【紅對勾 講與練】高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)十四 測定玻璃的折射率課堂檢測

PAGEPAGE4【紅對勾講與練】2023版高考物理總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)十四測定玻璃的折射率課堂檢測1．[多項(xiàng)選擇]測玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中測出了多組入射角θ1與折射角θ2，并作出了sinθ1－sinθ2圖象如下圖，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A．實(shí)驗(yàn)時(shí)，光線是由空氣射入玻璃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約為0.67解析：由圖可看出入射角θ1小于折射角θ2，因此，光線應(yīng)該是由玻璃射入空氣，那么玻璃折射率n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\f(0.45－0,0.30－0)＝1.5，故sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,1.5)≈0.67，C、D正確．答案：CD2.如下圖，用插針法測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，以下各說法中正確的選項(xiàng)是()①P1、P2及P3、P4之間的距離適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度②P1、P2及P3、P4之間的距離取得小些，可以提高準(zhǔn)確度③入射角θ1適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度④入射角太大，入射光線會在玻璃磚的內(nèi)外表發(fā)生全反射，使實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)展⑤P1、P2的間距和入射角的大小均與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度無關(guān)A．①③B．②④C．③⑤D．①④解析：因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中的入射光線和折射光線都是隔著玻璃磚觀察在一直線上的大頭針確定的，相互間的距離太小，容易出現(xiàn)偏差，①正確②錯誤．入射角適當(dāng)大些，相應(yīng)的折射角也增大，折射現(xiàn)象較明顯，容易測量些，③正確⑤錯誤．由于光通過玻璃磚時(shí)，各相關(guān)角度互相制約著，其出射角恒等于入射角，而對于入射的界面，光線是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，折射角必小于入射角，當(dāng)入射角趨于最大值90°時(shí)，折射角也趨于最大值θ2max，而對于出射的界面，在玻璃磚內(nèi)的折射光線的入射角最大值也只能為θ2max，根據(jù)光路可逆原理，出射角最大值也趨于90°，即始終能透過玻璃磚看到入射光線，④錯誤．答案：A3．在用插針法測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作步驟如下：①用圖釘將記錄光路的白紙固定在平板上；②手拿玻璃磚的毛面或棱，將其輕放在白紙上；③用鉛筆環(huán)繞玻璃磚畫出邊界aa′和bb′；④在aa′上選擇一點(diǎn)O，作為不同入射角的入射光線的共同入射點(diǎn)，畫出入射角θ1分別為0、30°、45°的入射光線；⑤用“插針法”分別得到各條入射光線的出射光線，觀察時(shí)著重看大頭針針帽是否在一條直線上，取下玻璃磚、大頭針，連接各針孔，發(fā)現(xiàn)所畫折射光線中有兩條相交，量出各個(gè)折射角θ2；⑥按公式分別計(jì)算eq\f(sinθ1,sinθ2)，取三個(gè)值的算術(shù)平均值．(1)以上步驟中有錯誤或不妥之處的是________．(2)應(yīng)改正為_______________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：(1)有錯誤或不妥之處的是③④⑤.(2)③中應(yīng)先畫出一條直線，把玻璃磚的一邊與其重合，再使直尺與玻璃磚的界面對齊，移開玻璃磚后再畫邊界限；④中入射角要取0以外的三組數(shù)據(jù)；⑤中大頭針要豎直插牢，觀察時(shí)看針腳是否在同一條直線上．答案：(1)③④⑤(2)見解析4．某同學(xué)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(guān)角度如下圖．(1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n＝________(用圖中的θ1、θ2表示)．(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________(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量．解析：(1)據(jù)題意可知入射角為(90°－θ1)，折射角為(90°－θ2)，那么玻璃的折射率為n＝eq\f(sin90°－θ1,sin90°－θ2)＝eq\f(cosθ1,cosθ2)(2)玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測量結(jié)果越準(zhǔn)確．故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量．答案：(1)eq\f(sin90°－θ1,sin90°－θ2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(cosθ1,cosθ2)))(2)大5．“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個(gè)大頭針A、B，在另一側(cè)再豎直插兩個(gè)大頭針C、D.在插入第四個(gè)大頭針D時(shí)，要使它________．以下圖是在白紙上留下的實(shí)驗(yàn)痕跡，其中直線a、a′是描在紙上的玻璃磚的兩個(gè)邊．根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n＝________.(計(jì)算結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)解析：測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)是利用大頭針得到進(jìn)入玻璃的入射光線，在另一側(cè)插入大頭針擋住前面的A、B的像來確定C，同樣插入大頭針D擋住C及A、B的像，C和D確定了出射光線，利用入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的連線來確定折射光線，作出法線FG，連接OO′，以O(shè)點(diǎn)為圓心畫圓，分別交AB、OO′于E、Q兩點(diǎn)，分別過E、Q向GF作垂線EG、FQ并用毫米刻度尺測其長度，如下圖，根據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可得：n＝eq\f(EG,FQ)＝1.8.答案：擋住C及A、B的像1.8(1.6～1.9)6．如圖甲所示為光學(xué)實(shí)驗(yàn)用的長方體玻璃磚，它的________面不能用手直接接觸．在用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個(gè)針孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的針正好擋住插在a、b位置的針的像，但最后一個(gè)針孔的位置不同，分別為d、e兩點(diǎn)，如圖乙所示．計(jì)算折射率時(shí)，用________(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值較小，用________(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值誤差較小．解析：玻璃磚的光學(xué)面不能用手直接觸摸，第一空填“光學(xué)”，計(jì)算玻璃折射率時(shí)，需將c點(diǎn)與d或e點(diǎn)