2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章光及其應(yīng)用第二節(jié)測定介質(zhì)的折射率測評含解析粵教版選擇性必修第一冊

PAGE3-其次節(jié)測定介質(zhì)的折射率課后篇鞏固提升必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.在測量玻璃折射率的試驗中,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)視察P1和P2的像.正確完成操作后,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協(xié)助線,如圖甲、乙所示.在圖中僅通過測量ED、FG的長度便可正確計算出折射率的是圖(填“甲”或“乙”),所測玻璃折射率的表達(dá)式n=(用代表線段長度的字母DE、GF表示).

答案乙DE解析設(shè)入射角為α,折射角為β,依據(jù)折射定律和幾何關(guān)系,對于題圖甲,sinα=DER,sinβ=GFOG,對于乙圖,sinα=DER,sinβ=GFR,可知僅通過測量DE、GF2.在測定介質(zhì)的折射率的試驗中:(1)操作步驟如下:①先在白紙上畫出一條直線aa'代表兩種介質(zhì)的界面,過aa'上的O點畫出界面的法線NN',并畫一條線段AO作為入射光線.②把長方形玻璃磚放在白紙上,使它的長邊跟aa'對齊.③在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2,透過玻璃磚視察大頭針P1、P2的像.調(diào)整視線方向,直到P1的像被P2攔住.再在視察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4,使P3攔住P1、P2的像,P4攔住P1、P2的像和P3,登記P3、P4的位置.④移去大頭針和玻璃磚,連接P3、P4作為折射光線,測量出入射角θ1與折射角θ2,填入表格中.上述操作步驟中存在嚴(yán)峻的缺漏和錯誤,應(yīng)做的補(bǔ)充和修改是.

(2)正確進(jìn)行試驗后測出了多組入射角θ1與折射角θ2,并作出了sinθ1-sinθ2圖像如圖所示.則下列說法正確的是.

A.試驗時,所測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1.5答案(1)見解析(2)C解析(1)步驟②中應(yīng)在白紙上畫出玻璃磚的另一個界面bb';步驟④中應(yīng)通過P3、P4的連線與bb'的交點O'和aa'上的入射點O,作出玻璃磚中的光線OO'.(2)由題圖可看出入射角θ1小于折射角θ2,因此,所測光線應(yīng)當(dāng)是由玻璃射入空氣;則玻璃折射率n=sinθ2sinθ1關(guān)鍵實力提升練3.(多選)某同學(xué)用插針法做測量玻璃折射率的試驗時,他的方法和操作步驟都正確無誤,但他處理試驗數(shù)據(jù)時,發(fā)覺玻璃磚的兩個光學(xué)面aa'和bb'不平行,如圖,則()A.P1P2與P3P4兩條直線平行B.P1P2與P3P4兩條直線不平行C.他測出的折射率偏大D.他測出的折射率不受影響答案BD解析光線由aa'進(jìn)入玻璃磚時,由折射定律得n=sinαsinβ,光線由bb'射出玻璃磚時,由折射定律得n=sinθ2sinθ1.若aa'∥bb',則有θ1=β,進(jìn)而有α=θ2,出射光線O'B與入射光線AO平行.若aa'和bb'不平行,則有θ1≠β,進(jìn)而有α≠θ2,出射光線O'B與入射光線AO不平行,故選項B正確,A錯4.用圓弧狀玻璃磚做測量玻璃折射率的試驗時,先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚,在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2,然后在玻璃磚的另一側(cè)視察,調(diào)整視線使P1的像被P2的像攔住,接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4,使P3攔住P1和P2的像,P4攔住P3以及P1和P2的像,在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓如圖甲所示(O為兩圓弧圓心,圖中已畫出經(jīng)過P1、P2點的入射光線).(1)在圖上補(bǔ)畫出所需的光路;(2)為了測出玻璃的折射率,須要測量入射角和折射角,請在圖中的AB界面上標(biāo)出這兩個角;(3)多次變更入射角,測得幾組入射角和折射角,依據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值,畫出了如圖乙所示的圖像,由圖像可知該玻璃的折射率n=.

答案(1)見解析圖(2)見解析圖(3)1.5解析(1)連接P3、P4與CD交于一點,此交點即為光線從玻璃磚中射出的位置,又由于P1、P2的連線與AB的交點即為光線進(jìn)入玻璃磚的位置,連接兩點即可作出玻璃磚中的光線,