课后提升练(十六) 科学测量：玻璃的折射率（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

课后提升练(十六)　科学测量：玻璃的折射率 [对应学生用书P150] 1．(多选)(2021·甘肃兰州高二期末)如图所示，用“插针法”测定玻璃的折射率。下列说法正确的是(　　) A．若选用两折射面不平行的玻璃砖，则无法进行实验 B．为了提高准确度，P1与P2及P3与P4之间的距离应适当大些 C．若有多块平行玻璃砖可选，应选择两平行折射面距离较大的玻璃砖 D．入射角θ1再大，折射光线也不会在平行玻璃砖的下表面发生全反射 E．若光线垂直射入玻璃，则P1、P2、P3、P4会共线，这就说明光穿过玻璃砖时没有发生折射现象 BCD　解析：选用两折射面不平行的玻璃砖，不会影响入射角及折射角的测量，仍然可以进行实验，A错误；为了提高准确度，P1与P2及P3与P4之间的距离应适当大些，B正确；若有多块平行玻璃砖可选，应选择两平行折射面距离较大的玻璃砖，有利于提高折射角的准确度，C正确；根据光路可逆，入射角θ1再大，折射光线也不会在平行玻璃砖的下表面发生全反射，D正确；当玻璃的上下表面平行时，若光线垂直射入玻璃，则P1、P2、P3、P4会共线，否则不共线，E错误。 2．(2021·四川眉山仁寿一中高二月考)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，设计了一个可以测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，且总保持液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周部分刻好了折射率的值，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，则： (1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________。 (2)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率的值应为________。 (3)你认为圆周部分的折射率刻度有什么特点？ ____________________________________________________________________________。 答案：(1)　(2)1　(3)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C的刻度稀疏，靠近K的刻度密集；靠近C的读数误差小，靠近K的读数误差大 解析：(1)由题意可知，入射角r＝∠AOF＝30°，折射角i＝∠EOP3＝60°，由折射定律可得，P3处所对应的折射率n＝＝。 (2)作AO的延长线交圆周于K，此时入射角与折射角相同，故K处所对应的折射率的值应为1。 (3)由n＝可知，入射角r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；n与sin i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C的刻度稀疏且误差较小，靠近K的刻度密集且误差较大。 3．(2021·黑龙江鹤岗一中高二期末)在测定玻璃砖折射率的实验中， (1)下列做法正确的是________(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 (2)甲同学在确定玻璃砖的光线入射界面aa′和出射界面bb′时，不慎使玻璃砖出现了平行移动，出现的状况如图所示。其他操作均正确，则甲同学测得的折射率与真实值相比将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (3)乙同学在完成了正确的实验操作后，他以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以适当长度R为半径画圆，与OA交于P，与OO′的延长线交于Q，如图所示，从P、Q分别作玻璃砖界面的法线NN′的垂线，图中P′、Q′分别为垂足，用刻度尺量得PP′＝45.0 mm，QQ′＝30.0 mm，则玻璃砖的折射率为________。 答案：(1)AD　(2)偏小　(3)1.5 解析：(1)在测定玻璃砖折射率的实验中，入射角不宜太小，也不宜过大，否则不便于测量，会使测量误差加大，A正确；利用“插针法”测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖上下表面不一定要平行，B错误；用铅笔贴着光学面画出界面，可能会损坏光学面，C错误；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。 (2)玻璃砖平移，导致折射角增大(虚线与法线夹角)，如图所示，根据折射定律n＝，则折射率偏小。 (3)入射角的正弦值为sin∠POP′＝，折射角的正弦值为sin∠QOQ′＝。折射率为n＝＝＝＝1.5。 4．现用“插针法”测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A