4.2 科学测量：玻璃的折射率 同步练习-2024-2025学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

4.2科学测量：玻璃的折射率 一、单选题 1．如图所示，在“测量玻璃的折射率”的实验中，以下说法正确的是( ) A.为了提高实验准确度，必须选用两光学表面平行的玻璃砖 B.在白纸上放好玻璃砖后，首先要用铅笔贴着玻璃砖的光学面画出边界 C.判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部 D.大头针与、与的间距适当远一些，可以减小实验误差 2．“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖, 和分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图所示,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和,用“+”表示大头针的位置, 然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针和,在插和时,应使________.(选填选项前的字母) A. 只挡住的像 B. 只挡住的像 C. 同时挡住、的像 3．“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖, 和分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图所示,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和,用“+”表示大头针的位置, 然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针和,在插和时,应使________.(选填选项前的字母) A. 只挡住的像 B. 只挡住的像 C. 同时挡住、的像 4．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中,已画好玻璃砖界面和后,不慎将玻璃砖向上平移了一些,放在图所示的位置上,而实验中其他操作均正确,测得的折射率将(      ) A.偏大       B.偏小       C.不变       D.无法确定 5．由某种透明物体制成的等腰直角棱镜,两腰都为16,且两腰与和轴都重合,如图所示,从边的点注视棱,发现棱的位置在点,在、两点插上大头针,测出点的坐标为,点的坐标为,则该透明物质的折射率为(     ) A. B. C. D. 6．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中,其实验光路如图,对实验中的一些具体问题,下列意见正确的是(     ) A.若、的距离较大时,通过玻璃砖会看不到、的像 B.为减少测量误差, 、的连线与玻璃砖界面的夹角应尽量大些 C.为了减少作图误差, 和的距离应适当取大些 D.若、连线与法线夹角较大时,有可能在面发生全反射,所以在一侧就看不到、的像 二、多选题 7．如图所示，在“测定玻璃的折射率”的实验中，下列说法正确的是( ) A.用手拿起玻璃砖时，应拿“光学面” B.使用玻璃砖的两个侧面，加以合理操作，也可测得折射率 C.选用粗的大头针完成实验会减小实验误差 D.仅用毫米刻度尺也能计算玻璃的折射率 8．在测定玻璃的折射率时，实验室提供的是梯形玻璃砖，如图所示。下列说法正确的是( ) A.某小组没有量角器和圆规，仍然可测出玻璃砖的折射率 B.光线从上表面入射后，再从下表面射出，可能在下表面发生全反射 C.图甲法线画得与界面不垂直，测得的折射率比真实值偏小 D.图乙在放置玻璃砖时没有与和重合，测得的折射率比真实值偏大 三、计算题 9．某同学做“测量玻璃的折射率”实验，操作时将玻璃砖的界线画好后误用了另一块宽度稍窄的玻璃砖，如图所示。实验中除用原界线外，其他操作都正确，这样测得的玻璃折射率与真实值相比是偏大还是偏小?为什么? 10．利用激光可测量玻璃的折射率。在如图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆形玻璃砖横截面的圆心，AO过半圆顶点。从点A发出的光束与AO成α角，以入射角i入射到半圆弧上，出射光平行于AO，求此玻璃的折射率。 参考答案 1．答案：D 解析：光学表面是否平行不影响该实验的准确度，选项A错误；为了防止弄脏玻璃砖，铅笔不能贴着玻璃砖的光学面画出界面，选项B错误；判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的整个部分，不能只观察其头部，选项C错误；大头针与、与的间距适当远一些，可以减小实验误差，选项D正确. 2．答案：C 解析：使同时挡住、的像,即、、在同一光线上C正确. 3．答案：C 解析：使同时挡住、的像,即、、在同一光线上C正确. 4．答案：C 解析： 经过玻璃砖的光路如图中1所示,由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线,如图中2虚线所示,由几何知识可知,测出的折射角与正确操作时相同.根据折射定律得知,测得的折射率将不变.故C正确. 故选C 5．答案：A 解析： 作出光路图,棱镜的折射率， 由几何知识得, ， , 解得故选A 6．答案：C 解析：A、根据光路可逆性原理可知,光线一定会从下表面射出,折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射,则即使、的距离较大,通过玻璃砖仍然可以看到、的像,故A错误. B、为了减小测量的误差,入射角应适当大一些,则、的连线与玻璃砖界面的夹角适当小一些.故B错误. C、为了减少作图误差, 和的距离应适当取大些.故C正确. D、由几何知识可知,光线在上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路可逆性原理可知,光线一定会从下表面射出,折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射.故D错误. 故选:C. 7．答案：BD 解析：玻璃砖的光学面不能用手直接接触，否则会影响接触面的平整，影响折射率的测定，A错误；使用玻璃砖的两个侧面，用同样的方法确定入射光线和折射光线，也能测得折射率，故B正确；选用粗的大头针完成实验时，容易导致测量光线和实际光线有偏差，增大实验误差，C错误；在测量数据时，仅用毫米刻度尺，根据三角形的边角关系，也能得到入射角与折射角的正弦值，从而计算折射率，D正确。 8．答案：AC 解析：A.在入射光线和折射光线上取两个离入射点较远的点，画法线的垂线，用刻度尺测出入射角和折射角的对边和斜边的长度，求出入射角和折射角的正弦值，再根据折射定律求出折射率。故A正确； B.由于上、下表面平行，光线从上表面入射后，再从下表面射出，入射角等于出射角且小于90°，所以不可能在下表面发生全反射，故B错误； C.测得的入射角i和折射角r都偏大，而且增大相同的角度，根据折射定律，运用特殊值法解题思路：假设若法线与界面垂直时，入射角为，折射角为，则解得折射率为，若法线与界面不垂直时，入射角与折射角都增大15°，则折射率为可见，甲的测量值将偏小。故C正确； D.出现如图乙所示的偏差时测量的入射角i和折射角r都增大，而且增大相同的角度。与图甲情况恰好相同，故测量值将偏小，故D错误。 故选：AC。 9．答案：偏小 解析：如图所示，测量值:，而真实值:，故。 10．答案： 解析：如图所示， 学科网（北京）股份有限公司 $$