2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)考點(diǎn)突破第14章光實(shí)驗(yàn)17測定玻璃的折射率考點(diǎn)2創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提升

考點(diǎn)2創(chuàng)新試驗(yàn)提升(實(shí)力考點(diǎn)·深度研析)試驗(yàn)原理和試驗(yàn)過程的創(chuàng)新1．利用本試驗(yàn)的方法還可以測量其他物質(zhì)的折射率。2．可以利用全反射的方法測物質(zhì)的折射率。?考向1試驗(yàn)方法的遷移應(yīng)用某校開展探討性學(xué)習(xí)，某探討小組依據(jù)光學(xué)學(xué)問，設(shè)計(jì)了一個測液體折射率的儀器。如圖所示，在一個圓盤上，過其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF。在半徑OA上，垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持位置不變。每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，并使液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域視察P1、P2，在圓周EC部分插上P3，使P3擋住P1、P2的像。同學(xué)們通過計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要依據(jù)P3所插的位置，就可以干脆讀出液體折射率的值。(1)若∠AOF＝30°，OP3與OC之間的夾角為30°，則P3處刻的折射率的值為eq\r(3)(1.73也正確)。(2)圖中P3、P4兩處，對應(yīng)折射率大的是P4。(3)作AO的延長線交圓周于K，K處對應(yīng)的折射率為1。[解析](1)由題圖看出，入射角i＝∠AOF＝30°，折射角r＝∠EOP3＝60°，則P3處所對應(yīng)的折射率的值n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)。(2)依據(jù)折射定律n＝eq\f(sinr,sini)，可知P4處對應(yīng)的折射率較大。(3)作AO的延長線交圓周于K，這種狀況下入射角與折射角相等，則知K處所對應(yīng)的折射率的值是1。?考向2試驗(yàn)原理的創(chuàng)新(2024·江蘇淮安市調(diào)研)某同學(xué)用半圓柱玻璃磚做測量玻璃的折射率試驗(yàn)，他的操作步驟如下：A．用毫米刻度尺量出半圓柱玻璃磚的直徑d，算出半徑r＝eq\f(d,2)，然后確定圓心的位置，記在玻璃磚上；B．在白紙上畫一條直線作為入射光線，并在入射光線上插兩枚大頭針P1和P2；C．讓入射光線與玻璃磚的直徑垂直，入射光線經(jīng)過圓心O；D．以圓心O為軸，緩慢逆時針轉(zhuǎn)動玻璃磚，同時調(diào)整視線方向，直到從AB下方恰好看不到P2和P1的像，然后沿半圓柱玻璃磚直徑畫一條直線AB，并作出光路圖，如圖所示。(1)看不到P2和P1的像是因?yàn)榘l(fā)生了全反射；(2)只運(yùn)用毫米刻度尺，還須要測量CD(選填“OD”或“CD”)的長度，記作l；(3)玻璃磚折射率的表達(dá)式n＝eq\f(d,2l)。[解析](1)看不到P2和P1的像是由于光線在AB面上發(fā)生了全反射。(2)(3)只要測出“CD”的長度l，就相當(dāng)于測出了臨界角的正弦值，即sinC＝eq\f(l,r)，而sinC＝eq\f(1,n)，可得折射率n＝eq\f(d,2l)?，F(xiàn)要估測一矩形玻璃磚的折射率n，給定的器材有：待測玻璃磚、白紙、鉛筆、大頭針1枚、直尺、直角三角板。試驗(yàn)時，先將直尺的一端O和另一點(diǎn)M標(biāo)上兩個明顯的標(biāo)記，再將玻璃磚平放在白紙上，沿其兩個長邊在白紙上畫出兩條直線AB、CD，再將直尺正面緊貼玻璃磚的左邊緣放置，使O點(diǎn)與直線CD相交，并在白紙上登記點(diǎn)O、M的位置，如圖所示，然后在右上方通過AB所在界面對左下方視察，調(diào)整視線方向，直到O點(diǎn)的像與M點(diǎn)的像重合，再在AB直線上插上大頭針，使大頭針擋住M、O的像，登記大頭針P點(diǎn)的位置。(1)請?jiān)谠瓐D上作出光路圖；(2)計(jì)算玻璃磚的折射率的表達(dá)式為n＝eq\f(OP,MP)。(用字母P和圖中已知線段字母表示)。[解析](1)調(diào)整視線方向，當(dāng)O點(diǎn)的像和M點(diǎn)的像重合時，從O點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)玻璃磚折射后與從M點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)AB面反射后重合。在AB直線上插上大頭針，使大頭針擋住M、O的像，則大頭針的位置為折射光線射出玻璃磚的點(diǎn)和從M點(diǎn)發(fā)出的光線在AB面上的反射點(diǎn)，如圖所示。