高三物理試驗(yàn) 測(cè)定玻璃的折射率例題解析 人教版

1、高三物理試驗(yàn) 測(cè)定玻璃的折射率例題解析一. 本周教學(xué)內(nèi)容：試驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率 本章小結(jié)本章檢測(cè)二. 知識(shí)要點(diǎn)：l. 理解利用插針法確定光路的原理。2. 了解實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)。3. 會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出光路。求出對(duì)應(yīng)的玻璃磚的折射率。三. 知識(shí)結(jié)構(gòu)：四. 重點(diǎn)、難點(diǎn)辨析：1. 為了減小測(cè)量角度的相對(duì)誤差，同時(shí)減小由于大頭針的像發(fā)生畸變而產(chǎn)生的定位誤差，入射光線與玻璃磚之間的夾角不能太大，又不能太小。一般取在15°75°之間為宜。玻璃磚寬度在5cm以上為宜，兩根大頭針之間的距離大些為宜。2. 確定了玻璃界面和光路后。可以采用兩種方法計(jì)算玻璃磚的折射率： 可用量角

2、器測(cè)量入射角和折射角。由折射定律公式來計(jì)算折射率。 經(jīng)過入射點(diǎn)畫出玻璃界面的法線。以入射點(diǎn)O為圓心，適當(dāng)長(zhǎng)度為半徑畫圓，入射光線、折射光線與圓周交于A和B。由點(diǎn)A、B向法線作垂線。分別交法線于、點(diǎn)。如圖所示，測(cè)出垂線的長(zhǎng)度和。則玻璃的折射率可表示為。3. 如果玻璃界面確定得不準(zhǔn)確，會(huì)給測(cè)量結(jié)果造成一定的誤差，如圖所示。若畫出的兩界面間距離偏大（圖中是實(shí)際界面的位置，是畫出的界面），很容易看出，這時(shí)折射角的測(cè)量值偏大，會(huì)造成折射率的測(cè)量值偏??；如果畫出的兩界面間距離偏小，則情況與上述恰好相反?！镜湫屠}】例1 作測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在紙上畫出玻璃磚的兩個(gè)平行界面ab、cd時(shí)，由于避免筆尖觸及

3、玻璃磚，而畫成下圖中的和，即都向外平移了一些。作光路圖時(shí)n能將折射點(diǎn)確定在和。那么這種誤差將使測(cè)算出的折射率（ ） A. 大于其真實(shí)值 B. 小于其真實(shí)值C. 不受影響，仍等于其真實(shí)值 D. 條件不足，無法進(jìn)行判定解析：按圖中插針位置畫出正確和有誤差的光路圖。如下圖所示，易判定畫出的折射角大于其真實(shí)值，從而使求出的n值偏小。答案：B例2 將直角坐標(biāo)和等腰直角三棱鏡ABO如下圖所示放置，腰長(zhǎng)為16cm。為了測(cè)棱鏡這種物質(zhì)的折射率。從OB邊的D點(diǎn)注視A棱，發(fā)現(xiàn)A棱的視位置在C點(diǎn)，在D、C兩點(diǎn)插上大頭針。取走棱鏡。若O、C兩點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別為（0，12）和（9，0），由此可求得棱鏡的折射率為。答案：

4、1.33試題一1. 用插針法測(cè)定玻璃折射率時(shí)。有四條入射光線a 、b、c、d，若經(jīng)玻璃磚折射后的出射光線是OA。如圖1所示，則該實(shí)驗(yàn)中用的入射光線應(yīng)是（ ）A. 光線a B. 光線bC. 光線c D. 光線d圖12. 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(zhǎng)度，如圖2所示，則下面四個(gè)表達(dá)式中，正確表達(dá)折射率的關(guān)系式是（ ）圖2A. B. C. D. 3. 用兩面平行的玻璃磚測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，在已畫好玻璃磚界面和后，不慎將玻璃磚向上平移了一些，放在了如圖3所示位置上，而實(shí)驗(yàn)中的其他操作均正確，則測(cè)得的折射率將（ ）

5、A. 偏大 B. 偏小 C. 不變 D. 無法確定圖34. 在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，若所使用的玻璃磚兩表面和不平行，如圖4所示，則測(cè)得的折射率將（ ）A. 偏大 B. 偏小 C. 不變 D. 無法確定圖45. 某學(xué)生做“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，已得到玻璃磚（下圖中的MNPQ）的實(shí)驗(yàn)光路圖，后來被人在MN一側(cè)多畫了幾道“光線”，如圖5所示，試指出a、b、c、d中， 線才是實(shí)驗(yàn)中得到的光線。圖56. 如圖6所示，在“測(cè)定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)中。對(duì)塊兩面平行的玻璃磚，用“插針法”找出入射光線對(duì)應(yīng)的出射光線，現(xiàn)有A、B、C、D四位學(xué)生分別作出如圖1的四組插針結(jié)果。從圖上看：（1）肯定把針插錯(cuò)了

6、的學(xué)生是 ；（2）測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度最高的是 ；圖6試題二一. 選擇題1. 醫(yī)院外科手術(shù)室的無影燈所以不會(huì)留下影子，這是因?yàn)椋?）A. 無影燈發(fā)出的光具有特殊的不會(huì)產(chǎn)生影子的性質(zhì) B. 發(fā)出的光能夠改變傳播方向 C. 無燈的光源發(fā)光面積很大，不會(huì)使被照的人體產(chǎn)生半影 D. 無影燈的光源發(fā)光面很大，不會(huì)留下被照人體的本影2. 斜插入水的筷子與豎直方向成45°角，由空氣中向下觀察，看到筷子在水中的部分與豎直方向所成的角為，則（ ） A. <45° B. >45° C. =45° D. 條件不足不能確定3. 如圖7（甲）表示一條光線由空氣射到半圓形玻璃

7、表面的圓心處，在玻璃磚的半圓形表面鍍有銀反射面，則圖7（乙）中幾個(gè)光路圖，正確、完整地表示光線行進(jìn)過程的是（ ）圖74. 紅光和紫光相比（ ）A. 在真空中傳播時(shí)，紫光的速度比較大 B. 在玻璃中傳播時(shí)，紅光的速度比較大C. 玻璃對(duì)紅光的折射率比紫光大 D. 從玻璃到空氣的界面上，紅光的臨界角較紫光大5. 如圖8所示，在水面以下有一平面鏡水平放置，一束白光由空氣垂直射向水面?，F(xiàn)讓平面鏡繞過入射點(diǎn)的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，要使該光束不會(huì)從水中射出水面。若紅光的臨界角為，紫光的臨界角為小則平面鏡轉(zhuǎn)過的角度不能小于（ ）A. B. C. D. 圖86. 如圖9所示， 根長(zhǎng)度為的直薄木條上有兩個(gè)觀察x小孔，兩個(gè)小

8、孔之間的距離為d，d恰好是一個(gè)人兩眼之間的距離。當(dāng)木條水平放置時(shí)，此人通過兩觀察孔看見此木條在水平放置的平面鏡M中完整的像，那么選用的平面鏡的寬度至少是（ ）A. B. C. D. 圖9二. 填空題7. 水平桌面上有一個(gè)乒乓球，沿著桌邊有一個(gè)平面鏡。已知當(dāng)乒乓球向桌邊垂直移動(dòng)時(shí)，它的像將沿豎直方向向上移動(dòng)，則平面鏡鏡面與水平桌面間的交角應(yīng)是 。8. 一束光從空氣射到某種介質(zhì)的表面上，入射光線與折射光線間的夾角是150°。折射光線和反射光線成90°角，則這種介質(zhì)的折射率是 ，光在這種介質(zhì)中的傳播速度為 ，當(dāng)光從此介質(zhì)射入空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角的正弦為 。9. 空中有一只小

9、鳥距水面3m。其正下方距離水面4m深處的水中有一條魚，已知水的折射率為，則鳥看到魚離它 m，魚看到鳥離它 m。10. 如圖10所示，光線投射到折射率為的玻璃球上，入射角為60°，射人球體的光線經(jīng)過次反射后，再經(jīng)過一次折射從球體射出。則射出光線與入射光線之間的夾角為 。圖1011. 在測(cè)定玻璃磚折射率實(shí)驗(yàn)中，大頭針P1、P2已插好在圖11中所示的直線AB上大頭針P3、P4，則可能插在 。（填寫序號(hào)： AB延長(zhǎng)線上； 直線MN上； 直線OP上）圖11三. 計(jì)算論述題12. 如圖12所示是一透明的圓柱體的橫截面。其半徑為R，折射率是，AB是條直徑。今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，試求離

10、AB多遠(yuǎn)的入射光線經(jīng)折射后經(jīng)過B點(diǎn)。圖1213. 如圖13所示。MN為厚度不計(jì)的平面鏡，放在水平地面上。距離平面鏡M端4m處有一根標(biāo)桿OP，標(biāo)桿的零刻度O恰在地面，距平面鏡N端2m處直立著一個(gè)人SD，人眼離地面的高度為SD=1.8m，平面鏡的長(zhǎng)度MN=1m，標(biāo)桿足夠長(zhǎng)。（1）人看到平面鏡中的標(biāo)桿。不能看到標(biāo)桿的全部畫出能被人看到的像的標(biāo)桿部分的成像光路。寫出作圖過程；（2）人看到平面鏡中標(biāo)桿的最小刻度和最大刻度是多少 ?圖1314. 如圖14所示，一塊用折射率為2的玻璃磚制成的橫截面為圓的透明柱體，圓半徑為6cm，當(dāng)一束單色光垂直照到Oa面上時(shí)，從右側(cè)觀看在ab圓弧上不亮的弧長(zhǎng)為多少？圖141

11、5. 如圖15所示，放在空氣中的直角三棱鏡ABC，A30°。一單色細(xì)光束垂直AB面射入棱鏡，光線從AC邊的D點(diǎn)射出時(shí)比原來行進(jìn)的方向偏折了15°若要使細(xì)光束仍由AB邊射入，并在D點(diǎn)發(fā)生全反射求細(xì)光束從AB邊射入時(shí)的入射角至少應(yīng)是多大。（可用反三角函數(shù)表示）圖1516. 半徑為R的玻璃半圓柱體，圓心為O。橫截面積如圖16所示。兩條平行單色紅光沿截面射向圓柱面，方向與底面垂直，光線l的入射點(diǎn)A為圓柱體的頂點(diǎn)，光線2的入射點(diǎn)為B。AOB60°。已知該玻璃對(duì)紅光的折射率n=。（1）求兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點(diǎn)與O點(diǎn)的距離d；（2）若入射的是單色藍(lán)光，則距離d將比上面求得的結(jié)果大還是小。圖16試題答案一1. C 2. B 3. C 4. C 5. d