学年高中物理第四章光的折射第节学生实验：测定玻璃的折射率课时作业含解析教科版选修-.doc

第2节 学生实验：测定玻璃的折射率1(多项选择)测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是()A玻璃砖的宽度宜大些B入射角应尽量小些C大头针应垂直的插在纸面上D大头针G1、G2及G3、G4之间的距离应适当大些解析：选ACD玻璃砖的宽度大些，在某一入射角时，折射光线出射时其侧移明显，便于插针和测量，减小误差，A对；而入射角假设尽量小，那么光在玻璃中的折射角更小，增大了测量的相对误差，B错；大头针之间距离适当远些，且垂直的插在纸面上，可使出射光线和折射光线定位准确，从而减小实验误差，C、D对2(多项选择)“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，如下图在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，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P3和P4.在插P3和P4时，应使()AP3只挡住P1的像BP4只挡住P2的像CP3同时挡住P1、P2的像DP4同时挡住P3和P1、P2的像解析：选CD实验中，在插P3时，应同时挡住P1、P2的像；在插P4时，应同时挡住P3和P1、P2的像选项C、D正确3(多项选择)某同学用“插针法做测定玻璃折射率实验时，他的方法和操作步骤都正确无误，但他处理实验记录时，发现玻璃砖的两个光学面aa和bb不平行，如下图，那么()AG1G2与G3G4两条直线平行BG1G2与G3G4两条直线不平行C他测出的折射率偏大D他测出的折射率不受影响解析：选BD光线由aa进入玻璃砖时，由折射定律得n，光线由bb射出玻璃砖时，由折射定律得n.假设aabb，那么有i，进而有r，出射光线OB与入射光线AO平行假设aa和bb不平行，那么有i，进而有r，出射光线OB与入射光线AO不平行，应选项B正确，A错误，在用“插针法测玻璃的折射率时，只要实验方法正确，光路准确无误，结论必定是正确的，它不会受玻璃砖形状的影响，选项D正确，C错误4“测定玻璃的折射率实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它_图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边根据该图可算得玻璃的折射率n_.(计算结果保存两位有效数字)解析：确定出射光线时应使D挡住C和A、B的像，作图如下图，以O为圆心，OO为半径作圆交AB于E点，根据n得n，测量EF和OP长度得n1.8.(1.61.9均正确，方法亦有很多种)答案：挡住C和A、B的像1.85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，如图乙所示计算折射率时，用_(选填“d或“e)点得到的值较小，用_(选填“d或“e)点得到的值误差较小甲乙解析：实验用的光学玻璃砖的光学面不能用手接触，以防止损坏其光学面如下图，连接cd、ce并延长分别交玻璃砖于O1、O2点，并连接OO1、OO2，入射角i相同，折射角OOO2<OOO1，由n得，折射角越大的，求得的折射率越小由图可得，ce与ab近似平行，故用e点得到的误差小答案：光学de6.一块玻璃砖有两个相互平行的外表，其中一个外表是镀银的，光线不能通过此外表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外表与纸面垂直在纸上画出直线aa和bb，aa表示镀银的玻璃外表，bb表示另一外表，如下图，然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如下图)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、P4？试在题图中标出P3、P4的位置(2)然后，移去玻璃砖与大头针试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角1与折射角2.简要写出作图步骤解析：(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P3挡住P1、P2的像；再插上P4，让它挡住P3和P2(或P1)的像，位置如下图(2)过P1、P2作直线与bb交于O；过P3、P4作直线与bb交于O；利用刻度尺找到OO的中点M；过O点作bb的垂线CD，过M点作bb的垂线与aa相交于N，如下图，连接ON；P1OD1，CON2.代入公式n求得折射率答案：见解析7如下图，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G1、G2两枚大头针，如图放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上G3、G4大头针(1)其中他确定G3大头针位置的方法应当是_.(2)假设该同学实验操作标准准确，其记录的情况如下图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解析：(1)透过玻璃砖看，G3大头针挡住G1、G2两枚大头针的像(2)由折射定律可得n1.5.答案：见解析8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G1和G2，然后在棱镜的另一侧观察调整视线使G1的像被G2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针G3、G4，使G3挡住G1、G2的像，G4挡住G3和G1、G2的像，大头针的位置和三棱镜的轮廓如下图(1)在图上画出所需的光路(2)为了测出三棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_、_，在图上标出它们(3)计算折射率的公式是_解析：(1)如下图，画出通过G1、G2的入射光线交AC面于O点，画出通过G3、G4的出射光线交AB于O，那么光线OO就是入射光线G1、G2在三棱镜中的折射光线(2)在所画的图上，标明入射角1和折射角2，并画出虚线局部用量角器测出1和2或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度(3)n，因为sin 1，sin 2，那么n·.答案：(1)见解析(2)入射角1折射角2(或EF和OE、GH和OG)(3)n