高考物理一輪復(fù)習(xí)選擇性必修第一冊第十三章光第3講實驗：測量玻璃的折射率課件

第3講實驗：測量玻璃的折射率一、基本原理與操作操作要領(lǐng)(1)鋪白紙、畫線①將白紙用圖釘固定在木板上②畫出兩邊界線aa′和bb′、法線NN′、入射光線AO(2)插針與測量①在AO上插上兩枚大頭針P1、P2，在玻璃磚另一側(cè)通過觀察插上大頭針P3、P4②移去玻璃磚和大頭針，連接P3、P4交bb′于O′，連接OO′③測出入射角θ1、折射角θ22．注意事項(1)玻璃磚要用厚度較大的。(2)入射角不宜過大或過小，一般控制在30°到60°之間。(3)大頭針要豎直插在白紙上，且距離應(yīng)適當(dāng)大一些。(4)玻璃磚的折射面要畫準(zhǔn)，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線。3．誤差分析(1)入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些。(2)入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適當(dāng)大些，以減小測量的相對誤差。一、基礎(chǔ)考法保住分考查點(diǎn)(一)實驗原理與操作1．某小組做測定玻璃的折射率實驗，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙。(1)下列哪些措施能夠提高實驗準(zhǔn)確程度________。A．選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚B．選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚C．選用粗的大頭針完成實驗D．插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些(2)該小組用同一套器材完成了四次實驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實驗操作正確的是________。(3)該小組選取了操作正確的實驗記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點(diǎn)O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點(diǎn)，再過A、B點(diǎn)作法線NN′的垂線，垂足分別為C、D點(diǎn)，如圖所示，則玻璃的折射率n＝______。(用圖中線段的字母表示)考查點(diǎn)(二)數(shù)據(jù)處理與誤差分析2．如圖所示，在“測量玻璃的折射率”的實驗中，當(dāng)光線AO以一定入射角穿過兩面平行的玻璃磚時，通過插針法找到跟入射光線AO對應(yīng)的出射光線O′B，從而確定玻璃中的折射光線OO′。(1)在圖中標(biāo)記了四個角，分別為θ1、θ2、θ3、θ4，則玻璃的折射率n＝________。(2)下列措施中，不能減小實驗誤差的是________。A．玻璃磚界面aa′與bb′間的距離適當(dāng)大些B．入射角要盡量小些C．大頭針應(yīng)豎直地插在紙面上D．大頭針P1與P2、P3與P4的間距要適當(dāng)遠(yuǎn)些3．(2023·廣東高考)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(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)。1．51(1.50～1.52均可)

(4)稍小一些二、創(chuàng)新考法不失分創(chuàng)新角度(一)實驗器材、數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新1.

如圖甲所示，在測量玻璃折射率的實驗中，兩位同學(xué)先在白紙上放

好截面是正三角形ABC的三棱鏡，并確定AB和AC界面的位置。然

后在棱鏡的左側(cè)畫出一條直線，并在線上豎直插上兩枚大頭針P1和P2，再從棱鏡的右側(cè)觀察P1和P2的像。(1)此后正確的操作步驟是________。A．插上大頭針P3，使P3擋住P2的像B．插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像C．插上大頭針P4，使P4擋住P3的像D．插上大頭針P4，使P4擋住P1、P2的像和P3(2)正確完成上述操作后，在紙上標(biāo)出大頭針P3、P4的位置(圖中已標(biāo)出)。為測量該種玻璃的折射率，兩位同學(xué)分別用圓規(guī)及刻度尺作出了完整光路和若干條輔助線，如圖乙、丙所示。能夠僅通過測量ED、FG的長度便可正確計算出折射率的是圖________(填“乙”或“丙”)，所測玻璃折射率的表達(dá)式n＝________(用代表線段長度的字母ED、FG表示)。創(chuàng)新角度(二)實驗方法的創(chuàng)新2．

某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率。

開始玻璃磚的位置如圖中實線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一

直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢

轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像。如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失。此時只需測量出____________________，即可計算出玻璃磚的折射率。請用你測量的量表示出折射率n＝________。[創(chuàng)新點(diǎn)分析](1)實驗器材用了半圓形玻璃磚。(2)實驗方法應(yīng)用了光的全反射規(guī)律。

答案：ABD創(chuàng)新角度(四)實驗?zāi)康牡膭?chuàng)新4.

通過動手做實驗可讓學(xué)生們提高對物理實驗的理解和應(yīng)用能力。如圖所示，一個學(xué)生用廣口瓶和刻度尺測定水的折射率，請?zhí)顚懴率鰧嶒灢襟E中的空白。(1)用刻度尺測出廣口瓶瓶口內(nèi)徑d。(2)在瓶內(nèi)裝滿水。(3)將刻度尺沿瓶口邊緣豎直插入水中。(4)沿廣口瓶邊緣向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度(即圖中A點(diǎn))，同時看到水面上B點(diǎn)刻度的像B′恰與A點(diǎn)的像重合。如圖，若水面恰與直尺的C點(diǎn)相平，則________和________分別等于入射角和折射角。(5)讀出________和________的長度。(6)由題中所給條件和前面步驟得到的數(shù)據(jù)，可以計算水的折射率n＝________。[創(chuàng)新