实验十八 测量玻璃的折射率-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

例4门【解析】A,根据光的偏振原理可知，振动方向和透振方 [例3]【解析】设入射角为a,析射角为B,由图可知，光和b光 向一致的光能透过偏振片，故A正确：B.光的振动方向指的是电 场的方向，故B错误：C.光的偏振现象证明了光是一种横波，光 入射角湘同山光折针角大于6无折射角，格搭以一册吕可知山 是电磁泼，不是机械波，故C错误：D.泊松亮斑是光的衍射现象， 光折射率小子6光折射率，故A错误：皓合口一斤可知在冰晶中 故D错误，故选A. 。光的传播速度较大，b光的传播逃度较小，故B错误：根据临界 【答案】A [例5]【解析】A.地球上的人规测到地球上的钟快慢不变，故A 角公式sinC=上知，a光折射率小，所以a光的临界角大于b光 错误：BCD.地球上的人以地球为参考系，认为飞船高速运动，同 的临界角，故C正确：由于a光折射率小于b光折射率，知a光频 祥根据爱因新坦质能方程的运动延时效应，地球上的人认为飞 率小于b光频单：根据c一f可知，光的波长大于b光的波长， 船上的钟比地球上的仲慢，故地球上的人见测到地球上的钟比 故D错误， 地球上的人观测飞船上的钟快，故B正确，CD错误，故选B. 【答案】C 【答案】B [例4]【解析】作出光路图如图所示，图为 考点三 4、b两光在左边表面的折射角与反射后在 左边表面的入射角分别相等，根据几何知 [例6]【解析】根据相邻两条亮条纹的间距公式△虹一71，可知 识可知出射光来一定相互平行，故A错误： 入<，故A错误：根据折错定律=一温，b无以湘同的入射 根据折射定律，入射角相同，因为b光偏折 大，d光的折射角大于b光的折射角，所以@ 角由水斜射入空气时光的折射角比b光的大，则儿>6，根据 光的折射率小于b光的折射率，故B正确： 根据频率越大，折射率越大，所以光的频 光在介质中的传指速度与折射率的关系n=二，可得在水中传 小于b光的频率，故C错误：由snC-三可得，从玻璃砖 最时，4光的速度比b光的小，故B错误：在水中传播时，a光的折 空气中时，a光临界角大于b光临界角，故D错误， 射率比b光的大，所以a光的频率比b光的大，故C错误：由水射 【答案】B 向空气时根据”一snC,可知a光的全反射修界角比b光的小， [例5]【解析】根据折射定律n=,由图可知a光的折射率 sin r 故D正确 【答案】D sin30-1,2,a,b两 。一in531,6,b光的折射率为一加379 对点训练 3.选C由图可知，单色光偏折程度小于b的偏折程度，根据折 、来光在该玻璃砖中的析射率之比为-：-子，故C错误：由 定律一册知，a光的新特率小于6光的折射率，剥知：光的 于a光的析射率大于b光的析射率，则口光的频率比B光的频率 大，故A正确：根搭口一二可知光在玻璃砖中的传稀速率比b 波长大，报据双链千涉条技的网距公式4一导，可得，干涉条 敦间距与泼长成正比，所以《光的干涉条纹间距大于b光的干涉 无的小，故B错误：根搭nC-是知口光的临界角小于6光的 条纹间距，故A正确.光的波长长，波动性强，更容易发生衍射 临界角，若使入射角增大，则出射光线a先消失，故D正确. 【答案】AD 现象，故B正确.由全反射临界角公式C一上，知折射率m越 实验十八测量玻璃的折射率 大，临界角C越小，则在水中光的临界角大于b光的临界角，故 D正确.若4光与b光以相同入射角从水射向空气时，由于在水 核心考点研磨 中：光的临界角大于b光的路界角，所以b光的入射角先达到临 考点一 界角，则b光先发生全反射，首先消失的是b光，故C错误，此题 [例1]【解析】(1)A,用插针法测折率时，玻璃砖上下表面不 选择错误的选项，故选C, 一定要平行，故A错误：B.览度较大的玻璃砖，光在玻璃砖中的 路程长，入射点与出射点拒高较大，确定角度越准确，误差越小 微专题十二光路控制与光的色散 故B正确C,用玻璃砖界面当尺子画界线会增大实验误差，且容 [例1]【解析】发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介 易顿坏玻璃砖，故C错误：D大头针P1、P,和P,P之间的距 离适当大一些，引起的角度误差会减小，故D正确.故选BD 质并且入射角大于临界角，题目中的光线在AB面是从光疏介质 射向光密介质，不可能发生全反射，故A错误；根据色散现象可 (2)该玻璃砂的折射率n-n月 sin 知白光折射到(b问的是彩色光带，故B错误：玻璃对红光的拆射 OQ 单最小，对靠光的折射率最大，通过AB面时红光的偏折角最小， (3)折射率为H sin∠OMQ r R 紫光的偏折角最大，在AC面反射后，由反射定律可知到达BC sin∠OPQ OQ 面上的光线红光在左，紫光在右，再经BC面折射后，红光在光带 R 的最左端，红光的折射单小，故C错误，D正确 (1)根据题意，如图 【答案】D 入射角不受影响，当折射角的测量值大于 例2]【解析】两种单色光都在玻璃砖的 1ⅡⅢ 真实值，根据n=8inI sin r 上表面发生了反射，入射角相同，由反射 因此测得折射率偏小， 定徐知，它们的反射角相同，可知光来 (5)不能，由几何知识可知，光线在上表面 是复色光，而光来Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不 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 同导致偏析分高，所以光来Ⅱ、Ⅲ为单色 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 光，故A正确：光路如困所示，由困可知光 反射， 束Ⅱ的偏折程度大于光来Ⅲ的偏拆程度，根据折射定律可知玻 璃砖对光束Ⅱ的析射率大于对光来Ⅲ的折射率，则光来Ⅱ的频 【答案】(DBD(2)mA(3)尽()偏水《6)见解析 sin d 率大于光束Ⅲ的频率，故B搭误：一来由两种单色光混合的复色 对点训练 光沿PO方向射入，经过折射，反射、再折射后，光线仍平行，这是 1,解析：(1)A,为了减小长度测量的误差，实验中的入射角需要透 因为光反射时入射角与反射角相等，改变：角，光线I、Ⅱ、Ⅲ仍 当大一些，故A错误：B,在插针时，为了使看到的针的像清晰，实 验时不能用手直接接触玻璃砖的光学面，故B正确：C,选择圈心 保持平行，故C错误：玻璃砖对光来Ⅱ折射率大，根据m一号可 O,点作为入射点，是因为折射光线射出破璃砖时的反向与相应 知，在破璃砖中，光Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的逸度，故D正确， 位置的法线重合，便于利阴相应线段的长度来间距表示入射角 【答案】AD 与折射角的正弦值，便于测量折射率，故C错误，故选B. 593 (2)根据折射率的定义式有 EF D,根据△r=宁，要增大观察到的条铁阿苑，可增大双址与测量 n sin∠COD m2西---1.6 sin∠AOB sin∠EOD R 头间的距离，故D正确.故选D. (3)游标卡尺的读数为x1-0mm+3×5×0.02mm一0.30mm R (3)入射光线方向不变，将玻璃砖向上平 条纹间距为△虹=一】 6 移一小段距离，则入射点左移，光线恰好 从玻璃砖最成部出射，作出光路如图 根据△=宁， 所示。 利用光路可递原理，根据几何关系可知， 联立解得单色光波长的表达式为A-二山 6L 第二次折射的折射角等于第一次折射的 入射角，则出射光线平行于入射光线。 【答案】(1)C(2)D(3)0.30 r7-1)d 6L 答案：(1)B(2)1.6(3)平行 对点训练 考点二 [例2]【解析】(2)③刻度尺的最小分度为0.1cm,由图(b)可 1.解析：(1)A,若想增加从日镜中规察到的条纹个数，则需要减小 知，d1为2.25cm 条就间距，由公式△虹=入子可知，单缝向双缝靠近，不孜变条 /M (3)玻璃砖折射率的表达式n sini PM sin r OM-凸，代入数播 纹间距，故A错误：BC,将屏向靠近双雏的方向移动，1减小，则 TM PM d 条纹间距减小，将屏向远离双缝的方向移动，！增大，则条纹间距 OM 增大，故B正确，C错误D.使用间距更小的双缝，条纹间距增 可知4一2 大，故D错误，故选B, -1.51. (2)由图可知，游标为10分度，且第6个小格与主尺对齐，则在B (④相对误差的计算式为0=测量值真实值×100%，为了减小 位置时游标卡尺读数为1形-15mm十6×0.1mm-15.6mm 真实值 山1，d测量的相对误差，实验中山1，d2要尽量稍大一些，即激光 剩相尔两条较间距△x=n二4-15.6L.1mm=0.9mm 5 5 在M点入射时应尽量使入射角稍小一些. 【答案】(2)③2.25(3) 1.51(4)稍小一些 根据△r=8子可知，谶单色光的波长=-2.25X10-m d (3)测量头中的分划板中心刻线与千涉条纹不在同一方向上，则 对点训练 2.解析：(1)按照步骤③画出光路图 测得的△虹偏大，由公式△虹一入子可知，波长的测量值大于真实 如图 藏光笔 值.故选A R 由几何关系sini= 答案：(1)B(2)15.60.92.25×10-7(3)A VL+R 考点二 sin r- R +展·R-号， [例2习【解析】()由双健千涉条坟同距公式有4一吕。 故折射来为n=m L+R 若要增大条纹间距，可以增大D,即将光屏向右移动：减小d,即 sinr√L号+k 将平面镜稍向上移动一些：或者换用泼长更大的单色光，如将光 源由绿色改为红色.故选A(C AL+d正 D iLi+d (2②)由题感结合条较间距公式有4一易，基理有A-2张合 按照步骤①画出光路图，如图 (3)如采把光屏移动到和平面镜非常接近，即相当于两者接触， 此时恰好发生全反射H一 激光笔 在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有x的变化，脚 sin C “半波损失”，故直接射到光屏上的光和经平面统反射的光相位 d 2 差为π，光程差为半波长，所以两来光相遇会减弱： d sin C- √+（号 √AL+f 【答案】AC2)(3)减期 0 联立可得折制率为川一十正 第十四章 热 学 d (2)比较甲、乙两同学测量折射率的方案，甲同学误差较小，因为 第1讲分子动理论内能 己同学方案中“恰好只有一个光斑”的状态确定不够准确， (3)若刻度尺逆时针偏离垂直x柚位置，则L,偏大，L偏小，测 知识储备夯基 量结果偏大：若刻度尺顺时针偏离垂直x轴位置，则L1偏小，L 1.10一06.02×1023不同快无规则液体无规则明显 偏大，测量结果偏小 激烈无规则剧烈斥力引力 4L+户 答案：1入L+ √L+ 2.热平衡1+273.15K 3.热运动总和相对位置分子间距离体积动能分子势 (2)甲 乙同学方案中“恰好只有一个光斑”的状态确定不够 能温度体积做功热传递 准确 思考判断(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√(6)×(7)× (3)若刻度尺逆时针偏离垂直x轴位置，测量结果偏大：若刻度 核心考点研磨 尺顺时针偏离垂直x轴位置，测量结果偏小 考点一 对点训练 实验十九用双缝干涉实验测量光的波长 单个铁原子的质量二心，铁质品须 核心考点研磨 考点一 「例1]【解析】(1)旋转测量头可以帮助调节单缝和双缝的平行 原子的个数为%品-心故A错误。 度，确保实脸装置的正确设置：增大单缝与双缝间的距离对干涉 单个分子的体积V。= M 图样清嘶度没有直接影响：发现干涉图祥不够清嘶，是因为双能 B,铁的摩尔体积V=M NA' 的透光量较少或入射光强度较弱，可以通过左右拨动金属拨杆 3M 乘调些，使单缝与双能平行以提高干涉条纹的清晰度，故选C, 又V,-了矿，所以分子的半径=(），分子的直径 (2)ABC,条纹间距与光源到单缝的距离、减小单缝与双缝间的 距离和增大透镜与单缝间的距离无关，故ABC错误： 48-2() ,故B错误： 594第十三章光学 实验十八 测量玻璃的折射率 考向 1.掌握测量玻璃折射率的原理及方法；2.学会用插针法确定光路，并会测量玻璃的折 定位 射率 知识储备 000 夯基 原理与器材 实验操作 注意事项 1.实验原理 1.用图钉把白纸固定在木板上 通过插针法找出跟入射光 2.在白纸上画一条直线aa',并取aa上的 1.实验时，应尽可能将大头 线AO对应的出射光线 一点O为入射点，作过O点的法 针竖直插在纸上，且P1和 OB,从而画出折射光线 线MM'. P2之间、P3和P1之间、P2 OO),求出折射角2，再根 3.画出线段AO作为入射光线，并在AO 与O、P3与之间距离要 据n=simA或n= PN 上插上P1、P2两根大头针 稍大一些。 sin 02 QN 4.在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条 2.入射角0不宜太大（接近 计算出玻璃的折射率. 长边与直线aa'对齐，并画出另一条长边 90°)，也不宜太小（接 M 的对齐线bb. 近0°). 5.眼睛在bb的一侧透过玻璃砖观察两个 3.操作时手不能触摸玻璃砖 大头针并调整视线方向，使P1的像被 的光洁光学面，也不能把 P2的像挡住，然后在眼晴这一侧插上大 玻璃砖界面当作尺子画 头针P3,使P3挡住P1、P2的像，再插上 界线. P4,使P1挡住P3和P1、P2的像。 4.实验过程中，玻璃砖与白 6.移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、 纸的相对位置不能改变， 2.实验器材 P4的针孔位置确定出射光线OB及出 5.玻璃砖应选用宽度较大 木板、白纸、玻璃砖、大头 射点O',连接O、0得线段O0. 的，宜在5cm以上，若宽 针、图钉、量角器、三角板、 7.用量角器测量入射角01和折射角2，并 度太小，则测量误差较大 铅笔等. 查出其正弦值sin01和sin02. 1,计算法：算出不同人射角时的m=s血A,并取平均值元 sin 02 2.作sin01-sin02图像：由n= nA可知图像应是过原点的直线，如图甲所示，其斜率为折射率” sin 据处理 0 sin 0 甲 3.“单位圆”法： 如图乙所示si血月一6是n负=，0E-OE=R.则n-血2-盟 EH sin 02 E'H' 295 金榜题名 创新高考总复习物理 核心考点 000 研磨 考点一 教材原型实验 ①如图甲所示，在平铺的白纸上画出直线MN [例1]在利用“插针法”测定玻璃的折射率实 作为界面，垂直MN作法线相交于点O,并画 验中，所用的玻璃砖上下两面平行. 出一条线段OO作为入射光线.把半圆柱体玻 (1)下列操作可以减小实验误差的有 璃砖放在白纸上，并使其直边与MV重合，画 A,必须选择上下表面平行的玻璃砖 出玻璃砖的半圆弧轮廓线（图中实线部分），再 B.选用宽度较大的玻璃砖完成实验 作虚线半圆与半圆弧轮廓线对称： C.没有刻度尺时，可以将玻璃砖当尺子画界面 D.确定入射光线的两颗大头针间的距离应适 y/mm 当大些 40 (2)甲同学正确操作后，作出的光路图及测出 的相关角度如图1所示.当入射角为01时，测得 的折射角为02，该玻璃砖的折射率= 25 x/mm 大头针 图甲 图乙 、A ②在直线OO上垂直纸面插上大头针P1、P2, 空气 .0Q 并在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针P3,使 宽度 玻璃 P3挡住P1、P2的像. 空气 ③拿走玻璃砖，连接OP3作为折射光线，B、C 图1 图2 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，垂直 (3)由于手头没有量角器，乙同学利用刻度尺 于法线作线段BA、CD并分别交法线于A、D 也测得了该玻璃的折射率，作出光路图如图2 点.延长BO交半圆弧于点E。 所示.图中光线与平行的玻璃砖表面aa'和bb ④过E作法线的垂线EF,F是垂足，并用刻度 分别交于O点和P点，过P点作aa'的垂线， 尺分别测量CD的长度x和EP的长度y 垂足为Q点，将AO延长交PQ于M点，测得 ⑤改变人射角，得到多组x和y的数据.根据 OP=R,OM=r.则该玻璃砖的折射率n= 这些数据作出y一x图像，如图乙所示。 (1)关于该实验，下列说法正确的是 (4)乙同学在画界面时，不小心将界面b仙画的 (单选，填标号). 比实际位置靠下一些，如图2中虚线所示.若 A.入射角越小，误差越小 其他操作均正确，则测得的折射率与真实值相 B.实验时不能用手直接接触玻璃砖的光学面 比 (填“偏大”“偏小”或“相同”) C.选择圆心O点作为入射点，是因为此处的 (5)当光从玻璃砖上表面射入时，随着入射角 折射现象最明显 01变大，折射角2也会变大，折射光线是否能 在玻璃砖的下表面发生全反射？如果能，请求 (2)根据图乙，可计算得玻璃砖的折射率为 出此时的入射角1；如果不能，请说明理由 (3)该同学将玻璃砖向上平移一小段距离，重 [对点训练] 复上述实验，作出光路图后发现光线恰好从玻 1.(2025·重庆模拟)某同学用插针法测量半圆 璃砖最底部出射，此时出射光线 于入射 柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下： 光线（填“平行”或“不平行”） 296 第十三章光学 考点二 创新拓展实验 激光笔 [例2](2023·广东高考)某同学用激光笔和 透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过 程如下： (1)将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用 0 大头针在白纸上标记玻璃砖的边界 (2)①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点 水平入射，到达ef面上的O点后反射到V点 ①用刻度尺测量玻璃砖的直径d; 射出，用大头针在白纸上标记O点、M点和激 ②把白纸固定在水平桌面上，在白纸上建立直 光笔出光孔Q的位置： 角坐标系Oy,将玻璃砖放在白纸上，使其底 ②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和 面圆心和直径分别与C点和x轴重合，再将刻 激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的 度尺紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置； 边界交于P点，如图(a)所示； ③打开激光笔开关，让激光笔发出的激光束始 N 玻璃砖 终指向圆心O射向玻璃砖，从y轴开始在xOy 平面内缓慢移动激光笔，在某一位置时，刻度 M、 激光笔 尺上出现两个清晰的光斑，通过刻度尺读取两 (a) 光斑与x轴的距离分别为L1、L2(L1>L2): ③用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2, ④继续改变激光笔的位置，直到刻度尺上恰好 PM的示数如图(b)所示，d1为 cm.测 只有一个光斑，读取该光斑与x轴的距离 得d2为3.40cm. 为L3 P. TTTTTTTTTTTTT 请回答下面问题： 0 cm (1)甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖 (b) 的折射率为 :乙同学利用步骤④测得数 (3)利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率 的表达式n= :由测得的数据可得折 据计算该玻璃砖的折射率为 :(用测得 射率n为 (结果保留三位有效数字). 的d、L1、L2、L3表示) (4)相对误差的计算式为6= 测量值一真实值 (2)比较甲、乙两同学测量折射率的方案，你认 真实值 为 (填“甲”或“乙”)同学的测量误差更 ×100%.为了减小d山，d2测量的相对误差，实验中 激光在M点入射时应尽量使入射角 小，请说明理由： [对点训练] 2.(2025·青岛三模)某探究小组要测量一横截 (3)在操作步骤②中，刻度尺没有与x轴严格 面为半圆形透明玻璃砖的折射率，准备的器材 垂直，请分析甲同学测得的折射率较真实值是 有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸.如图是该小 偏大还是偏小： 组设计的实验方案示意图，下面是该小组的探 请完成提分集训（七十六） 究步骤： 297