2012届人教版高三物理测定玻璃折射率专项训练

一、选择题

1. 难度：中等

．在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面

aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图实－1－8①、②和③所示，其中甲、丙两

同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均

以aa′、bb′为界面画光路图．

图实－1－8

(1)甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．

(2)乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．

(3)丙同学测得的折射率与真实值相比________．

【解析】：用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率

减小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时，

无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变．

2. 难度：中等

在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下：

①用图钉将记录光路的白纸固定在平板上；

②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上；

③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′；

④在aa′上选择一点O，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角θ₁

分别为0°、30°、45°的入射光线；

⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线，观察时着重看大头针针帽是否

在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相

交，量出各个折射角θ₂；

⑥按公式分别计算，取三个值的算术平均值．

(1)以上步骤中有错误或不妥之处的是________；

(2)应改正为_____________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

【解析】：(1)有错误或不妥之处的是③④⑤.

(2)③中应先画出一条直线，把玻璃砖的一边与其重合，再使直尺与玻璃砖的界面对

齐，移开玻璃砖后再画边界线；④中入射角要取0°以外的三组数据；⑤中大头针要

竖直插牢，观察时看针脚是否在同一条直线上．

 

3. 难度：中等

一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银

的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃的折射率．给

定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P₁、P₂、P₃、P₄)、

带有刻度的直角三角板、量角器．

实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的

表面与纸面垂直．在纸上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表

示另一表面，如图实－1－9所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P₁、P₂(位置

如图)．用P₁、P₂的连线表示入射光线．

(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P₃、P_4?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(试在图实－1－9中标出P₃、P₄的位置)

(2)然后移去玻璃砖与大头针．试在图实－1－9中通过作图的方法标出光线从空气到

玻璃中的入射角θ₁与折射角θ₂.简要写出作图步骤．

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(3)写出用θ₁、θ₂表示的折射率公式为n＝________.

【解析】：(1)在bb′一侧观察P₁、P₂(经bb′折射、aa′反射，再经bb′折射后)的像，

在适当的位置插上P₃，使得P₃与P₁、P₂的像在一条直线上，即让P₃挡住P₁、P₂的

像；再插上P₄，让它挡住P₂及P₁的像和P₃.P₃、P₄的位置如图所示．

(2)①过P₁、P₂作直线与bb′交于O；

②过P₃、P₄作直线与bb′交于O′；

③利用刻度尺找到OO′的中点M；

④过O点作bb′的垂线CD，过M点作bb′的垂线与aa′相交于N，如图所示，

连接ON；

⑤∠P₁OD＝θ₁，∠CON＝θ₂.

(3)由折射率的定义可得n＝.

4. 难度：中等

(2010·南京模拟)如图实－1－10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，沿着P₄、P₃的方向看不到大头针的像．其

原因是_________________________________________________________________．

图实－1－10

【解析】：由图可知，当光由空气进入玻璃时，入射角θ₁＝60°，折射角θ₂＝30°.所以n

＝＝≈1.73.

当光由玻璃射入空气时，若θ₁≥C，则发生全反射，而sinC＝＝，当针插在

P₁′P₂′时，入射角θ₁＝60°＞C，已发生全反射．

5. 难度：中等

如图实－1－11所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射

  率，请填写下述实验步骤中的空白．

(1)用__________测出广口瓶瓶口内径d.

(2)在瓶内装满水．

(3)将刻度尺沿瓶口边缘________插入水中．

(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0

刻度(即图中A点)，同时看到水面上B点刻度的像B′恰与A点的

像相重合．

(5)若水面恰与直尺的C点相平，读出________和

________________________________________________________________________

的长度．

(6)由题中所给条件，可以计算水的折射率为n＝

________________________________________________________________________.

【解析】：本题为测材料折射率的变式题，运用光的反射和折射所成虚像的重合，巧妙

地求出材料的折射率．由光路图知：sinθ₁＝　sinθ₂＝.结论便不

难得出．