重慶市2020年高考物理一輪專題： 第55講 實驗：測定玻璃的折射率（I）卷

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1、重慶市2020年高考物理一輪專題： 第55講 實驗：測定玻璃的折射率（I）卷 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 填空題 (共2題；共9分) 1. （3分） 在《為測定玻璃的折射率》實驗中，某同學(xué)經(jīng)過正確操作，得出多組數(shù)據(jù)后畫出如圖所示的圖象，則該圖象斜率大小的物理意義是________（用文字表述）． 2. （6分） 如圖所示，在“測定玻璃的折射率”的實驗中，當(dāng)入射光AO以一定的入射角射入兩面平行的玻璃磚時，出射光線O′B與入射光線AO________（選填“平行”或“不平行”）．如果用量角器

2、分別量出入射角θ1和折射角θ2 ， 那么，該玻璃磚的折射率n=________在該實驗中，下列說法中正確的是________． A．實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間，P3和P4之間的距離要稍大一些，這樣可以提高測量的準(zhǔn)確度 B．入射角θ1應(yīng)適當(dāng)小一些，以減小測量角度的誤差 C．入射角θ1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測量角度的誤差 D．如果入射角θ1太大，那么，折射光線OO′會在玻璃磚的內(nèi)表面bb′發(fā)生全反射，使實驗無法進(jìn)行． 二、 實驗探究題 (共8題；共39分) 3. （7分） 根據(jù)所學(xué)知識完成下面兩個實驗： （1） 在“用雙縫干涉測光的波長”的實驗中

3、①已知雙縫到光屏之間的距離為600mm，雙縫之間的距離為0.20mm，單縫到雙縫之間的距離是100mm．某同學(xué)在用測量頭測量時，先將從測量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線對準(zhǔn)某條亮紋（記作第1條）的中心，這時手輪上的示數(shù)如圖甲所示．然后他轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)第7條亮紋的中心，這時手輪上的示數(shù)如圖乙所示．圖乙的示數(shù)為________mm，由此可以計算出這次實驗中所測得的單色光的波長為________nm．（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字） ②下列操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離的是________． A．增大單縫和雙縫之間的距離 B．增大雙縫和光屏之間的距離 C．將紅色濾光

4、片改為綠色濾光片 D．增大雙縫之間的距離 （2） 利用插針法可以測量半圓柱形玻璃磚的折射率．實驗方法如下：在白紙上作一直線MN，并作出它的一條垂線AB，將半圓柱形玻璃磚（底面的圓心為O）放在白紙上，它的直徑與直線MN重合，在垂線AB上插兩個大頭針P1和P2，如圖丙所示，然后在半圓柱形玻璃磚的右側(cè)插上適量的大頭針，可以確定光線P1P2通過玻璃磚后的光路，從而求出玻璃的折射率．實驗室中提供的器材除了半圓柱形玻璃磚、木板和大頭針外，還有量角器等． ①某學(xué)生用上述方法測量玻璃的折射率，在他畫出的垂線AB上豎直插上了P1、P2兩枚大頭針，但在半圓柱形玻璃磚右側(cè)的區(qū)域內(nèi)，無論從何處觀察，都無法透過

5、玻璃磚同時看到P1、P2的像，原因是________，他應(yīng)采取的措施是________． ②為了確定光線P1P2通過玻璃磚后的光路，在玻璃磚的右側(cè)，最少應(yīng)插________枚大頭針． ③請在半圓柱形玻璃磚的右側(cè)估計所插大頭針的可能位置（用“”表示），并作出光路圖________．為了計算折射率，應(yīng)該測量的量有：________（作圖并在光路圖上標(biāo)出），計算折射率的公式是________．（用測量的量表示） 4. （4分） 在測定玻璃的折射率實驗中，由于實驗室中矩形玻璃磚的數(shù)量不夠，部分同學(xué)需改用直角三棱鏡做“測定玻璃的折射率”的實驗，實驗步驟如下： a．如圖所示，先在一張白紙上作相互

6、垂直的直線ab、a′b′作為三棱鏡的兩個界面，并在直線上標(biāo)出點O； b．標(biāo)出P3、P4位置； c．將三棱鏡放在白紙上，使短邊跟ab對齊，長邊跟a′b′對齊； d．在長邊a′b′的外側(cè)透過三棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像完全被P2擋柱； e．在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4 ， 使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像和P3； f．在O點作一垂直ab的線段AO，在AO上垂直地插兩枚大頭針P1、P2； g．移去三棱鏡和大頭針，連接P3P4 ， 交a′b′于O′，過O′點作與a′b′垂直的直線MN； h．作光路圖，計算折射率n． （1） 正確

7、的實驗步驟順序為________; （2） 根據(jù)題圖中所給數(shù)據(jù)求出該玻璃的折射率n=________． 5. （10分） 某同學(xué)在利用“插針法”測定一塊紅色直角三角形玻璃磚的折射率時發(fā)現(xiàn)，由于玻璃的顏色較深，在另一側(cè)很難觀測到對側(cè)所插的針．他想到可以用實驗室的紅色激光器來完成實驗．如圖所示，他在木板上固定好白紙，放好玻璃磚，正確作出了界面MN、MP、NP，然后讓很細(xì)的激光平行于木板從玻璃磚的上界面MN入射． （1） 由于激光很強，不能用眼睛直接觀測，該同學(xué)通過在木板上插入被激光照亮的針來確定激光光路，正確的插針順序應(yīng)是 A . P1、P2、P3、P4 B . P4、P3、P

8、2、P1 C . P1、P3、P2、P4 D . P4、P2、P3、P1 （2） 若P1P2與MN垂直，用量角器量得圖中的θ1=30，θ2=45，則玻璃的折射率約為 A . 1.41 B . 1.73 C . 1.22 D . 1.58 （3） 若激光器正常發(fā)光，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在MP一側(cè)始終找不到出射光線，則可能的原因是________． （4） 若該同學(xué)在MP一側(cè)沒有找到出射光線，但在NP一側(cè)找到了出射光線，并用“插針法”確定了激光在MN一側(cè)的入射光線和NP一側(cè)的出射光線，如果入射光線與MN相垂直，則測量后他________計算出玻璃的折射率（填“能”或“不能”）． 6

9、. （4分） 在“測定玻璃的折射率”的實驗中，選用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃磚，用“插針法”測定某種玻璃的折射率． （1） 實驗時在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針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，那么后兩個大頭針就確定了從玻璃磚射出的光線． （2） 實驗中為了減少誤差，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）

10、 某同學(xué)在找到入射光線和折射光線以后，以入射點O為圓心，以任意長為半徑畫圓，分別與AO交于C點，與OOˊ交于D點，過C、D兩點分別向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，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________． 7. （5分） 甲、乙兩同學(xué)分別用不同的方法測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交點為

11、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，大頭針P4、P3和P2、P1的像恰在一直線上，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點順時針轉(zhuǎn)動，并且在直徑AB這一側(cè)不斷觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動

12、到一定的位置時突然發(fā)現(xiàn)在這一側(cè)任何位置都看不到P1和P2的像．記下這時玻璃磚的位置如圖乙所示．然后移去玻璃磚，問： ①需要測出的物理量及符號________； ②計算折射率的表達(dá)式________． 8. （3分） 根據(jù)所學(xué)知識完成小題： （1） 某組同學(xué)用插針法測平行玻璃磚的折射率，記錄下入射、折射、出射光線后，以入射點O為圓心畫單位圓，用直尺測得有關(guān)線段的長度，如圖所示，則下面四個表達(dá)式中，正確地表達(dá)折射率的關(guān)系式是 A . n= ． B . n= C . n= ． D . n= （2） 利用如圖所示的裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時，有下面幾種說法：

13、 其中正確的是． A . 將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄 B . 將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬 C . 將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬 D . 換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄 E . 去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失 9. （3分） 某同學(xué)用插針法測定玻璃的折射率，其操作如下： a．把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的長邊跟aa′對齊 b．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 c．在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2 ， 透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2

14、的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像被P2擋住 d．移去大頭針和玻璃磚，連接P1、P2作為入射光線，連接P3、P4作為折射光線，測量入射角i與折射角r，填入表格中，通過計算得到結(jié)論． e．再在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4 ， 使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的 像和P3 ， 記下P3、P4的位置 （1） 上述操作步驟中存在嚴(yán)重的缺漏，應(yīng)當(dāng)補充的是________; （2） 以上操作的合理順序是________．（只排補充前的步驟） 10. （3分） 在利用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中： （1） 甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面aa′和bb′后，不小心

15、碰了玻璃磚使它向aa′方向平移了少許，如圖甲所示．則他測出的折射率將如何變化？ （2） 乙同學(xué)在畫界面時，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)點為圓心，10.00cm長為半徑畫圓，分別交線段OA于A點，交O、O′連線延長線于C點．過A點作法線NN的垂線AB交NN于B點，過C點作法線NN的垂線CD交NN于D點，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，不小心將兩界面

16、ab和cd間距畫得比玻璃磚寬度大些，下界面與實際相同，如圖2所示．若其他操作無誤，則他測得的折射率比真實值________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）． 三、 綜合題 (共1題；共10分) 11. （10分） 用三棱鏡做測定玻璃折射率的實驗，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2 ， 然后在棱鏡的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2擋?。又谘劬λ诘囊粋?cè)插兩枚大頭針P3、P4 ， 使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3、P1和P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針的位置和三棱鏡的輪廓如圖所示． （1） ①在圖中畫出所需的光路； ②為了測出三棱鏡玻璃的折射率，需要測量哪些物理量？在圖中標(biāo)出它們； （2） 計算折射率的公式是n=________． 第 13 頁 共 13 頁 參考答案 一、 填空題 (共2題；共9分) 1-1、 2-1、 二、 實驗探究題 (共8題；共39分) 3-1、 3-2、 4-1、 4-2、 5-1、 5-2、 5-3、 5-4、 6-1、 6-2、 6-3、 6-4、 7-1、 7-2、 8-1、 8-2、 9-1、 9-2、 10-1、 10-2、 10-3、 10-4、 三、 綜合題 (共1題；共10分) 11-1、 11-2、