4.1 光的折射（2）测量玻璃砖的折射率 视觉深度 作业19-2022-2023学年高二上学期物理沪科版（2020）选择性必修第一册
10B 物理选修 第四章 光 作业19
第一节 光的折射（2）测量玻璃砖的折射率 视觉深度
班级________姓名________学号________日期________
一、单项选择题（只有一个选项正确）
★如图所示，水面上方一只小鸟正沿水平路线从左向右飞行，水中一定深度处有一条静止的鱼，点O是鱼正上方与小鸟飞行轨迹的交点。则小鸟从左向右水平飞行时（ ）
（A）飞到O点时鸟看到的鱼比实际位置深
（B）飞到O点时鱼看到的鸟比实际高度低
（C）飞向O点过程中鸟看到鱼远离水面下沉
（D）飞离O点过程中鱼看到鸟离水面高度不变
★★如图所示，玻璃砖的上表面
与下表面
平行，一束红光从上表面的
点处射入玻璃砖，从下表面的
点处射出玻璃砖，下列说法正确的是（ ）
（A）红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化
（B）红光进入玻璃砖前后的速度不会发生变化
（C）若增大红光的入射角，则Q点将会往右移动
（D）若紫光与红光都从P点以相同的入射角入射，则紫光将从Q点右侧某处射出玻璃砖
★★一束复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，经折射后分成两束单色光a和b，光路如图所示，下列说法正确的是（ ）
（A）a光的频率大于b光的频率
（B）a光的频率小于b光的频率
（C）在玻璃中a光的传播速度等于b光的传播速度
（D）在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
★★★如图所示，某同学用“插针法”测量两面平行玻璃砖的折射率，他先在纸上紧贴玻璃砖画出参考线
，钉上大头针
、
，然后继续实验。并画出光路图，则下列说法正确的是（ ）
（A）入射角
尽量小一些，可以减小误差
（B）、及
、
之间的距离取的小一些，可以减小误差
（C）若在钉大头针不小心使玻璃板平移到了虚线框位置，则最终测得的折射率偏大
（D）若把
误画在了
，其他操作均正确，则测得的折射率偏小
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★★★如图所示，虚线AD过半径为R的透明球体的球心O，一束单色光从B点由真空射入透明球体后，从C点射出，已知入射光线AB和AO的夹角为
，在B点的入射角为
，出射光线CD和OD的夹角为
，光在真空中的传播速度为c，则单色光在透明球体中的传播时间为（ ）
（A）
（B）
（C）
（D）
二、实验题
- ★某同学用插针法测量某种材料制成的三棱镜的折射率，主要实验步骤如下：
（1）先在木板上铺一张方格纸，方格纸上的小格子均为正方形，将棱镜放在方格纸上，然后画出棱镜的界面，如图所示．在棱镜的一侧插上两枚大头针和，用“•”表示大头针的位置，然后在另一侧透过棱镜观察，并依次插上大头针和，利用相关实验器材测出棱镜的折射率，下列说法正确的有______；
（A）只需挡住的像
（B）挡住的同时，还要挡住和的像
（C）该实验除刻度尺外，还必须使用量角器
（D）该实验仅需使用刻度尺，无需使用量角器
（2）经正确操作，四枚大头针的位置如图所示，请在图上作出实验光路图______；
（3）依据光路图，可得该棱镜的折射率为______（计算结果保留3位有效数字）。
- ★★某同学用“插针法”测一玻璃砖的折射率。
（1）在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界。然后在玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针P1、P2，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针P3时，应使P3挡住_______，用同样的方法插上大头针P4。
（2）在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作一半径为5.00cm的圆，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，如图甲所示。测得AC=4.00cm，BD=2.80cm，则玻璃的折射率n=_______（结果保留两位小数）。
（3）如图乙所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a′画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，则所测得的折射率将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
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- ★★在“测玻璃的折射率”实验中：
（1）如图，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是___________；
（A）可以用手触摸光学表面，不会影响测量
（B）为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
（C）为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
（D）bb'界面一定要与aa'平行，否则会有误差
（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。
（3）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是___________。
（4）该实验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P1O、折射光线OO'的延长线分别交于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）；进一步测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为___________。