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高三光学实验复习—测玻璃的折射率习题选编(包含答案)

实验:测玻璃的折射率复习题选1、如图所示,某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb',O为直线AO与aa'的交点,在直线OA上竖直地插上P l、P2两枚大头针。

下面关于该实验的说法正确的是()A.插上大头针P3,使P3挡住P2和P l的像B.插上大头针P4,使P4挡住P3、P2和P l的像C.为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当大些D.为减小测量误差,P l、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好E.若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖,仍可用此方法测玻璃的折射率【答案】ABCE2、如图所示,插针法“测定平行玻璃砖折射率”的实验中,P1、P2、P3、P4为所插的针,θ1为入射角,θ2为折射角。

下列说法正确的是()A.θ1过小会导致θ2不易准确测量B.θ1过大会导致P1、P2的像模糊C.P1与P2,P3与P4间的距离适当小些D.P3、P4的连线与P1、P2的连线不一定平行【答案】AB3、①“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好平行玻璃砖,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,P1和P2,用“+”表示大头灯的位置,然后在另一侧透过玻璃窗观察,并依次插入大头针P3和P4,在插P3和P4时,应使__________________。

图1 图2②某同学实验中作出光路图如图2所示,在入射光线上任取一点A,过A点做法线的垂线,B点是垂线与法线的交点.O点是入射光线与aa’界面的焦点,C点是出射光线与bb’界面的交点,D点为法线与bb’界面的交点。

则实验所用玻璃的折射率n=________(用图中线段表示)。

【答案】①P3挡住P1、 P2的像, P4挡住P3和P1、 P2的像;②AB OC nOA OD =⋅4、某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸。

①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是______。

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O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN'的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,则玻璃的折射率n=______。

(用图中线段的字母表示)【答案】①AD ②D ③AC BD5、(1)几位同学做“用插针法测定玻璃折射率”实验,图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面.几位同学进行了如下操作:A.甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行,其他操作正确B.乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′和bb′后,将玻璃砖向aa′方向平移了少许,其他操作正确C .丙同学在白纸上画aa ′、bb ′两界面时,其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些,其他操作正确 上述几位同学的操作,对玻璃折射率的测定结果没有影响的是________(填写选项前的字母)。

(2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中,已确定好入射方向AO ,插了两枚大头针P 1和P 2,如图所示(①②③是三条直线)。

在以后的操作说法中你认为正确的是________。

A .在bb ′侧调整观察视线,另两枚大头针P 3和P 4可能插在③线上B .保持O 点不动,减小入射角,在bb ′侧调整观察视线,另两枚大头针P 3和P 4可能插在①线上C .保持O 点不动,增大入射角,在bb ′侧调整观察视线,看不清P 1和P 2的像,这可能是光在bb ′侧面发生全反射【答案】AB B6、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,做出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。

(1)此玻璃的折射率计算式为n=__________(用图中的12θθ、表示)(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减少误差,应选用宽度_____(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。

(3)乙同学在画界面时,不小心将两界面aa′、bb′ 间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则他测得的折射率____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”) 【答案】12cos cos n θθ= 大 偏小 7、在“测定玻璃的折射率”实验中:①某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示,请指出其不当之处:______________(写出一点即可)。

②实验中,已画好玻璃砖边界ab、cd后,不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点,如图乙所示,其他操作正确,则测得玻璃的折射率将________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。

【答案】用手触摸光学面,拿玻璃砖当尺子用不变8、在“测玻璃的折射率”实验中:(1)为取得较好的实验效果,下列操作正确的是______。

A.必须选用上下表面平行的玻璃砖;B.选择的入射角应尽量小些;C.大头针应垂直地插在纸面上;D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些。

(2)某同学在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,用圆规以O点为圆心,OA为半径画圆,交OO′延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,如图所示,若他测得AB=7.5cm,CD=5cm,则可求出玻璃的折射率n= _________。

(3)有甲、乙两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所示,其中甲同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖。

他们的其它操作均正确,且均以aa′、bb′为界面画光路图。

则甲、乙两位同学测得的折射率与真实值相比分别是_________和_________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

【答案】CD 1.5 偏小不变9、在用插针法测定矩形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ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示,其中甲同学所画的ab、cd的间距与玻璃砖的宽度相同.他们的其他操作均正确,且均以ab、cd为界面画光路图。

则:甲同学测得的折射率与真实值相比___ ___。

乙同学测得的折射率与真实值相比___ ___。

丙同学测得的折射率与真实值相比____________________________________。

【答案】不变;偏小;可能偏大、可能不变、也可能偏小。

9、(1) 实验室有一梯形玻璃砖,某同学想用“插针法”测定玻璃的折射率。

玻璃砖有4个光学面A、B、C、D,如图所示,其中A、C两面相互平行,实验中该同学对入射面和出射面的认识正确的是______。

A.只能选用A、C两面B.可以选用A、B两面C.不能选用B、D两面(2) 该同学在选用A、C两面进行实验时,正确操作后,做出的光路图及测出的相关角度如图所示。

此玻璃的折射率计算式为n= ___________ (用图中的θ 1、θ 2表示)。

【答案】(1)B (2)12cosncosθθ=10、某同学在测一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时,先在白纸上画一与圆形玻璃同半径的圆,圆心为O,将圆形玻璃平放在白纸上,使其边界与所画的圆重合.在玻璃一侧竖直插两枚大头针和,在另一侧按正确方法再插两枚大头针和,移去大头针和圆形玻璃后,得图如下:(1)从和一侧观察时,、、、应满足的关系为____ ;(2)完成光路图,并标明入射光线、玻璃内传播的光线、出射光线____;(3)用α和β表示出光线从玻璃射入空气时的入射角和折射角,并用它们表示出玻璃的折射率为___。

【答案】3P、4P和1P、2P的像应在一条直线上sinsinnβα=11、关于玻璃折射率测量方法很多,如插针法和全反射法等。

请完成下列两题:(1)在用插针法“测定玻璃的折射率”实验中,已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后,不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点,如图所示,若其他操作正确,则测得的折射率将___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。

(2)用如图所示装置测定玻璃的折射率,在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖,使二者的圆心O重合.现使激光束从玻璃圆弧面一侧入射并垂直直径平面通过圆心O射出玻璃砖,记下入射光束在光具盘上所对应的刻度,以圆心O为轴逆时针缓慢转动光具盘,同时观察直径平面一侧出射光线的变化:出射光线不断向下偏转并越来越暗,直到刚好看不到出射光线为止,并记下这时入射光线在光具盘上位置的刻度。

则光具盘上两次刻度分别到O连线之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的_________,玻璃的折射率表达式为n= _______。

【答案】不变;临界角;1sin nθ=12、某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图所示)。

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P1、P2,为能透过玻璃砖看到P1、P2,应采取的措施是:____________________________________________________________。

【答案】偏大;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)13、如图,画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上,M是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标的原点,直边与x轴重合,OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3 是竖直地插在纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与y轴负方向的夹角,只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测得角α和β,便可求得玻璃的折射率.某学生在用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像。

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