專(zhuān)題80 測(cè)量玻璃磚的折射率實(shí)驗(yàn)(解析版)

2015—2020年六年高考物理分類(lèi)解析專(zhuān)題80、測(cè)量玻璃磚的折射率實(shí)驗(yàn)（2019高考理綜天津卷）（2）某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺圓規(guī)，筆，白紙。下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度 。選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是驗(yàn)操作正確的是該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫(huà)出光線的徑跡，以入射點(diǎn)O為圓心作圓，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，則玻璃的折射率n二。（用圖中線段的字母表示）【參考答案】璃的折射率n二。（用圖中線段的字母表示）【參考答案】ADBAC~BD【名師解析】①做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度的是：選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚有助于提高確定折射角的準(zhǔn)確程度，插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些，有助于提高確定入射角和折射角的準(zhǔn)確程度，選項(xiàng)AD正確。②根據(jù)光通過(guò)平行玻璃磚的光路可知，入射線和出射線平行，在玻璃磚中折射角小于入射角，所以實(shí)驗(yàn)操

作正確的是B。AC③由折射定律，玻璃的折射率nBD(2012..浙江)在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖19-1-甲所示。圖19-1-甲 圖19-1-乙 圖19-1-丙在圖19-1-乙中畫(huà)出完整的光路圖；對(duì)你畫(huà)出的光路圖進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，求得該玻璃磚的折射率n= (保留3為有效數(shù)字)；為了觀測(cè)光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學(xué)做了兩次實(shí)驗(yàn)，經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖19-1-丙所示。圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針，其對(duì)應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和(填“A”或“B”)?！緟⒖即鸢浮?1)完整的光路圖如圖。(2)1.51(3)A圖19-1-J【名師解析】畫(huà)出完整的光路圖如圖19-1-J所示。測(cè)量出入射角和折射角，由折射定律，求得該玻璃磚的折射率n=1.51.P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針，由于入射界面和出射界面不平行，出射光線將向下偏折，所以其對(duì)應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和A。【點(diǎn)評(píng)】若待測(cè)玻璃磚兩界面平行時(shí)，入射線和出射線平行；若待測(cè)玻璃磚兩界面不平行時(shí)，入射線和出射線不平行。

注解：利用插針?lè)y(cè)量玻璃折射率，畫(huà)出入射線、法線和折射線后，可以通過(guò)測(cè)量入射角、折射角，利用折射定律得出折射率：也可以以入射點(diǎn)作為圓心畫(huà)出單位圓，單位圓與入射線和折射線相交。分別過(guò)這兩個(gè)交點(diǎn)作法線的垂線，測(cè)量這兩段垂線的長(zhǎng)度，這兩段垂線的長(zhǎng)度的比值等于玻璃折射率。高考模擬題1、（2018?河北滄州模擬）（1）（10分）兩位同學(xué)用兩面平行的玻璃磚做“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn).甲同學(xué)在量入射角和折射角時(shí)，由于沒(méi)有量角器，在完成了光路圖以后，以O(shè)點(diǎn)為圓心，OA為半徑畫(huà)圓，交OO'延長(zhǎng)線于C點(diǎn)，過(guò)A點(diǎn)和C點(diǎn)作垂直于法線的線段分別交法線于B點(diǎn)和D點(diǎn)，如圖所示.測(cè)量有關(guān)線段長(zhǎng)度，可得玻璃的折射率n= ?（用圖中線段表示）乙同學(xué)在畫(huà)界面時(shí)，不小心將兩界面ab和cd間距畫(huà)得比玻璃磚寬度大些，下界面與實(shí)際相同，如圖所示．若操作無(wú)誤，則他測(cè)得的折射率比真實(shí)值 （填“偏大”“偏小”或“不變”）．【參考答案】?【參考答案】?cd §偏小【名師解析】①題圖甲中AO為入射光線，OO'是折射光線，設(shè)光線在玻璃磚上表面的入射角為i,折射角為r,則由幾何知識(shí)得到sini=AB射角為r,則由幾何知識(shí)得到sini=ABAo,又AO=OC，則折射率siniABnsinrCD線表示作圖光路圖，由圖可看出，畫(huà)圖時(shí)的入射角不變、折射角比實(shí)際的折射角變大，由折射定律可知測(cè)出的折射率變?。?．某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙。①下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度 。選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)

插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些②該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)折射光線分別交于A、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，則玻璃的采用插針?lè)y(cè)定光的折射率的時(shí)候，應(yīng)選定光學(xué)表面間距大一些的玻璃磚，這樣光路圖會(huì)更加清晰，減小誤差，同時(shí)兩枚大頭針的距離盡量大一些，保證光線的直線度，因此AD正確，光學(xué)表面是否平行不影響該實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，因此B錯(cuò)誤，應(yīng)選用細(xì)一點(diǎn)的大頭針因此C錯(cuò)誤。根據(jù)光的折射定律可知當(dāng)選用平行的玻璃磚時(shí)出射光和入射光應(yīng)是平行光，又因發(fā)生了折射因此出射光的出射點(diǎn)應(yīng)相比入射光的延長(zhǎng)線向左平移，因此D正確，ABC錯(cuò)誤.sinZAOCnsinZAOCn= ③由折射定律可知折射率 sin/BODACsinZAOC=——RBDsinZBOD= RACn= 聯(lián)立解得 BD.3.（4分）【加試題】（2019浙江杭州模擬4）如圖所示，某同學(xué)利用方格坐標(biāo)紙來(lái)測(cè)定半圓形玻璃磚的折射率。其中，OA作為入射光線，是首先畫(huà)在紙上的直線，他在直線OA適當(dāng)位置先后豎直插上Pl、P2兩枚大頭針，如圖放上玻璃磚（如粗黑線所示），然后插上P3、P4大頭針。

（2）若該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范準(zhǔn)確，其記錄情況如圖所示。則該同學(xué)利用圖示的記錄情況可測(cè)得玻璃磚的折射率n= ?！緟⒖即鸢浮俊竟?分，每空2分】（1） 透過(guò)玻璃磚看，使P4大頭針擋住P1P2和P3三枚大頭針的像（2） 1.5【名師解析】圖中以半圓形玻璃磚的圓心畫(huà)出了圓，若取圓的半徑為1，則入射角的正弦值可表示為6，折射角的正弦值可表示為4，由折射定律可得n=1.5.4.（2019浙江大學(xué)附中模擬）小李同學(xué)利用激光筆和角度圓盤(pán)測(cè)一半圓形玻璃磚的折射率，如圖所示是他用手機(jī)拍攝的某次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象照片，圖中有三條明亮的光線，固定好激光筆，然后將圓盤(pán)和玻璃磚一起繞圓心 （填“順時(shí)針”或者“逆時(shí)針”）緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)了5°,發(fā)現(xiàn)光線③恰好消失了，那么這次他所測(cè)得半圓形玻璃磚的折射率n= 。【參考答案】順時(shí)針擊【名師解析】圓盤(pán)和玻璃磚一起順時(shí)針繞圓心緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，入射角逐漸增大，當(dāng)入射角等于臨界角時(shí)發(fā)生全反射，折射光線消失，由題得全反射臨界角C=45°，由sinC==得n=:a【關(guān)鍵點(diǎn)撥】圓盤(pán)和玻璃磚一起順時(shí)針繞圓心緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，入射角等于臨界角時(shí)發(fā)生全反射，折射光線消失，由圖讀出臨I界角C,再由sinC=-求折射率。本題利用全反射知識(shí)測(cè)定玻璃磚的折射率，其原理是全反射臨界角公式itsinC==，關(guān)鍵要理解并掌握全反射產(chǎn)生的條件。5?圖2甲為某同學(xué)利用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃折射率n的裝置示意圖。他讓光從空氣射向玻璃磚，在正確操作后，他利用測(cè)出的數(shù)據(jù)作出了圖乙所示的折射角正弦(sinr)與入射角正弦(sini)的關(guān)系圖象。則下列說(shuō)法正確的是( )圖22該玻璃的折射率n=3該玻璃的折射率n=1.52在由空氣進(jìn)入該玻璃中傳播時(shí)，光波頻率變?yōu)樵瓉?lái)的3在由空氣進(jìn)入該玻璃中傳播時(shí)，光波波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍【參考答案】B【名師解析】 由折射定律〃=需可知折射角正弦(sinr)與入射角正弦(sini)的關(guān)系圖象的斜率的倒數(shù)表示3折射率，所以n=2=1.5，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；在由空氣進(jìn)入該玻璃中傳播時(shí)，光波的頻率不變，光2波波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的3,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。6.(10分)一同學(xué)在水平桌面上鋪放一張白紙，將一橫截面是直角三角形的玻璃磚平放在白紙上，并用鉛筆將其邊緣畫(huà)在白紙上，得到如圖所示的直角三角形ABC，在白紙上作一垂直BC邊的直線，在該直線上豎直插上P］、P2兩顆大頭針，然后從玻璃磚的另一個(gè)面透過(guò)玻璃磚觀察P］、P2的像，在白紙上豎直插上P3、P4兩顆大頭針，使P3擋住P「P2的像，P4擋住P3及P「P2的像，大頭針的位置如圖所示.

(i)作出該光束完整的光路圖;(i)作出該光束完整的光路圖;(ii)測(cè)得出射光線與AB邊的夾角為0(0為銳角)，測(cè)出直角三角形頂角A的角度為弘求該玻璃磚的折射率n.【