鲁科选择性42科学测量玻璃的折射率课时练.docx

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1、2021-2022学年鲁科版2021）选择性必修第一册4.2科学测量：玻璃的折射率课时练解析版1 .在用插针法测定梯形玻璃砖的折射率的实验中，某同学在纸上画出的界面妆、仍与 玻璃砖位置的关系如下图，光从射入玻璃砖，从仍射出，该同学其他实验操作均正 确，且均以四、4/为界面画光路图，该同学测得的折射率与真实值相比）A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定2 .在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如下图，对实验中 的一些具体问题，以下说法正确的选项是（）A.假设、鸟的距离较大时，通过玻璃砖会看不到耳、尸2的像B.实验中为方便操作可用玻璃砖代替尺子画线C.为了减小作图误差，乙和勺的距

2、离应适当大一些D.为减小测量误差，、鸟连线与玻璃砖界面法线的夹角越大越好3 .某同学测定玻璃砖的折射率。如下图，半圆形玻璃砖的直径边界为EG半圆弧边界为EDF, C。垂直石尸并过圆心。某次实验中，他沿OA画一条直线，并在线上 适当位置竖直插上两枚大头针P、P2；放上玻璃砖后，在另一侧寻找适宜位置竖直插上 大头针23,使P3挡住P、P2的像，移走玻璃砖和大头针，沿。、P3做直线。8,直线 QB可看成沿OA入射的光透过玻璃砖后的折射光线。以下选项正确的选项是）A.找折射光线时，应该在玻璃另一侧插两枚大头针P3、尸4,不能只插一枚大头针P3 B.当NAOC太大时，在玻璃砖的另一侧将看不到P、P2的像

3、C.光在玻璃中和空气中的传播速度之比为出sin A AO CD.该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以。为圆心逆时针转过一小角度，由此测 得玻璃砖的折射率将偏大4 .某同学在测玻璃折射率时，把玻璃砖一边与对齐，但另一条边防面得明显过宽, 其它操作符合要求，由此引起的误差及测量结果正确表述是（）b卜A.折射角偏大，折射率比真实值小B.折射角偏小，折射率比真实值大C.折射角偏大，折射率比真实值大因此玻璃的折射率为因此只需测量L和3即可。(2) 3如图同学测定折射率时，作出的折射光线如图中蓝线所示，黑线表示实际光线,可见折射角增大，那么由折射定律 可知，折射率将偏小;八 十ED10. BD 丙一 F

4、G【详(1) 1此后正确的操作步骤是：插上大头针尸3,使P3挡住P、尸2的像；插上大头针P4,使挡住R、P2的像和。3, B、D正确。(2) 2能够仅通过测量E。、/G的长度便可正确计算出折射率的是图丙。根据折射定律11. BCD AD BD【详解】(1) 1用插针法测量折射率，在实验中需要确定界面、入射角和折射角，所以需要的器材有：玻璃砖一块，大头针四枚，白纸一张，直尺一把，还需要图钉和三角板，A错误，BCD 正确。应选BCDo(2) 2 A.入射角不宜太小，否那么很难确定折射角，A正确；B.为了测量的准确性，不一定要用平行玻璃砖来测量，B错误；C.确定玻璃砖界面时，不能用玻璃砖的面画界面，

5、这样会损坏玻璃砖的面，C错误;D.为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次实验，D正确。应选ADo(3) 3设入射角为折射角为由几何关系可得又因为故折射率为P412. 适当大一些2才发【详解】(1) 1为了减少误差，距离应适当取大些，这样确定光路时误差较小；(2) 2利用作图文具画出该实验完整的光路图如下图：(3) 3由光路图和几何关系可知光线在AB面上的入射角为30。，折射角为45。，即折射率 为13. 越靠近K,折射率越小，越靠近C,折射率越大；刻度不均匀，靠近。刻度稀疏, 靠近K刻度密集；靠近C读数误差小，靠近K读数误差大【详解】由题意可知，入射角r=ZAOF =30折射角i=Z

6、EOP3=6Q由折射定律可得作AO的延长线交圆周于K,此时入射角与折射角相同，故K处所对应的折射率值应为lo由可知，入射角一不变的情况下，折射角i越大，折射率越大，故越靠近K,折射率越小，越 靠近C折射率越大；与sini成正比，与i不成正比，结合正弦函数的特点可知，刻度不 均匀，靠近。刻度稀疏且误差较小，靠近K刻度密集且误差较大。sina1.431.38-1.44 均可）川根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，让尽可能多的点通过直线，不能过直线的点 对称地分布在直线两侧，根据坐标系内描出的点作出图象如下图 由题中数据可知，入射角的正弦值小于和折射角的正弦值，所以8。为入射光线;根据画出的图线，

7、可求得图线斜率为 那么玻璃砖的折射率D.折射角偏小，折射率比真实值小5 .在测定玻璃的折射率时，实验室提供的是梯形玻璃砖，如下图。以下说法正确的选 项是()A.某小组没有量角器和圆规，仍然可测出玻璃砖的折射率B.光线从上外表入射后，再从下外表射出，可能在下外表发生全反射C.图甲法线画得与界面不垂直，测得的折射率比真实值偏小D.图乙在放置玻璃砖时没有与岫和重合，测得的折射率比真实值偏大6 .某同学在利用“插针法测定一块红色直角三角形玻璃砖的折射率时发现，由于玻璃 的颜色较深，在另一侧很难观测到对侧所插的针。他想到可以用实验室的红色激光器来 完成实验。如下图，他在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确

8、作出了界面MN、MP、 NP,然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面入射。由于激光很强，不能用眼睛直接观测，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确 定激光光路，正确的插针顺序应是()A.耳、鸟、鸟、鸟 B. P4、乙、丹、耳c. 4、6、巴、6 D.乙、吕、6、P2假设与MN垂直，用量角器量得图中的4 =60。，%=30。，那么玻璃的折射率为 ()A.0 B. C.毡 D. B 332假设激光器正常发光，平行木板从玻璃砖NP界面垂直射入玻璃砖，如图虚线箭头所 示。该同学发现在一侧始终找不到出射光线，那么原因是;该同学在一侧没有找到出射光线，但在一侧找到了出射光线，他依然用被激光照亮的针

9、确定了激光在一侧的出射光线和NP一侧的入射光线，那么测量后他计算出玻璃的折射率。(填“能或“不能)7 .某同学用插针法测定一长方体玻璃砖的折射率。操作步骤如下：在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P、P2；在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使Pi的像被尸2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧 插两枚大头针P3和。4,使P3挡住P1和P2的像，尸4挡住尸3和尸1、P2的像；用铅笔环绕玻璃砖画出边界和bbf；取下玻璃砖、大头针，在白纸上描出光线的径迹，量出入射角i和折射角匕计算出 折射率；改变入射角，重复上述过程，求出多组折射率并取其平均值。（1）以上步骤中有错误或不妥之处的是（填步骤前序号

10、）；2）为了减小实验误差，实验时应注意的是oA.入射角应尽量小些8 .玻璃砖的宽度宜小一些C.大头针应垂直的插在纸面上D.大头针针外、P2及针。3、之间的距离应适当大些3）该同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图 甲所示，那么他测得折射率 （选填“偏大、“偏小或“不变）。4）假设该同学没有量角器，在完成光路图后，以。点为圆心画圆，分别交线段0A 于A点，交。0,连线延长线于8点，如图乙所示，请利用毫米刻度尺测量相关距离，并 计算得出玻璃的折射率“保存两位有效数字）。8.如图甲所示，某小组做“测定玻璃的折射率实验，所用器材有：木板、玻璃砖、大 头针、刻度尺、量角器、笔、白

11、纸。1）关于该实验的操作，以下说法正确的选项是oA.在确定玻璃豉上下边界时，应用铅笔紧贴玻璃砖上下边缘画出。优，仍8 .在确定入、04位置时，二者距离应适当远一些，以减小误差C.在确定P3、位置时，应使P3挡住a、P2的像，夕4挡住P3以及外、P2的像D.入射光线A0与法线夹角过大时，在玻璃砖另一侧有可能看不到a、P2的像，导致 实验无法完成2）如图乙所示，过2、尸4作直线交助于O,过。作垂直于劭的直线NN,连接 00。用量角器测量图乙中角Q和夕的大小，那么玻璃的折射率=。3）该小组同学虽测出了入射角和折射角，但苦于无法得知非特殊角的正弦值，不能 准确算出折射率，他们及时调整实验方案，利用实验

12、室提供的圆规，以入射点。为圆 心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过8点作法线NN的垂线， 垂足分别为C、D点,如图丙所示，那么玻璃的折射率域 用图中线段的字母 表示）。9 .如下图，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面 插大头针B、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心0,在玻璃成（图中实线局部） 另一侧垂直纸面插大头针R,使P3挡住P、P2的像，连接0P3,图中为分界线， 虚线半圆与玻璃砖对称，B、。分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB. CO均垂 直于法线并分别交法线于A、。点。（1）设A8的长度为L, A。的长度为心，CO的长度为上，。为的长度

13、为以，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量,那么玻璃砖的折射率可表示为另外一同学在用插针法测定矩形玻璃砖的折射率的实验中，在纸上画出的界面协与玻璃砖位置的关系如下图，他们的其他操作均正确，且均以。优、仍，为界面画光路图，测得的折射率与真实值相比填“偏大“偏小或“不变）。10 .如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角 形A3C的三棱镜，并确定A3和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并 在线上竖直插上两枚大头针Pi和P2,再从棱镜的右侧观察P和尸2的像。1）此后正确的操作步骤是oA.插上大头针。3,使尸3挡住尸2的像B.插上大头针尸3,使P3

14、挡住P、P2的像C.插上大头针P4,使R挡住P3的像D.插上大头针尸4,使尸4挡住尸1、尸2的像和P32）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针03、24的位置图中已标出）。为测量 该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路图和假设干条辅助 线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量中、尸G的长度便可正确计算出折射率的是图（填“乙或“丙），所测玻璃折射率的表达式=（用代表线段长度 的字母承人/G表示）。11.在“测定玻璃的折射率实验中，（1）以下给出的实验器材中，本实验需要用到的有2）实验中，以下做法正确的选项是 （填选项前的字母）。A.入射角不宜太小B.为了测量的准确性，必须选用平行玻

15、璃砖来测量C.在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面D.为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次实验3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点。为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、8点作法线NV的垂线，垂足分别为C、。点，如下图，那么玻璃的折射率 =O （用图中线段的字母表示） 12.小莹在做“测定玻璃折射率实验时，在水平桌面上铺放一张白纸，将一横截面是 直角三角形的玻璃砖平放在白纸上，并用铅笔将其边缘画在白纸上，得到如下图的直角 三角形A3G在白纸上作一条垂直于3。边的直线，在该直线上插上耳、E两颗大头针, 然后从玻璃砖的另

16、一个面透过玻璃砖观察4、g的像，在白纸上垂直木板插上巴、巴两颗大头针；使8挡住4、丹的像，舄挡住鸟及4、丹的像，大头针的位置如下图。1）插针时，4、6;巴、4的距离选填“适当大一些“适当小一些无任何 要求）；2）利用作图文具画出该实验完整的光路图；3）测得出射光线与A5边的夹角为45。，三角形顶角A的角度为30。，那么该玻璃砖 的折射率为 O13 .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，如下图。在一圆盘上，过其圆心。作两条互相垂直的直径3C EF. 在半径04上，垂直盘面插下两枚大头针外、P2,并保持P、P2位置不变，每次测量 时让圆盘的下半

17、局部竖直进入液体中，而且总使得液面与直径相平，Eb作为界面 的法线，而后在图中右上方区域观察P、尸2的像，并在圆周上插上大头针尸3,使P3正 好挡住P、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC局部刻好了折射率的值，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，那么：假设NAOb=30。，0P3与0C的夹角为30。，那么P3处所对应的折射率的值为； 作A。的延长线交圆周于K, K处所对应的折射率值应为你认为圆周KC局部折射率刻度有什么特点？14 .该实验小组在实验室利用相关器材，又研究了光的折射现象。如下图，。是圆心， 例N是界面，E尸是法线，AO.30分别表示某次测量时光线在空气和

18、半圆形玻璃砖中的 传播路径。现测得多组入射角。和折射角从 换算出数值，如下表所示：请根据图表数据，利用图像进行数据处理，做出sina-sin4图像；）序号12345sintxsin/?由原题给出条件可知，入射光线为 （填”。或者“50）；根据画出的图线，可求得玻璃砖的折射率=（保存三位有效数字。参考答案1. B【详解】以仍为界面画光路图，会使得折射角增大，由折射定律可知，折射率将偏小，故该同学测得的折射率与真实值相比偏小。应选B。2. C【详解】A.根据光路可逆可知，光线一定会从下外表射出，折射光线不会在玻璃砖的内外表发生全 反射反射，那么即使4、2的距离较大时，通过玻璃砖仍可以看到4、鸟的像

19、，故a错误;B.光在玻璃砖界面上会发生折射，实验中不能用玻璃砖代替尺子画线，故B错误；C.折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针之间的距离太小，引起的角 度会较大，所以为了减小作图误差，8和2的距离应适当大一些，故C正确；D.为减小测量误差，入射角应当要尽量大一些，这样折射角也会大一些，折射现象更明显, 角度的相对误差会减小，但如果入射角太大，那么反射光过强，折射光太弱，不宜观察，故 D错误。应选C。3. C【详解】A.找折射光线时，只插一枚大头针P3,也可以完成实验，故A错误；B.光由空气射入玻璃不会发生全发射，故B错误；C.光在玻璃中和空气中的传播速度之比为故C正确；D.该同

20、学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以。为圆心逆时针转过一小角度，折射光线将 逆时针转动，而作图时仍以取为边界，CD为法线，那么入射角不变，折射角变大，由折 射率公式律可知，测得玻璃砖的折射率将偏小。故D错误。应选C。4. A【详解】如下图实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况测得的入 射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，根据因此测得的折射率偏小。应选Ao5. AC【详解】A.在入射光线和折射光线上取两个离入射点较远的点，画法线的垂线，用刻度尺测出入射 角和折射角的对边和斜边的长度，求出入射角和折射角的正弦值，再根据折射定律求出折射 率。故A正确；B.

21、由于上、下外表平行，光线从上外表入射后，再从下外表射出，入射角等于出射角且小 于90,所以不可能在下外表发生全反射，故B错误；C.测得的入射角i和折射角7都偏大，而且增大相同的角度.根据折射定律运用特殊值法分析：假设假设法线与界面垂直时，入射角为i = 45,折射角为7 = 30,那么 折射率为假设法线与界面不垂直时，入射角与折射角都增大15,那么折射率为可见，甲的测量值将偏小。故C正确；D.出现如图乙所示的偏差时测量的入射角i和折射角7都增大，而且增大相同的角度。与 图甲情况恰好相同，故测量值将偏小，故D错误。应选ACo6. B A激光在MP界面上发生了全反射能【详解】四根针应该先插光路后面

22、的针，否那么光被挡住，后面的针无法确定位置，故正确的 插针顺序应是。4、尸3、尸2、Pl.应选B。在界面上，光的入射角为上30。，折射角为片60。，那么玻璃的折射率为 应选A.4假设激光器正常发光，该同学发现在一侧始终找不到出射光线，由于是从光密 介质到光疏介质，那么可能是激光在界面上发生了全反射；入射光线与相垂直，在 M尸一侧没有找到出射光线，说明光线在上发生了全反射，根据几何关系可以求出光线 在NP面上的入射，由插针得出折射角，从而由折射率公式可以计算出折射率。7. CD 偏小 1.65 (1.6-1.7)【详解】(1)川应该是在玻璃两侧分别描两个点，然后移开玻璃，接着分别过两点作出边界Q

23、优和仍2A.为了减小实验误差，入射角应适当大些。故A错误；8. 为了减小实验误差，玻璃砖的宽度应适当宽一些。故B错误；C.为了使大头针挡住前面大头针的象。大头针应垂直的插在纸面上。故C正确；D.为了减小实验误差，大头针针a、P2及针尸3、2之间的距离应适当大些。故D正确。应选CDo3界面间距画得比玻璃砖宽度大些，导致折射角偏大，那么导致折射率偏小。4用刻度尺测得A点到直径虚线的距离为/ = 1.65cm , B点到直径虚线的距离为r = 1.00cm o设。点入射角为4,折射角为,那么玻璃的折射率为8. 生 sin a BD【详解】m iA.不能在白纸上用铅笔紧靠玻璃砖画出玻璃砖界面和4/,这样会污染和磨损 玻璃砖，A错误；B.折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度 会较大，故外、P2及。3、之间的距离适当大些，可以提高准确度，B正确；C.在确定凸、尸4位置时，应使尸3挡住尸1、P2的像，尸4挡住尸3以及P、P2的像，C正确;D.由儿何知识可知，光线在上外表的折射角等于下外表的入射角，根据光路可逆性原理可 知，光线一定会从下外表射出，折射光线不会在玻璃砖的内外表发生全反射，D错误。应选BCo(2) 2根据折射定律，那么得该玻璃砖的折射率为3因为那么该玻璃砖的折射率为L9. L和乙3 二不偏小【详解】由几何关系，可得