提分集训(76)测量玻璃的折射率-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习提分集训

提分集训（七十六） 测量玻璃的折射率 1.(2024·安徽高考)某实验小组做“测量玻璃的折 2.(2024·湖北高考)某同学利用激光测量半圆柱体 射率”及拓展探究实验， 玻璃砖的折射率，具体步骤如下： (1)为测量玻璃的折射率，按如图甲所示进行实 y/mm' 验，以下表述正确的一项是 ,(填正确答 案标号) 40 N 35 30■ 01 25 P 20 15 玻璃 0. P 01 51015202530/mm 图(s) 图b) 图甲 ①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA 和BB',交点为O.将半圆柱体玻璃砖的平直边紧 A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画 贴AA',并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆 出直线a和a' 弧轮廓线，如图(a)所示. B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2,眼睛在另一 ②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻 璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M, 侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P,挡 ③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P, 住，这样就可以确定人射光线和入射点O.在 ④分别过M、P作BB的垂线MM'、PP',M、P 眼睛这一侧，插上大头针P3,使它把P1、P2都 是垂足，并用米尺分别测量MM'、PP'的长度x 挡住，再插上大头针P4,使它把P1、P2、Pg都 和y 挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2 ⑤改变人射角，重复步骤②③④，得到多组x和y 的数据.根据这些数据作出y一x图像，如图(b) C.实验时入射角0应尽量小一些，以减小实验 所示 误差 (1)关于该实验，下列说法正确的是 (2)为探究介质折射率与光的颗率的关系，分别用 A.入射角越小，误差越小 B.激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减 一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃 小误差 的分界面.保持相同的入射角，根据实验结果作出 C.选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射 光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示.此实验 现象最明显 初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有 (2)根据y一x图像，可得玻璃砖的折射率为 (保留三位有效数字). 关.频率大，折射率 (填“大”或“小”)》 (3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的 实际半径，则折射率的测量结果 (填“偏 玻璃 某介质 大”“偏小”或“不变”) 3.如图甲所示，在“测量玻璃的折射率”实验中，将白 绿 纸平铺在木板上并用图钉固定，确定玻璃砖与空 图乙 图内 图丁 气的两个界面aa'和bb',O为直线AO与aa'的交 (3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微 点，在直线OA上竖直地插上P,、P2两枚大头针， 用“十”表示大头针的位置. 光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所 1 M 示.保持相同的人射角a1,测得折射角分别为2、 P20 g(a2<a3),则玻璃和该介质的折射率大小关系 为皱璃 分质（填“>”或“<”）.此实验初 步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料 有关 甲 505 S处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处. S25 交 (1)接下来要完成的必要步骤有 A.插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像 (1)请在图中画出激光束经玻璃砖折射后完整的 B.插上大头针P3,使P3挡住P的像和P2的像 光路图； C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3 (2)已经测出AB=1,OA=2,S,S2=43,则折射 D.插上大头针P,使P,挡住P3和P1、P2的像 率n (用l1、2、4表示)； (2)过P3、P4作直线交bb'于O',过O作垂直于 (3)若改用宽度比ab更小的玻璃砖做实验，则S bb'的直线MN,连接OO,测量得到图中角a和3 S2间的距离会 (填“变大”“变小”或 的大小，则玻璃砖的折射率n= “不变”). (3)实验时，甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖 5.某同学在利用“插针法”测定一块红色直角三角形 的两个界面aa'与bb'后，将玻璃砖垂直于aa'方向 玻璃砖的折射率时发现，由于玻璃的颜色较深，在 沿纸面向上平移了少许，其他操作正确：乙同学在 白纸上画aa'、bb两界面时，其间距比平行玻璃砖 另一侧很难观测到对侧所插的针，他想到可以用 两光学面的间距稍微小些，其他操作正确.甲同学 实验室的红色激光器来完成实验.如图所示，他在 测出玻璃砖的折射率与真实值相比 木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面 乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比 MN、MP、NP,然后让很细的激光平行于木板从 .(填“偏大”“偏小”或“不变”) 玻璃砖的上界面MN入射. (4)对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几 口激光器 个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的 P 是 P A.为了提高测量的精确度，P1、P2及P:、P1之间 的距离应适当大一些 B.光从界面aa'入射时，如果入射角大于临界角， 光将不会进入玻璃砖 C.不论光以什么角度从aa'射入，经一次折射后达 (1)由于激光很强，不能用眼睛直接观测，该同学 到界面bb都能射出 通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光 D.如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱， 路，正确的插针顺序应是 不易观察 A.P1、P2、P3、P B.P4、P3、P2、P (5)如图乙所示，在测量玻璃折射率的实验中，两 位同学换用一块三棱镜来进行实验，先在白纸上 C.P1、P2、P4、P D.P4、P3、P、P2 放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB (2)若P1P2与MN垂直，用量角器量得图中的 和AC界面的位置，然后在棱镜的左侧画出一条 01=60°，02=30°，则玻璃的折射率为 直线，并在线上竖直插上两枚大头针P和P2,再 A.3 从棱镜的右侧观察P1和P2的像.插上大头针P3, B好 3 使P3挡住P1、P2的像，插上大头针P,使P,挡住 P3和P1、P的像.正确完成上述操作后，在纸上标 C23 3 号 出大头针P3、P,的位置（图中已标出）.为测量该 (3)若激光器正常发光，平行于MN从玻璃砖VP 种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺 界面垂直射入玻璃砖，如图中虚线箭头所示.该同 作出了完整光路和若干辅助线，如图甲、乙所示. 学发现在MP一侧始终找不到出射光线，则原因 在图中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确 是 计算出折射率的是图 (填“丙”或 “丁”)，所测玻璃折射率的表达式n 该同学在MP一侧没有找到出射光线，但在MN (用代表线段长度的字母ED、FG表示). 一侧找到了出射光线，他依然用被激光照亮的针 4.(2023·海南高考)如图所示，在用激光测玻璃砖 确定了激光在MN一侧的出射光线和NP一侧的 折射率的实验中，玻璃砖与光屏P平行放置，从另 入射光线，则测量后他 计算出玻璃的折 侧用激光笔以一定角度照射，此时在光屏上的 射率（填“能”或“不能”）. 506滴中a老折射率大千b无中新钻率，由nC=】可知，水清对 C.实脸时入射角a应尽量大一些，但也不能太大（提近90），以 诚小实验误差，故C搭误：故选B. 光的临界角小于对b光的临界角，故B正确，D错误： (2)由图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角， C4光的折射率较大，由公式=后得知，在水滴中山光的传将 餐据光的折铅定律1一曲昌可知绿光的折射率大于红光的折射 速度小于b光的传格速度，故C错溪」 单，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，新射率大， 故选AB. sin a1 8.选CA.因为玻璃对b光的偏折程度大于a光，所以玻瑞对b光 (3)根指折射定律可知，玻璃的折射率为m瑞一2 的折射率大于对a光的折射率，所以b光是紫光，故A项错误： 孩介质的折射幸为外质= _sin a,其中a<a 区根据如C=】可知.b无洛界角小，现清入粉无绕0点延时针 sin as 所以见赋病之介府· 转动，则b光先消失，故B项错误： 答案：(1)B(2)大(3)> C6光频率高，波长短，摄据△=出 2,解析：(1)八.入射角适当脚可，不能太小，入射角太小，导致折射 角太小，测量的误差会变大，故A错误： 可知，分别用a、b光在同一个双缝千涉实验装置上做实验，a光 B激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差，故B正 的干涉条纹间距大于力光的干涉条纹间距，故C项正确： 确：C.相同的材料在各点的折射效果都一样，故C错误。故速B (2)设半圆柱体玻璃砖的半径为R,根据几何关系可得入射角的 D.根据)一￡，所以在半圆形玻璃中，b光速度小，路程相同，由 正孩值为加=宸： 折射角的正孩值为sinr一R, 则b光时间长，故D项辑误 故选C 折射年n=n,7 sin iy 9,选A当海膜前后表面反射光线的光程差为半波长的奇数倍 时，薄胶两个界面上的反射尤相千涉后互相削弱，减少了反射光 可如y一于图维件率大小等子折射承，印一装≈1.7 中的红外线，从而减少了反射光的能量，则之(2m十1)=2(n= (3)根据(2)中数据处理方法可知若描画的半国弧轮扇线半径略 大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果不变， 0,1,2,3,…) 答案：(1)B(2)1.57(3)不变 解得d=(2m+1)(n=0,1.23,….故得度d的最小值为号， 3.解析：(1)根据实验原理可知，孩同学接下来要完成的必要步骤 有，插上大头针P3,使P2挡住P,的像和P,的像：插上大头针 其中为红外线在得膜中的淡长，由题喜可知=子，测山一品，故 P,,使P:挡住P和P、P:的像，故选BD. 选A. (2)由折射率定义有n=加8」 sin 02 10,选AA.设标准平而的玻病品之间的夹角为0，由题可知，有 sin Lam0=D-D有空气薄膜千涉的条件可知 其中自为空气中的角度，所以折射率加一sn。 L (3)甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面a'与b 2aan0=a业-0D-D,=益AE: 后，将玻璃砖垂直于a'方向沿纸面向上平移了少许，经过玻璃 砖的光路如图所示： B.由上迷分析可知，A。与A直径相差越大，0越大，△L.越小， B错误： C.轻压T1右端，若△L增大则有0减小，说明D>D,C错误： D.当A与A。直径相等时，tan0=0,形不成图乙中的千涉条 线，D错误.故速A. 1 山.解析D由加C开=万可知全反射格界角C=45, P 从AB中点垂直射入棱镜的入射光线恰好可以在等腰直角三角 由于整个玻璃砖分界线向上平移，则测出的折射角与正确操作 形的AC边发生全反射： 时相同，撼据折射定律可知，甲同学测出的玻璃砖的斯射率与真 (2)由题意可知，光线在校镜中的传播距离 实值相比不变： 乙可学在白纸上画'、d'两界面时，其间距比平行玻璃砖两光 学面的间距精微小些，则知图所示： 传播逸度为=二 P %) 则待格时间1=÷=5×1010。 (3)光屏上两相邻亮条敛中心间的距离 4-台-等02X108x10Tm=3X103m Le 1×3×108 Ps p. 答案：(1)能发生全反射(2)1=5×10-105 由几何知识可知测出的折射角小于正确操作时折射角，根据折 (3)△x=3×10-3m 射定律知乙同学测得的玻璃砖的折射率与真实值相比偏大. 提分集训（七十六） (4)A.为了提高测量的精确度，P、P2及P3、P,之间的距离应适 1,解析：(1)A.在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃 当大一些，以减小确定光路方向时造成的误差，A正确： 砖放在白纸上，使它的一个长边与4对齐，用直尺或者三角板轻 B.全反射必须是光由光密介质射向与光疏介质的交界面时才能 靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取 发生，所以即使光在界面a'的入射角大于临界角·光也不会发 下，画出直线：'代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着 生全反射，而一定会折射进入玻璃砖，故B错误： C.根据光路的可逆性可知光在aa'的入射角为3，根据折射定律 玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a,故A错误： B.在玻璃砖一侧指上大头针P:,P:,眼晴在另一侧透过玻璃砖 有sina=sng↓=sinC 看两个大头针，使P2花P1指住，这样就可以确定入射光线和入 不论光以什么角度从a'射入，经一次新射后到达界面b时的入 射点O·在眼晴这一俐，插上大头针P,使它把P1,P2都挡住 射角都会小于全反射临界角，所以都能射出帖，故C正确： 再插上大头针P,使它把P,P2,P都挡住，这样就可以骑定出 D.如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察，D正 射光线和出射点O2,故B正确： 确.故选ACD, 677 (5)由折射率公式可知，在图丁中可有D)=G) 纹，故C正确：D.若需得到竖直的条纹，只需要逆时针转动转动 ED 单、双雙和测量头即可，故D错误，故选AC 可得折射率n= DO ED (2)实险中移动目镜时，分刻板中心翦度线不应该移动，则甲同 FGFG 学的图像存在造假现象， GO (3)分划板中心刺线与第1条亮纹中心对齐时的示数为 所以测量ED,FG的长度使可正确计算出折射率的是图丁， x1=2mm+33.3×0.01mm=2.333mm 答案：(1)BD(2)n。 (3)不变偏大(4)ACD(5)丁 分划板中心到线与第6条亮纹中心对齐时示数为 xg=15mm+37.5×0.01mm=15.375mm ED 条纹间距离 FG 4.解析：(1)光线穿过平行玻璃砖的出射光线和入射光线平行，过 4r-3=15.375mm-2.333mm=2.6084mm 5 S1作BS2的平行线，交ad于C点，连接OC,光路图如图所示， 由湘年亮条钱的间距公式△一宁，解得光的波长为 A--2.6084x10X0.3X10 -m≈6.5×10-7m 1.2 答案：(1)AC(2)甲 (3)2.332(2.332一2.335均正确)6.5×107 3.解析：(1)双缝千涉实验是让单色光通过双缝在光屏上形成干涉 (2)根据几何关系可知，入射角的正孩值sin= 二，折射角 图科，所以让白炽灯光通过滤光片形成单色光，再经过单缝形成 V+ 相千光，再通过双缝形成干涉条纹.故M、N,P三个光学元件依 1-l4 次为滤光片、单雏、双雏.故选A 的正弦值sinr= ,极据折射定律州= (l1一l)+园 (2)A根据双缝千涉条纹间距公式4r=二X =4V4-)+6 将单缝向双缝靠近，条纹间距不变，对从目镜中观察到的条纹个 (-+ 数无关，故八错误： (3)若玻璃砖的宽度变小，d边与两条光线的交点距离支小，即 BC变小，则S1S2间的距离也会变小 B根据双键千涉条：间距公式△=宁 将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动，」减小，条纹间距减小，从目 答案：(1)见解析图(2)V仙一4)+ 镜中观察到的条纹个数增加，故B正确： (4-2W+ (3》变小 C搭据双能千涉条饮同距公式△=子 5.解析：(1)应该先插光路后面的什，否则光被挡住，后面的针无法 将毛玻璃屏向远高双缝的方向移动，L增大，条纹间距增大，从目 确定位置，故正确的插针顺序应是P,、P、P。,P1,故B正确. 镜中观察到的条纹个数减少，校C错误： (2)在MP界面上，由几何关系知光的入射角为=30°，新射角为 =0,对发瑞的折射率为=出品-尽，故A正确 D根据双缝千沙条纹间距公式△r=子 使用间距稍大些的双缝，d增大，条纹间距减小，从目镜中观察到 (3)入射光线与MN平行，在MP一侧没有找到出射光线，说明 的条纹个数增加，故D正确.故选BD, 光线在MP上发生了全反射，根据几何关系可以求出光线在MN (3)A.由于P点到两双缝的距离相等，所以P点俊然是光的干 面上的入射角，由插针得出折射角，从而由折射率公式计算出折 涉加强点，不可能出现暗条纹，故A错误： 射率」 B.当遮光筒内装满水后，光依然可以发生千涉·在光屏上依然会 答案：(1)B(2)A(3)微光在MP界面上发生了全反射能 出现明暗相间的条纹，故B错误： 提分集训（七十七） CD.光从空气射入水中波长会变短，根据双缝千涉条纹间距公式 1.解析：(1)该同学在测量相邻亮条纹的间距△？时，并不是直接测 量某相邻亮条纹的间距，而是先测量多个亮条蚊的间距再求出 Ar-fi △，使用了积累法，减小了测量误差，“用油膜法估测油酸分子的 所以干涉条纹间距会变窄，原P处的第一级亮条纹向P点 大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量，同样使用了积累 近，故CD正确.故选CD 法，诚小了测量误差，故逸C (4)由图乙可知，读数为x=9.5mm十26.2×0.01mm= (2)螺旋测殲器的最小分度值为0,01mm,图乙的读数为 9.762mm 0+26.0×0.01mm=0.260mm 答案：(1)A(2)BD(3)CD(4)9.762(9.7619.763均正确) 4.解析：(I)A.如发现条纹不清所，可通过拨杆调节，使单缝与双缝 图丙的读数为 平行，故A正确： 11.5mm+15.2×0.01mm=11.652mm B.换用间距较小的双缝，则双缝间距d减小，可知相邻条纹间距 相邻亮纹的间距为 4r,97-山.652-0.260 变大，故目镜中观察到的亮条纹个数将减少，故B错误： 6-1 m=2.28mm C.如把红色滤光片换成蓝色滤光片，因蓝光波长较小，根据 (3)根据千涉条纹间距公式有△x= △r=7A可知条纹间距诚小，则屏上的条纹数会变多，故C 错误： 整理得=Ar·山 D.若取下红色滤光片，在毛玻病屏上规察到的是白光（复色光） L 的干涉条件，因此观察到的是彩色条纹，故D错误，故选A, (4)A.仅撤掉滤光片，通过单缝和双缝的是复色光，满足干涉条 (2)由图可知螺旋测微器示数为 件，光屏仍能观察到干涉图样，故A正确： 0.5mm+0.01×32.0mm=0.820mm B.根据千涉条纹间距公式有△-入 (3)测得第1条暗条纹中心到第5条暗条纹中心之间的距离为 光屏上观察到的条致数与单缝和双缝距离无关，故B错误： ,则相邻暗条纹间距△=号 C,单，双缝相平行，两缝与光屏上的条纹平行，故C错误： D.仅城掉双缝，光通过单缝发生衍射，在光屏上能观察到明暗相 报据△r=子 间的条纹，故D正确，故选AD. 可知，单色光的流长一号4r一7 答案：1C(211.6522.28(3)L。 (4)AD (4)如果测量头中的分刻板中心刻度线与干涉条纹不在同一方 2.解析：(1)A.藏千涉条纹虽然倾补，但中心刻线与亮条纹平行，不 向上，刚在这种情况下测量干涉条纹的间距△时，条纹间距测 影响泼长测量的结果，故A正确±B.若光源为单色光源，去掉滤 量值将偏大，即桌实值小于测量值 光片，仍能观测到千涉条纹，故B错误：C,若去掉单缝，用红色激 光直接照射双缝，由于激光相干性比较好，所以仍能看到干涉条 答案：1A2)0.820（3费()小于 678