高考物理一轮复习专题56测定玻璃的折射率(练)(含解析)

专题56 测定玻璃的折射率（练）

1．为了测定光在透明的有机玻璃中的传播速度，实验室中可提供的器材有：矩形有机玻璃、秒表、平行光光源、刻度尺、三角板、木板、白纸、大头针若干等．已知真空中的光速是c ＝3．0×108 m/s．

（1）请从上述器材中选出必需的器材来测量光速；

（2）说明测量光速的方法和要测量的量，并给出计算光速的公式．

【答案】见解析

【解析】（1）必需的实验器材有：矩形有机玻璃、刻度尺、三角板、木板、白纸和大头针．（2）用插针法得出光通过有机玻璃条的光路如图所示，具体做法：

【名师点睛】解决本题的关键掌握折射定律的内容．画出光路图是基础

2．如图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9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．

【答案】光学de

【名师点睛】解决本题的关键掌握折射定律的内容．画出光路图是基础。

3．某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）．实验的主要过程如下：

A．把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy，在白纸上画一条线段AO表示入射光线．

B．把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合．

C．用一束平行于纸面的激光从y>0区域沿y轴负方向射向玻璃砖，并沿x轴方向调整玻璃砖的位置，使这束激光从玻璃砖底面射出后，仍沿y轴负方向传播．

D．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2．

E．在坐标系y<0的区域内竖直地插上大头针P3，并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去，P3能同时挡住P1和P2．

F．移开玻璃砖，连接O、P3，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO

线交点为B，与OP3线的交点为C．确定出B点到x轴、y轴的距离分别为x1、y1，C点到x轴、y轴的距离分别为x2、y2．

（1）若实验中该同学没有将玻璃砖的底边aa ′与Ox 轴重合，而是向y >0方向侧移了一些，这将导致所测的玻璃折射率与其真实值相比________．（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）

（2）若实验中该同学在y <0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P 1、P 2，为能透过玻璃砖看到P 1、P 2，应采取的措施是：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________．

【答案】（1）偏大（2）重新画线段AO ；减小AO 与y 轴间的夹角（或逆时针转动玻璃砖，重新画坐标系）

【名师点

睛】解决本题的关键掌握折射定律的内容．画出光路图是基础

1．如图，直径为d 的广口瓶，当瓶内没有液体时，眼睛能看到侧壁上离瓶口处的A 点；当瓶内装满某种透明液体时，若眼的观察位置不变，则能看到离瓶口处的B 点，则此种液体的折射率为_____________．

【答案】21222

2h d h d ++

【解析】由题意知：瓶内装满液体时，从B 点发出的光线经水面折射后其折射光线的反向延长线交侧壁于A 点．设入射角为i ，222sin h d d

i +=，折射角为r ，212sin h d d r +=，则液体折射率21222

2sin sin h d h d i r n ++==． 【名师点睛】解决本题的关键掌握折射定律的内容．画出光路图是基础

2．测定玻璃砖折射率的实验如图所示，在把玻璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好三条直线，它们分别是______________、______________、______________，最后按正确的要求插上大头针P 3、P 4，由P 3、P 4的位置决定了光线的的______________方向，从而确定了折射光线

______________的方向．

【答案】aa′ MM′ A OO′B O′O

【名师点睛】本题考查对用插针法测定玻璃砖折射率原理的理解和方法的掌握程度，基础题．

3．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所使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8所示。

（1）此玻璃的折射率计算式为n =（用图中的θ1、θ2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。利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。实验方法如下：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率。实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等；

（3）某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是，他应该采取的措施是；

（4）为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插枚大头针。（5）请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“×”表示，做出光路图。

为了计算折射率，应该测量的量（在光路图上标出），有： ，计算折射率的公式是 。

【答案】（1 （2）大；（3）光线P 1P 2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆

弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出来；向上移动半圆柱形玻璃砖，使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角；

（4）1枚；（5）光路图如图，光在圆弧面上D 点发生折射，法线为OD 直线，测出入射角i 和

折射角r

（4）因

为垂直入射的光线传播方向不改变，即光线P 1P 2通过半圆柱形玻璃砖的出射点已知，所以为了确定光线P 1P 2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插1枚大头针

（5）光路图如下图，光在圆弧面上D 点发生折射，法线为O D 直线，测出入射角i 和折射角r ，

折射率r

i n sin sin = 【名师点睛】解决本题的关键掌握折射定律的内容．画出光路图是基础

1．【2015·北京·21（1）】“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa '和bb '分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图1所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针1P 和2P ，用“+”表示大头针的位置， 然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针3P 和4P ，在插3P 和4P 时，应使（选填选项前的字母）

A ．3P 只挡住1P 的像

B ．4P 只挡住2P 的像

C ．3P 同时挡住1P 、2P 的像

【答案】C

【解析】在“测定玻璃砖的折射率”实验中，由折射的光路可知插针时应使3P 同时挡住1P 、2P 的像，4P 同时挡住1P 、2P 、3P 的像，故选项C 正确。

【考点定位】测定玻璃的折射率。 【规律总结】动手操作的演示实验和学生实验，注意事项和实验步骤是重点掌握的。