2020年高考物理一輪專題： 第55講 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率

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1、2020年高考物理一輪專題： 第55講 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率 姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________ 一、 填空題 (共2題；共9分) 1. （3分） (2018溫州模擬) 在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中 ①某同學(xué)在畫玻璃磚邊界時(shí)操作如圖甲所示，請(qǐng)指出其不當(dāng)之處：________（寫出一點(diǎn)即可） ②實(shí)驗(yàn)中，已畫好玻璃磚邊界ab、cd后，不小心誤將玻璃磚向上稍平移了一點(diǎn)，如圖乙所示，其他操作正確，則測(cè)得玻璃的折射率將________（選填“變大”、“不變”或“變小”） 2. （6分） 如圖一所示，一半圓形

2、玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時(shí)，P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像．有一同學(xué)把大頭針插在P1′和P2′位置時(shí)，在MN另外一側(cè)看不到大頭針的像．其原因是________． 二、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題；共39分) 3. （7分） 兩位同學(xué)用兩面平行的玻璃磚做“測(cè)玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)． （1） 甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個(gè)界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃磚使它向aa′方向平移了少許，如圖甲所示．則他測(cè)出的折射率將如何變化？ （2） 乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖乙所示，則他測(cè)得的折射率將如何變化？

3、（3） 甲同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，以O(shè)點(diǎn)為圓心，10.00cm長(zhǎng)為半徑畫圓，分別交線段OA于A點(diǎn)，交O、O′連線延長(zhǎng)線于C點(diǎn)．過(guò)A點(diǎn)作法線NN的垂線AB交NN于B點(diǎn)，過(guò)C點(diǎn)作法線NN的垂線CD交NN于D點(diǎn)，如圖1所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm．由此可得出玻璃的折射率n=________． （4） 乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩界面ab和cd間距畫得比玻璃磚寬度大些，下界面與實(shí)際相同，如圖2所示．若其他操作無(wú)誤，則他測(cè)得的折射率比真實(shí)值________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）． 4. （4分） 在利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)

4、驗(yàn)中： （1） 甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個(gè)界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃磚使它向aa′方向平移了少許，如圖甲所示．則他測(cè)出的折射率將如何變化？ （2） 乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖乙所示，則他測(cè)得的折射率將如何變化？ （3） 甲同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，以O(shè)點(diǎn)為圓心，10.00cm長(zhǎng)為半徑畫圓，分別交線段OA于A點(diǎn)，交O、O′連線延長(zhǎng)線于C點(diǎn)．過(guò)A點(diǎn)作法線NN的垂線AB交NN于B點(diǎn)，過(guò)C點(diǎn)作法線NN的垂線CD交NN于D點(diǎn)，如圖1所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm．由此可得出玻璃

5、的折射率n=________． （4） 乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩界面ab和cd間距畫得比玻璃磚寬度大些，下界面與實(shí)際相同，如圖2所示．若其他操作無(wú)誤，則他測(cè)得的折射率比真實(shí)值________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）． 5. （10分） (2020莆田模擬) 某同學(xué)用“插針?lè)ā睖y(cè)一玻璃磚的折射率。 ①在木板上平鋪一張白紙，并把玻璃磚放在白紙上，在紙上描出玻璃磚的兩條邊界。然后在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩根大頭針P1、P2 ， 透過(guò)玻璃磚觀察，在玻璃磚另一側(cè)豎直插大頭針P3時(shí)，應(yīng)使P3________，用同樣的方法插上大頭針P4。 ②在白紙上畫出光線的徑跡，以入射

6、點(diǎn)O為圓心作一半徑為5. 00 cm的圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點(diǎn)，再過(guò)A、B點(diǎn)作法線NN的垂線，垂足分別為C、D點(diǎn)，如圖所示。測(cè)得AC=4.00 cm，BD=2.80 cm，則玻璃的折射率n=________。 6. （4分） 甲、乙兩同學(xué)分別用不同的方法測(cè)定一半圓柱形玻璃磚的折射率． （1） 甲同學(xué)先在白紙上作一互相垂直的直線MN和QO交點(diǎn)為O，再以O(shè)為圓心畫一與玻璃磚相同的半圓，將玻璃磚平放在白紙上，使其與所畫的半圓重合，在玻璃磚外的PO上插兩枚大頭針P1和P2，在另一側(cè)先后插兩枚大頭針P3和P4，使從另一側(cè)隔著玻璃磚觀察時(shí)，大頭針P4、P3和P2、P1的像恰在一直

7、線上，移去玻璃磚和大頭針后，在白紙上得到圖甲所示的圖． ①在圖中畫出沿P1、P2連線方向的入射光線通過(guò)玻璃磚以及射出玻璃磚后的傳播方向________；標(biāo)出入射角θ1和折射角θ2； ②寫出計(jì)算玻璃折射率的表達(dá)式________． （2） 乙同學(xué)則是在QO上插上兩根大頭針P1和P2，然后緩慢讓玻璃磚繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在直徑AB這一側(cè)不斷觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動(dòng)到一定的位置時(shí)突然發(fā)現(xiàn)在這一側(cè)任何位置都看不到P1和P2的像．記下這時(shí)玻璃磚的位置如圖乙所示．然后移去玻璃磚，問(wèn)： ①需要測(cè)出的物理量及符號(hào)________； ②計(jì)算折射率的表達(dá)式________． 7. （5分） 在

8、“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，選用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃磚，用“插針?lè)ā睖y(cè)定某種玻璃的折射率． （1） 實(shí)驗(yàn)時(shí)在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P2檔住P1的像．再在觀察的這一側(cè)插大頭針P3，應(yīng)使它把________檔住，插大頭針P4，應(yīng)使它把________檔住，那么后兩個(gè)大頭針就確定了從玻璃磚射出的光線． （2） 實(shí)驗(yàn)中為了減少誤差，下列意見正確的是 A . 為了減少誤差，P1和P2、P3和P4的距離應(yīng)適當(dāng)取大些 B . 為了減少誤差，P1、P2的連線與NNˊ的夾角越大越好 （3） 某同學(xué)在找到入

9、射光線和折射光線以后，以入射點(diǎn)O為圓心，以任意長(zhǎng)為半徑畫圓，分別與AO交于C點(diǎn)，與OOˊ交于D點(diǎn)，過(guò)C、D兩點(diǎn)分別向NNˊ作垂線，交NNˊ于Cˊ、Dˊ，所以折射率n=________．（用圖示中的線段表示） （4） 根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值畫出的圖線如圖3所示．當(dāng)光線是由空氣射入玻璃磚時(shí)，則θ1和θ2中為入射角的是________；從圖線可知玻璃磚的折射率是________；該種玻璃全反射的臨界角是________． 8. （3分） 在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中， （1） 某同學(xué)由于沒有量角器，在完成了光路以后，他以O(shè)點(diǎn)為圓心、10.00cm長(zhǎng)為半徑畫圓，分別

10、交線段OA于A點(diǎn)，交OO′連線延長(zhǎng)線于C點(diǎn)，過(guò)A點(diǎn)作法線NN′的垂線AB交NN′于點(diǎn)B，過(guò)C點(diǎn)作法線NN′的垂線CD交NN′于D點(diǎn)，如圖1所示．用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm．由此可得出玻璃的折射率n=________． （2） 如圖2所示，一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時(shí)，P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像，則該玻璃磚的折射率n=________．有一同學(xué)把大頭針插在P1′和P2′位置時(shí)，在P3、P4一側(cè)怎么也看不到大頭針的像，其原因是________． 9. （3分） 根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成小題： （1） ①測(cè)定玻璃的折射率時(shí)，為

11、了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)該注意的是：________; A．玻璃磚的寬度宜大些B．入射角應(yīng)盡量小些 C．大頭針應(yīng)垂直的插在紙面上D．大頭針P1、P2及P3、P4之間的距離適當(dāng)大些 ②某同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大了些，其他操作均正確，則他測(cè)得的折射率與實(shí)際折射率比較結(jié)果是：________（選填“偏小”、“偏大”或“不變”） （2） ①幾位同學(xué)進(jìn)行“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)，黃同學(xué)分別選用四種材料不同、直徑相同的實(shí)心球做實(shí)驗(yàn)，記錄的實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下，若要比較準(zhǔn)確的計(jì)算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎担瑧?yīng)選用第________組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)． 組別 擺球材料 擺

12、長(zhǎng)L/m 最大擺角 全振動(dòng)次數(shù)N/次 1 銅 0.40 15 20 2 鐵 1.00 5 50 3 鋁 0.40 15 10 4 木 1.00 5 50 ②馬同學(xué)選擇了合理的實(shí)驗(yàn)裝置后，測(cè)量出幾組不同擺長(zhǎng)L和周期T的數(shù)值，畫出如圖1中T2﹣L圖象中的實(shí)線OM，羅同學(xué)也進(jìn)行了與馬同學(xué)同樣的實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)后他才發(fā)現(xiàn)自己測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)忘了加上擺球的半徑，則該同學(xué)當(dāng)時(shí)做出的T2﹣L圖象應(yīng)該是________ A．虛線①，不平行OMB．虛線②，平行OM C．虛線③，平行OMD．虛線④，不平行OM （3） ①在“測(cè)金屬電阻率”實(shí)驗(yàn)中，螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直

13、徑的讀數(shù)如圖2，則直徑d=________mm． ②已知金屬絲電阻大約為10Ω．在用伏安法準(zhǔn)確測(cè)其電阻時(shí)，有下列器材可供選擇，除必選電源（電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很小）、導(dǎo)線、開關(guān)外，電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________（填代號(hào)） A1電流表（量程400mA，內(nèi)阻約0.5Ω）A2電流表（量程100mA，內(nèi)阻約0.6Ω） V1電壓表（量程6V，內(nèi)阻約30kΩ）V2電壓表（量程1V，內(nèi)阻約的20kΩ） R1滑動(dòng)變阻器（范圍0﹣10Ω）R2滑動(dòng)變阻器（范圍0﹣2kΩ） ③將設(shè)計(jì)好的測(cè)量電路原理圖畫在圖3虛框內(nèi)________． 10.

14、（3分） 用插針?lè)y(cè)量矩形玻璃磚的折射率，先在白紙上放好一矩形玻璃磚，兩邊與畫好的直線aa，bb對(duì)齊，在玻璃磚一側(cè)插上兩根大頭針P1、P2 ， 然后在另一側(cè)面插兩根大頭針P3、P4 ， 通過(guò)玻璃磚觀察使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，并在紙上標(biāo)出大頭針的位置，如圖所示． （1） 請(qǐng)?jiān)趫D上畫出光路，并利用測(cè)量的物理量，寫出計(jì)算玻璃折射率的公式n=________． （2） 某同學(xué)在已畫好玻璃磚界面后，不慎將玻璃磚向上平移了一些，如圖所示，在其它操作均正確的情況下，測(cè)得的折射率將________（選填“偏大、偏小或不變”）． 三、 綜合題 (共1題；共10

15、分) 11. （10分） (2017自貢模擬) 學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)．某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)液體折射率的儀器．如圖所示，在一個(gè)圓盤上過(guò)其圓心0作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P1位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察Pl、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3 ， 使P3正好擋住Pl、P2 ， 同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值．這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值．則： （1） 若∠AOF

16、=30，OP3與OC的夾角為30，則P3處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為________． （2） 圖中P3、P4兩位置哪一處所對(duì)應(yīng)的折射率值大？答：________． 第 13 頁(yè) 共 13 頁(yè) 參考答案 一、 填空題 (共2題；共9分) 1-1、 2-1、 二、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題；共39分) 3-1、 3-2、 3-3、 3-4、 4-1、 4-2、 4-3、 4-4、 5-1、 6-1、 6-2、 7-1、 7-2、 7-3、 7-4、 8-1、 8-2、 9-1、 9-2、 9-3、 10-1、 10-2、 三、 綜合題 (共1題；共10分) 11-1、 11-2、