第四章 2 实验 测定玻璃的折射率-【导与练】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步全程学习课时作业word（新教材，教科版）

2　实验:测定玻璃的折射率 1.(多选)测定玻璃的折射率时,为了减小实验误差,应该注意的是(　ACD　) A.玻璃砖的宽度宜大些 B.入射角应尽量小些 C.大头针应垂直地插在纸面上 D.大头针G1、G2及G3、G4之间的距离应适当大些 解析: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正确;而入射角若尽量小,则光在玻璃中的折射角更小,增大了测量的相对误差,B错误;大头针之间距离适当远些,且垂直地插在纸面上,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正确。 2.(多选)某同学用“插针法”做测量玻璃折射率实验时,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,如图所示,则(　BD　) A.AO与O′B两条直线平行 B.AO与O′B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:光线由aa′进入玻璃砖时,由折射定律得n=。光线从bb′射出玻璃砖时,由折射定律得n=,aa′∥bb′,则β=r,进而α=i,出射光线O′B与入射光线AO平行;若aa′与bb′不平行,则有β≠r,进而α≠i,出射光线O′B与入射光线AO不平行,故选项B正确,A错误;用“插针法”测定玻璃的折射率时,只要实验方法正确,光路准确无误,结论必定正确,它不受玻璃的形状影响,故选项D正确,C错误。 3.如图所示,一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率,填写下述实验步骤中的空白。 (1)用游标卡尺测出广口瓶瓶口内径d。 (2)在瓶内装满水。 (3)将刻度尺沿瓶口边缘　　 　　插入水中(刻度尺下端为0刻度线)。   (4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去,若恰能看到刻度尺的0刻度线(即图中A点),同时看到水面上B刻度线的像B′恰与A点的像重合,如图。 (5)若水面恰与刻度尺的C刻度线相平,读出　　　　和　　　　的长度。   (6)由题中所给条件,可以计算水的折射率为n=　　　　　　　　。 解析:(3)将刻度尺沿瓶口边缘竖直插入水中,与瓶口平面垂直。 (5)若水面恰与刻度尺的C刻度线相平,读出AC和BC(或AB)的长度。 (6)设从A点发出的光线射到水面处的入射角为i,折射角为r,根据数学知识可知sin i=,sin r=,水的折射率为n=,根据对称性有B′C=BC=AB-AC,联立得n=或n=。 答案:(3)竖直　(5)AC　BC(或AB) (6)或 4.如图所示,ABC为由玻璃制成的三棱镜,某同学运用“插针法”来测量此三棱镜的折射率,在AB左边插入P1、P2两枚大头针,在AC右侧插入两枚大头针,结果P1、P2的像被P3挡住,P1、P2的像及P3被P4挡住。现给你一把量角器,要求回答以下问题: (1)请作出光路图,并用所测物理量(须在图中标明)表示三棱镜的折射率n=　　　　。  (2)若某同学在作出玻璃界面时,把玻璃右侧界面画成AC′(真实界面为AC),则此同学测量出三棱镜折射率与真实值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  解析:(1)光路图如图甲所示。根据折射定律得,三棱镜的折射率n=。 (2)某同学在作出玻璃界面时,把玻璃右侧界面画成AC′(真实界面为AC),由图乙可知,在AB界面上折射角的测量值偏大,根据折射定律n=知,折射率的测量值比真实值偏小。 答案:(1)图见解析　　(2)偏小 5.如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,作出玻璃砖前、后的入射光线和出射光线,它们的关系为　　　　。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。   解析:进行实验时,应保持玻璃砖的光学面清洁,不能用手直接触摸光学面。通过长方体玻璃砖前、后光学面,入射光线与出射光线平行。计算玻璃的折射率时,需将c点与d点或e点连接,出射光线过两点连线,c点与d点连接时,入射光线ab对应的折射角较大,计算出的折射率较小。因为玻璃砖的两光学面平行,出射光线与入射光线应该平行,根据图中d、e两点的位置,用e点时出射光线与入射光线更接近于平行,误差较小。 答案:光学　平行　d　e 6.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃的折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3以及P1和P2的像,在纸上标出大头