2015届高二物理每课一练：学生实验 测定玻璃的折射率（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

为了使测量结果更精确可以采取的办法是(　　)．

A．多次测量取平均值

B．插针间距适当大些

C．插针间距尽量小些

D．入射角尽量大些

二、简答题

2. 难度：中等

在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，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中①②③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，则这三位同学测得的折射率与真实值相比分别有何变化？

三、实验题

3. 难度：中等

如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图4-2-7乙所示．计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小．

4. 难度：中等

某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P₁和P₂，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P₁的像被P₂的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P₃、P₄，使P₃挡住P₁、P₂的像，使P₄挡住P₃和P₁、P₂的像，在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示．

(1)在图上画出所需的光路．

(2)为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有________(要求在图上标出)．

(3)测出的折射率n＝________.

5. 难度：中等

在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算．根据他们设计的表格所反映的信息，判断他们做的是否正确．

甲同学设计的表格是：

次数	入射角 θ1	sin θ1	折射角 θ2	sin θ2	n	n
1	30°	0.500	20.9°	0.357	1.40	1.40
2	45 °	0.707	30.5°	0.508	1.39
3	60°	0.866	38.0°	0.616	1.41

乙同学设计的表格是：

次数	1	2	3	角平均值	正弦值	n
入射角θ1	30°	45°	60°	45°	0.707	1.42
折射角θ2	20.9°	30.5°	38.0°	28.8°	0.497

(1)上述两位同学做的正确的是________(选填“甲”或“乙”)．

(2)根据你的选择，请利用恰当的图像求出玻璃的折射率.

四、简答题

6. 难度：中等

如图所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA是画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P₁、P₂两枚大头针，如图放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上P₃、P₄大头针.

(1)其中他确定P₃大头针位置的方法应当是：________.

(2)若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示，该同学还用圆规做了一个以O为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)，请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率，写出必要的计算过程．

五、计算题

7. 难度：中等

如图所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图．玻璃砖的入射面AB和射出面CD并不平行，则：

(1)出射光线与入射光线还平行吗？

(2)以入射点O为圆心，以R＝5 cm长度为半径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线OO′的延长线交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，测得＝1.68 cm，＝1.12 cm，该玻璃砖的折射率n是多少？

六、实验题

8. 难度：中等

用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P₁和P₂，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P₁的像被P₂挡住．接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P₃、P₄，使P₃挡住P₁、P₂的像，P₄挡住P₃、P₁和P₂的像，在纸上标出大头针的位置和三棱镜的轮廓如图所示．

(1)在图中画出所需的光路；

(2)为了测出三棱镜玻璃的折射率，需要测量哪些物理量？在图中标出它们；

(3)计算折射率的公式是n＝________.

七、填空题

9. 难度：中等

将直角坐标系和等腰直角棱镜ABO如图所示放置，腰长为16 cm.为了测棱镜的折射率，从OB边D点注视A棱，分别在D、E点插两枚大头针，且A点的像在DE的直线上，取走棱镜延长DE交x轴于C点，若D、C两点的位置坐标分别为(0,12)和(9,0)，由此可求棱镜的折射率为________．