第四章 第2节 实验：测量玻璃的折射率（word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课时作业（二十三）　实验：测定玻璃的折射率 （建议用时：40分钟） （见学生用书P157） [基础题组练] 1.在“测量玻璃砖折射率”的实验中为了减小实验误差，下列说法错误的是（　　） 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P1与P2及P3与P4之间的距离应适当大些 答案：B　 解析：玻璃砖宽度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P1与P2及P3与P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差，选项A、C、D正确；入射角不能太大也不能太小，入射角太小时，测量误差较大，选项B错误. 2.在“测量玻璃的折射率”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. （1）如图甲所示.在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插入大头针P3和P4（图中未标出）.在插入P3和P4时，应使　　　　. （2）某同学实验中作出光路图如图乙所示，在入射光线上任取一点A，过A点作法线的垂线，B点是垂线与法线的交点. O点是入射光线与aa'界面的交点，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）. 解析：（1）插入大头针的过程中，应使插入的大头针完全挡住前面所有的大头针，所以P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像. （2）由光的折射定律可知 n＝＝·. 答案：（1）P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像　（2）· 3.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.在用插针法测量玻璃砖折射率的实验中，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，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，不能用手直接接触光学面.计算玻璃的折射率时，需将c点与d点或e点连接，即为出射光线，连接d点时，入射光ab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，出射光与入射光应该平行，根据图中d、e两点的位置，用e点时出射光与入射光更接近于平行，误差较小. 答案：光学　d　e 4.用“插针法”测量透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心.使入射光线跟玻璃砖的平面垂直.如图所示的四幅图中，P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果. A　B C　D （1）在这四幅图中肯定把针插错了的是　　　　. （2）在这四幅图中可以比较准确地测出折射率的是　　　　，计算玻璃的折射率的公式是　　　　. 解析：（1）垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行（除过圆心的光线），选项A错误. （2）测量较准确的是D图，因B图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C图的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差，测量出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率n＝. 答案：（1）A　（2）D　n＝ [能力提升练] 5.小显和小涛同学用插针法测量玻璃棱镜的折射率. （1）小显同学按实验步骤，先在纸上插下两枚大头针P1、P2，然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外两枚大头针，如图甲所示.则插针一定错误的是　　　　.（选填“P3、P4”或“P5、P6”）在图甲中按实验要求完成光路图，并标出相应的符号，所测出的玻璃棱镜的折射率n＝　　　　. （2）小涛同学突发奇想，用两块相同的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，如图乙所示. P1、P2的连线垂直于AB面，若操作正确的话，则在图乙中右边的插针应该是　　　　.（选填“P3、P4”“P3、P6”“P5、P4”或“P5、P6”） 解析：（1）光线经三棱镜折射后出射光线应该偏向底边，故插针一定错误的是P5、P6，光路图如图所示， 根据光的折射定律有n＝. （2）根据光路图可知，过P1、P2的光线经两块玻璃直角三棱镜的分界处后向下偏，然后射入右侧玻璃直角三棱镜后平行射出，则题图乙中右边的插针应该是P5、P6. 答案：（1）P5、P6　光路图见解析图　　（2）P5、P6 6.做测量玻璃折射率实验时，同学们被分成若干实验小组，以下是其中两个实验小组的实验情况： （1）甲组同学在实验时，用他们测得的多组入射角i与折射角r作出sin i－sin r图像如图甲所示，则下列判断正确的是　　　　. A.光线是从空气射入玻璃的 B.光线是从玻璃射入空气的 C.该玻璃的折射率约为0.67 D.该玻璃的折射率约为1.5 （2）乙组同学先画出图乙所示的坐标系，再在y＜0区域放入某介质（以x轴为界面），并通过实验分别标记了折射光线、入射光线、反射光线通过的一个点，它们的坐标分别为A（8 cm，3 cm）、B（1 cm，－4 cm）、C（7 cm，－4 cm），则： ①入射点O'（图中未标出）的坐标为　　　　； ②通过图中数据可以求得该介质的折射率n＝　　　　. 解析：（1）因为入射角大于折射角，所以光线由空气射入玻璃，选项A正确，B错误；根据折射定律得n＝＝≈1.5，选项C错误，D正确. （2）①入射光线与反射光线关于法线对称，B点在入射光线上，C点在反射光线上，入射点坐标为（4 cm，0）. ②入射角的正弦值为sin i'＝＝，折射角的正弦值为sin r'＝， 根据折射定律得n＝＝. 答案：（1）AD　（2）①（4 cm，0）　② 学科网（北京）股份有限公司 $$