【優(yōu)化方案】2020高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)二知能優(yōu)化演練 新人教版選修3-4

知能演練強(qiáng)化闖關(guān) 1. 如圖237，用插針?lè)y(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的是()圖237(1)P1、P2及P3、P4之間的距離適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度(2)P1、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1適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度(4)入射角太大，折射光線會(huì)在玻璃磚的內(nèi)表面發(fā)生全反射，使實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行(5)P1、P2的間距，入射角的大小均與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度無(wú)關(guān)A(1)(3)B(2)(4)C(3)(5) D(1)(4)解析：選A.實(shí)驗(yàn)根據(jù)大頭針確定入射光線和出射光線，在連線及測(cè)量時(shí)必然有誤差，P1、P2和P3、P4之間距離適當(dāng)大些，可以減小百分誤差，故(1)正確，(2)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)要求入射角不能太小，否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差太大，(3)正確；根據(jù)幾何知識(shí)知光在第二界面的入射角等于在第一界面的折射角，即小于臨界角，不會(huì)發(fā)生全反射，(4)錯(cuò)誤；綜合上述分析知(5)錯(cuò)誤故選A.2. 某同學(xué)做測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)時(shí)，用他測(cè)得的多組入射角1與折射角2作出sin1sin2圖象如圖238所示，下列判斷中正確的是()圖238A他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究的是光線從空氣射入玻璃時(shí)的折射現(xiàn)象B玻璃的折射率為0.67C玻璃的折射率為1.5D玻璃的臨界角的正弦值為0.67解析：選ACD.此直線斜率k1，所以研究的光線是從空氣射入玻璃時(shí)的折射現(xiàn)象，A選項(xiàng)正確k也就是折射率n1.5，C選項(xiàng)正確sinC0.67，D選項(xiàng)正確3. 某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定玻璃磚的折射率，他的實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟正確無(wú)誤，但他處理實(shí)驗(yàn)記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩個(gè)光學(xué)面aa與bb不平行，如圖239所示，則()圖239AAO與OB兩條直線平行BAO與OB兩條直線不平行C他測(cè)出的折射率偏大D他測(cè)出的折射率不受影響答案：BD4在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫(huà)出的界面aa、bb與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖2310中的和所示，其中甲、丙同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚他們的其他操作均正確，且均以aa、bb為界面畫(huà)光路圖則甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”)乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”)丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”)圖2310解析：甲同學(xué)測(cè)量的光路圖如圖甲所示，真實(shí)值n，測(cè)量值n.因22，故nn，所以甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比偏小乙同學(xué)測(cè)量的光路圖如圖乙所示，測(cè)量值n，與真實(shí)值相等丙同學(xué)測(cè)量可能出現(xiàn)三種可能，光路圖如圖丙所示當(dāng)出射點(diǎn)為c時(shí)，測(cè)量值與真實(shí)值相同；當(dāng)出射點(diǎn)在c左側(cè)時(shí)，測(cè)量值小于真實(shí)值；當(dāng)出射點(diǎn)在c點(diǎn)右側(cè)時(shí)，測(cè)量值大于真實(shí)值故丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比可能偏大、可能偏小、可能不變答案：偏小不變可能偏大、可能偏小、可能不變5. 如圖2311所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率，在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過(guò)圓心O，在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3.圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)圖2311(1)設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO的長(zhǎng)度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量_，則玻璃磚的折射率可表示為_(kāi)(2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將_(填“偏大”、“偏小”或“不變”)答案：(1)l1和l3n(2)偏大6(2020·高考福建卷)某同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)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(cè)出的相關(guān)角度如圖2312所示圖2312(1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n_(用圖中的1、2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(lái)測(cè)量解析：(1)本題意在考查考生對(duì)入射角、折射角、折射率的理解和應(yīng)用光線由空氣射入玻璃的入射角i1，折射角r2，由折射率的定義可得：n，根據(jù)平行玻璃磚對(duì)光線的影響可知，玻璃磚寬度越大，側(cè)移量越大，折射角的測(cè)量誤差越小答案：(1)(2)大7. 用三棱鏡做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插入兩枚大頭針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擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖2313所示圖2313(1)在題圖上畫(huà)出所需的光路(2)為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率，需要測(cè)量的量是_，_，在圖上標(biāo)出它們(3)計(jì)算折射率的公式是_解析：(1)如圖所示，畫(huà)出通過(guò)P1、P2的入射光線，交AC面于O，畫(huà)出通過(guò)P3、P4的出射光線交AB面于O.則光線OO就是入射光線P1P2在三棱鏡中的折射光線(2)在所畫(huà)的圖上注明入射角1和折射角2，并畫(huà)出虛線部分，用量角器量出1和2(或用直尺測(cè)出線段EF、OE、GH、OG的長(zhǎng)度)(3)n；.答案：見(jiàn)解析