處插大頭針P1,在BC邊右側合適位置插大頭針P2,調整觀察角度,再插上大頭針P3,使P3把P1的像和P2都擋住;②畫出元件邊界,作出圖乙所示光路圖,以P2、P3連線與BC邊交點O'為圓心作圓,分別過圓與直線OO'和P2P3的交點作BC邊的垂線,垂足分別為N1、N2;③用刻度尺測出線段O'N1和O'N2的長度分別為d1、d2,則該元件的折射率n=;

(3)若測得該元件的折射率n=2,在O處固定一點光源,只考慮首次從圓弧AC直接射向AB、BC的光線,從點光源射向圓弧AC的光中,有一部分不能從AB、BC面直接射出,則這部分光照射到圓弧AC上的弧長為.

實驗十四測量玻璃的折射率(限時20分鐘)1.在“測量玻璃的折射率”實驗中,實驗裝置如圖所示.圖中已畫好平行玻璃磚的界面和一條入射光線,并且已插好四枚大頭針P1、P2、P3和P4.以下說法正確的是()A.P3、P4的連線一定平行于P1、P2的連線B.P3和P4的距離要適當近些C.本實驗中大頭針P2可不插D.插針法只能測平行玻璃磚的折射率2.[2024·杭二中模擬]小明想測量一塊平行玻璃磚的折射率.(1)如圖所示,該玻璃磚的A、B面光潔,C、D面粗糙.下列說法正確的是(填選項前的字母).

A.如果A面被磨損,會直接影響到折射率的測量B.B面不宜直接用手去觸碰C.C面不宜直接用手去觸碰D.如果D面邊緣有缺損,不會影響到折射率的測量(2)經(jīng)過一系列正確的操作(如圖甲所示),作圖得到如圖乙所示的圖樣,并測得A1A2=A2A4=40.0mm,A1A3=20.0mm,A4A5=12.8mm,則該玻璃磚的折射率為(結果保留3位有效數(shù)字).

3.[2024·安徽卷]某實驗小組做“測量玻璃的折射率”及拓展探究實驗.(1)為測量玻璃的折射率,按如圖所示進行實驗,以下表述正確的一項是.(填正確答案標號)

A.用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a'B.在玻璃磚一側插上大頭針P1、P2,眼睛在另一側透過玻璃磚看兩個大頭針,使P2把P1擋住,這樣就可以確定入射光線和入射點O1.在眼睛這一側,插上大頭針P3,使它把P1、P2都擋住,再插上大頭針P4,使它把P1、P2、P3都擋住,這樣就可以確定出射光線和出射點O2C.實驗時入射角θ1應盡量小一些,以減小實驗誤差(2)為探究介質折射率與光的頻率的關系,分別用一束紅光和一束綠光從同一點入射到空氣與玻璃的分界面.保持相同的入射角,根據(jù)實驗結果作出光路圖,