2019-2020年高中物理 第4章 光的折射 2 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率自我小測(cè) 教科版選修3-4.doc

2019-2020年高中物理 第4章 光的折射 2 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率自我小測(cè) 教科版選修3-41在用插針法測(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界面aa、bb與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖中和所示，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為界面畫光路圖則：（1）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”）（2）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”）（3）丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比_2一塊玻璃磚有兩個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀的（光線不能通過表面）現(xiàn)要測(cè)定此玻璃的折射率給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚（P1、P2、P3、P4）、帶有刻度的直角三角板、量角器實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個(gè)相互平行的表面與紙面垂直在紙上畫出直線aa和bb，aa表示鍍銀的玻璃表面，bb表示另一表面，如圖所示然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2（位置如圖）用P1、P2的連線表示入射光線（1）為了測(cè)量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4?_試在題圖中標(biāo)出P3、P4的位置（2）然后，移去玻璃磚與大頭針試在題圖中通過作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入射角1與折射角2.簡(jiǎn)要寫出作圖步驟_（3）寫出1、2表示的折射率公式為n_.3兩個(gè)同學(xué)各設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)記錄表格，而且都已完成了計(jì)算，你認(rèn)為誰的是對(duì)的？甲設(shè)計(jì)的表格是：次數(shù)isin irsin rn1300.50020.90.3221.5521.5422400.70730.50.4611.5333600.86638.00.5621.541乙設(shè)計(jì)的表格是：次數(shù)123角平均值正弦值ni304560450.7071.568r20.930.538.029.80.4514某同學(xué)由于沒有量角器，在完成了光路圖以后，以O(shè)點(diǎn)為圓心、10.00 cm長(zhǎng)為半徑畫圓，分別交線段OA于A點(diǎn)，交O和O連線的延長(zhǎng)線于C點(diǎn)，過A點(diǎn)作法線NN的垂線，AB交NN于B點(diǎn)，過C點(diǎn)作法線NN的垂線CD，交NN于D點(diǎn)，如圖所示，用刻度尺量得OB8.00 cm，CD4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n_.5如圖所示，等腰直角棱鏡ABO的兩腰長(zhǎng)都是16 cm.為了測(cè)定它的折射率，棱鏡放在直角坐標(biāo)系中，使兩腰與Ox、Oy軸重合從OB邊的C點(diǎn)注視A棱，發(fā)現(xiàn)A棱的視位置在OA邊上的D點(diǎn)，在C、D兩點(diǎn)插上大頭針，看出C點(diǎn)的坐標(biāo)位置（0,12），D點(diǎn)的坐標(biāo)位置（9,0），由此計(jì)算出該棱鏡的折射率為_6某同學(xué)在測(cè)定一厚度均勻的圓形玻璃的折射率時(shí)，先在白紙上作一與圓形玻璃同半徑的圓，圓心為O，將圓形玻璃平放在白紙上，使其邊界與所畫的圓重合，在玻璃一側(cè)豎直插兩枚大頭針P1和P2，在另一側(cè)再先后插兩枚大頭針P3和P4，使從另一側(cè)隔著玻璃觀察時(shí)，大頭針P4、P3和P2、P1的像恰在一條直線上，移去圓形玻璃和大頭針后，在圖中畫出：（1）沿P1、P2連線方向的入射光線通過圓形玻璃后的傳播方向；光線在玻璃內(nèi)的傳播方向；過光線的入射點(diǎn)作法線，標(biāo)出入射角i和折射角r；（2）寫出計(jì)算玻璃折射率的公式參考答案1答案：（1）偏?。?）不變（3）可能偏大、可能偏小，也可能不變解析：用插針法測(cè)定玻璃磚的折射率時(shí)，要注意影響玻璃折射率大小的幾個(gè)因素：玻璃磚寬度宜大些；入射角不能太小；能夠觀察到有效插針；所畫的界面線不能傾斜等如本題的三個(gè)圖，就是所畫界面的問題，圖測(cè)的折射率比真實(shí)值偏小，圖中的不變，圖中可能偏大，可能偏小還可能不變2答案：（1）在bb一側(cè)觀察P1、P2（經(jīng)bb折射，aa反射，再經(jīng)bb折射后）的像，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳螾3，使得P3與P1、P2的像在一條直線上，即讓P3擋住P1、P2的像；再插上P4，讓它擋住P2（或P1）的像和P3.P3、P4的位置如下圖所示（2）過P1、P2作直線與bb交于O；過P3、P4作直線與bb交于O；利用刻度尺找到OO的中點(diǎn)M；過O點(diǎn)作bb的垂線CD，過M點(diǎn)作bb的垂線與aa相交于N，如上圖所示，連接ON；P1OD1，CON2.（3）解析：本題考查測(cè)量玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橐粋€(gè)表面是鍍銀的（光線不能通過表面），所以在觀察時(shí)只能從同面進(jìn)行，利用兩次折射和反射成像即可3答案：甲正確解析：由可知，n的測(cè)量值應(yīng)為每次測(cè)量的入射角的正弦與折射角的正弦比值的平均值，而不是每次測(cè)量的入射角的平均值的正弦與折射角的平均值的正弦之比，故甲正確4答案：1.5解析：由光路圖以及幾何關(guān)系可知：.5答案：解析：從C點(diǎn)注視A棱，發(fā)現(xiàn)A棱的視位置在OA邊上的D點(diǎn)，說明光線AC經(jīng)OB邊發(fā)生折射，反向延長(zhǎng)線過D點(diǎn)，由此可作出由A棱入射到C點(diǎn)的光路如圖所示，則.6答案：（1）如圖所示（2）.解析：在對(duì)透明介質(zhì)的折射率的測(cè)量中，或者是有關(guān)折射率的計(jì)算中，首先是要畫好光路圖，重要的是確定入射光線和折射光線，利用鏡前鏡后插針，來確定入射光線和折射光線的方法簡(jiǎn)單易行，測(cè)量結(jié)果利用公式來進(jìn)行計(jì)算時(shí)，根據(jù)光路圖，直接用量角器測(cè)量入射角和折射角