专题14.7 实验十五　测定玻璃的折射率（讲）

一、实验题

1. 难度：困难

某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．

①此玻璃的折射率计算式为=_____(用图中的、表示)；

②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_____(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．

2. 难度：中等

用三棱镜做“测定玻璃的折射率”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和P₁、P₂的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图10所示．

（1）在本题的图上画出所需的光路________．

（2）为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_____、_____，并在图上标出它们．

（3）计算折射率的公式是n=___________________．

3. 难度：简单

在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图1所示。

图1                 图2                图3

（1）在图2中画出完整的光路图；

（2）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=________（保留3位有效数字）。

（3）为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图所示。图3中P₁和P₂是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P₃和________（填“A”或“B”）。

4. 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①、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．

(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________．

二、单选题

5. 难度：中等

如图，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下说法正确的是（    ）

(1)及之间的距离适当大些，可以提高准确度

(2)及之间的距离取得小些，可以提高准确度

(3)入射角尽量大些，可以提高准确度

(4)入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行

(5)的间距、入射角的大小均与实验的准确度无关

A.(1)(3)

B.(2)(4)

C.(3)(5)

D.(1)(4)

三、实验题

6. 难度：简单

某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P₁、P₂与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P₁、P₂的像，且P₂的像挡住P₁的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出________________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n＝____________.

7. 难度：简单

学校开展研究性学习，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，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、P₄两位置______处所对应的折射率值大．

（3）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为______．

8. 难度：简单

.小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验(如图所示)，他进行的主要步骤是：

A．用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d

B．先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC

C．将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置

D．调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A点距离x₁，右侧亮点到A点的距离x₂.则：

(1)小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n＝________.

(2)关于上述实验以下说法正确的是________．

A．在∠BOC的范围内，改变入射光PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点

B．左侧亮点到A点的距离x₁一定小于右侧亮点到A点的距离x₂

C．左侧亮点到A点的距离x₁一定大于右侧亮点到A点的距离x₂

D．要使左侧亮点到A点的距离x₁增大，应减小入射角