备考2018年高考物理一轮基础复习：专题57 测定玻璃的折射率_试卷库

备考2018年高考物理一轮基础复习：专题57 测定玻璃的折射率

年级：高考学科：物理类型：来源：91题库

一、单选题（共1小题）

1、用插针法做“测定玻璃的折射率”的实验时：

①甲同学在纸上正确画出矩形玻璃砖的两个分界面ab和cd，因不慎碰动了玻璃砖，使它向ab方向平移了一点，如图甲所示，以后的操作都正确无误，但在画光路图时仍以ab和cd为分界面，则测得的折射率n的值将不受影响．

②乙同学为了避免笔尖触划玻璃面，画出的a′b′和c′d′都比实际的分界面向外侧平移了一些，如图乙所示，后来的操作都正确，但在画光路图时仍以a′b′和c′d′为分界面，则测得的折射率n的值将偏小．

③丙同学的操作和所画的光路图都正确无误，但所用玻璃砖的两个折射界面并不平行，如图丙所示，则测得的折射率n的值将偏大．

上述说法中正确的是：

A . ①和② B . ①和③ C . ②和③ D . ③

二、填空题（共2小题）

1、如图所示，在测定玻璃的折射率的过程中，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B把A档住．如果在眼睛这一侧再插第三个大头针C，应使它把档住，插第四个大头针D，使它把档住，那么后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线．

为了减小实验误差，应该注意的是．

A ．A、B及C、D之间的距离应适当大些可以提高准确度

B ．A、B及C、D之间的距离应取得小些可以提高准确度

C ．入射角θ₁适当大些可以提高准确度

D ．入射角太大，折射光线将会在玻璃的内表面发生全反射，使实验无法进行

E ．A、B间的距离、入射角的大小均与实验的准确度无关．

2、用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，把P₁、P₂连线与玻璃砖表面垂线的夹角作为角，这个角过小会，过大会使从bb′面看不到P₁、P₂的；若已确定了P₁、P₂的位置，欲确定P₃的位置，应在观察时使P₃

甲同学做实验时所画的MN线（入射界面）虽与玻璃ab面重合，但PQ线却略向外平移，乙同学之间距离虽等于，但实验时玻璃砖的都相对平移了一些．取走玻璃砖后，他们分别按MN、PQ及画图求折射率，那么，甲测出的折射率将，乙测出的折射率将（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

三、实验探究题（共10小题）

1、用“插针法”测一块两面不平行的玻璃砖的折射率．

(1)下列操作应该在将玻璃砖放在白纸上之前完成的有． (1)

A . 在白纸上画一条直线代表空气与玻璃的一个界面 B . 在白纸上画两条直线代表空气与玻璃的两个界面 C . 画一条线段代表入射光线 D . 画一条线段代表折射光线 E . 画一条线段代表光线透过玻璃砖后的传播路径

(2)放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧的合适位置插上两枚大头针P₁和P₂ ，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P₂挡住P₁的像；接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针P₃ ， P₄ ，使挡住的像，挡住的像．P₁、P₂、P₃、P₄在纸上的位置如图所示，虚线代表玻璃砖的四个面．

①在图上将实验所需的图补充完整；

②测量工具是量角器，为了测出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量是，

③计算折射率的公式n= ．（要求用②中测得的物理量表示）

2、在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，

(1)某同学由于没有量角器，在完成了光路以后，他以O点为圆心、10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交OO′连线延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于点B，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图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= ．

(2)如图2所示，一半圆形玻璃砖外面插上P₁、P₂、P₃、P₄四枚大头针时，P₃、P₄恰可挡住P₁、P₂所成的像，则该玻璃砖的折射率n= ．有一同学把大头针插在P₁′和P₂′位置时，在P₃、P₄一侧怎么也看不到大头针的像，其原因是．

3、在“测定玻璃的折射率”的实验中，选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖，用“插针法”测定某种玻璃的折射率．

(1)实验时在直线AO上竖直插上两枚大头针P₁、P₂ ，透过玻璃砖观察大头针P₁、P₂的像，调整视线方向，直到P₂档住P₁的像．再在观察的这一侧插大头针P₃ ，应使它把档住，插大头针P₄ ，应使它把档住，那么后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线．

(2)实验中为了减少误差，下列意见正确的是 (2)

A . 为了减少误差，P₁和P₂、P₃和P₄的距离应适当取大些 B . 为了减少误差，P₁、P₂的连线与NNˊ的夹角越大越好

(3)某同学在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OOˊ交于D点，过C、D两点分别向NNˊ作垂线，交NNˊ于Cˊ、Dˊ，所以折射率n= ．（用图示中的线段表示）

(4)根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图3所示．当光线是由空气射入玻璃砖时，则θ₁和θ₂中为入射角的是；从图线可知玻璃砖的折射率是；该种玻璃全反射的临界角是．

4、某同学在利用“插针法”测定一块红色直角三角形玻璃砖的折射率时发现，由于玻璃的颜色较深，在另一侧很难观测到对侧所插的针．他想到可以用实验室的红色激光器来完成实验．如图所示，他在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面MN、MP、NP，然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面MN入射．

(1)由于激光很强，不能用眼睛直接观测，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，正确的插针顺序应是 (1)

A . P₁、P₂、P₃、P₄ B . P₄、P₃、P₂、P₁ C . P₁、P₃、P₂、P₄ D . P₄、P₂、P₃、P₁

(2)若P₁P₂与MN垂直，用量角器量得图中的θ₁=30°，θ₂=45°，则玻璃的折射率约为 (2)

A . 1.41 B . 1.73 C . 1.22 D . 1.58

(3)若激光器正常发光，该同学发现在MP一侧始终找不到出射光线，则可能的原因是．

(4)若该同学在MP一侧没有找到出射光线，但在NP一侧找到了出射光线，并用“插针法”确定了激光在MN一侧的入射光线和NP一侧的出射光线，如果入射光线与MN相垂直，则测量后他计算出玻璃的折射率（填“能”或“不能”）．

5、如图所示，在做《测定玻璃砖的折射率》的实验时，提供的实验器材是：两对面平行的玻璃砖一块，大头针四枚，白纸一张，直尺一把．

部分实验操作步骤如下：

①先在白纸上画出一条直线EE′，代表两种介质的分界面；再画出一直线段AB代表入射光线；然后画出分界面上B点处的法线．

②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与EE’对齐，然后用笔沿着玻璃砖的面画出直线FF’．

③在直线AB上竖直地插上两枚大头针G₁、G₂ ，然后透过玻璃砖观察大头针G₁、G₂的像，调整视线方向，直到G₁的像被G₂挡住．

④再在观察的这一侧竖直地插上两枚大头针G₃、G₄ ，用G₃挡住G₁和G₂的像，用G₄挡住G₃以及G₁、G₂的像．

⑤移去大头针和玻璃砖，过G₃、G₄的插点画直线CD，与FF’相交于C点，画出直线BC．

(1)还缺少的器材是．

(2)上述操作中有一处错误，这个错误出现在步骤中．（填写步骤序号）

(3)某同学在用“插针法”测定一块矩形玻璃砖的折射率时，在纸上画出的界面aa'和bb'与玻璃砖的位置关系如图所示，他的其他操作均正确，则他测得的折射率与真实值相比．（填“偏大”或“偏小”）

6、甲、乙两同学分别用不同的方法测定一半圆柱形玻璃砖的折射率．

(1)甲同学先在白纸上作一互相垂直的直线MN和QO交点为O，再以O为圆心画一与玻璃砖相同的半圆，将玻璃砖平放在白纸上，使其与所画的半圆重合，在玻璃砖外的PO上插两枚大头针P₁和P₂ ，在另一侧先后插两枚大头针P₃和P₄ ，使从另一侧隔着玻璃砖观察时，大头针P₄、P₃和P₂、P₁的像恰在一直线上，移去玻璃砖和大头针后，在白纸上得到图甲所示的图．

①在图中画出沿P₁、P₂连线方向的入射光线通过玻璃砖以及射出玻璃砖后的传播方向；标出入射角θ₁和折射角θ₂；

②写出计算玻璃折射率的表达式．

(2)乙同学则是在QO上插上两根大头针P₁和P₂ ，然后缓慢让玻璃砖绕O点顺时针转动，并且在直径AB这一侧不断观察，当玻璃砖转动到一定的位置时突然发现在这一侧任何位置都看不到P₁和P₂的像．记下这时玻璃砖的位置如图乙所示．然后移去玻璃砖，问：

①需要测出的物理量及符号；

②计算折射率的表达式．

7、在测定玻璃的折射率实验中，由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够，部分同学需改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”的实验，实验步骤如下：

a．如图所示，先在一张白纸上作相互垂直的直线ab、a′b′作为三棱镜的两个界面，并在直线上标出点O；

b．标出P₃、P₄位置；

c．将三棱镜放在白纸上，使短边跟ab对齐，长边跟a′b′对齐；

d．在长边a′b′的外侧透过三棱镜观察大头针P₁、P₂的像，调整视线方向，直到P₁的像完全被P₂挡柱；

e．在观察的这一侧插两枚大头针P₃、P₄ ，使P₃挡住P₁、P₂的像，P₄挡住P₁、P₂的像和P₃；

f．在O点作一垂直ab的线段AO，在AO上垂直地插两枚大头针P₁、P₂；

g．移去三棱镜和大头针，连接P₃P₄ ，交a′b′于O′，过O′点作与a′b′垂直的直线MN；

h．作光路图，计算折射率n．

(1)正确的实验步骤顺序为

(2)根据题图中所给数据求出该玻璃的折射率n= ．

8、在课外探究活动中，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器．如图所示，在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P₁、P₂并保持P₁、P₂位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P₁、P₂的像，并在圆周上插上大头针P₃ ，使P₃正好挡住P₁、P₂的像．同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P₃所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：

(1)若∠AOF=30°，OP₃与OC的夹角为30°，则P₃处所对应的折射率的值为；

(2)图中P₃处所对应的折射率（填“大于”或“小于”）P₄位置所对应的折射率；

(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为．

9、如图甲，长方形玻璃砖的上下表面是磨砂面，前侧面是光学面，后侧面是镀银面，前后面间的距离为d，现用圆规和直尺测定其折射率，主要操作如下（俯视图如图乙）

A．在木板上固定一张白纸，在白纸上画一条直线ab，并在适当位置作ab的垂线ON

B．利用圆规和直尺作∠aON角平分线AO

C．在AO上的适当位置竖直固定两枚大头针P₁、P₂

D．放上玻璃砖，使光学面的底线与ab重合

E．通过光学面观察P₁、P₂经镀银面成的像，并在视线上插一枚大头针P₃ ，使P₃挡在P₁、P₂的像；再插一枚大头针P₄ ，使P₄挡住P₃及P₁、P₂的像

F．连接P₄P₃并延长与ab相交于O₁ ．

(1)P₄、P₃连线与直线ab的夹角为θ= ．

(2)若测得O、O₁间的距离为l，则该玻璃砖的折射率可表示为n= ．

(3)若操作中玻璃砖的实际位置没有与ab重合，而位于ab的后方（图中的虚线处），则测得的折射率比真实值（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

10、在“用插针法测玻璃砖折射率“的实验中，玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行，aa′边与bb′边不平行．某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′，如图所示．

(1)实验时，先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P₁和P₂以确定入射光线AO．接着，眼睛在玻璃砖的（选填“同一侧”、“另一侧”）观察所插的两枚大头针P₁和P₂ ，同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线．

(2)实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上？（填“是”或“否”）

(3)下列操作可以减小实验误差的是（填字母代号）

(3)

A . 适当增大大头针P₁、P₂的间距 B . 选择玻璃砖相互平行的ab、a′b′边来测量 C . 选用尽可能细的笔画线 D . 使AO的入射角接近于90°．