第四章 第2节 实验：测定玻璃的折射率-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修1同步课件(教科版)

物理 选择性必修 第一册 JK 1 2 第2节 实验： 测定玻璃的折射率 刷基础 2 1.［广东深圳外国语学校2024检测］某实验小组用插针法确定光路位置做有关光的折射和光的反 射的实验. （1）用插针法测玻璃砖的折射率 甲 ①以下是图甲的实验操作，其中不合理或不必要的操作步骤是____.（填序号） .把半圆玻璃砖放在白纸上； .在白纸上紧贴玻璃砖确定玻璃砖的轮廓； .在半圆玻璃砖平面的一侧插入大头针、 ； .为使测量准确，尽量增大、 连线与玻璃砖所成的夹角； .眼睛在圆弧面一侧透过玻璃砖看大头针，使挡住 ； 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 3 .左右调整眼睛的观察位置； .在圆弧面一侧插入大头针，使它恰好挡住、 的像； .在圆弧面一侧插入大头针，使它恰好挡住和、 的像； .移去玻璃砖，在白纸上描出光线径迹； .测量相关角度或长度，计算玻璃砖的折射率. 解析 入射角适当大一些,故应适当减小与玻璃砖所成的夹角，故 不合理；不需要调整眼睛 的观察位置,故 不必要. 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 4 ②如图乙所示，某同学在白纸上画线时，由于笔尖与玻璃砖边缘有间距，使得在纸上画出的界面 （虚线）与玻璃砖边缘的实际位置有偏差，其他的实验操作均正确，由此测得玻璃砖的折射率与 真实值相比______（填“偏大”“偏小”“相同”或“无法确定”）. 偏小 乙 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 5 解析 如图所示,作出的折射光线相比实际折射光线绕出射点沿逆时针转动了一个角度,所以折射角 的测量值大于真实值,而由于玻璃砖上表面与虚线平行,所以入射角的测量值等于真实值,因此玻璃 砖折射率的测量值比真实值偏小. 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 6 丙 （2）用插针法验证光的反射定律 如图丙所示，一矩形玻璃砖的 面镀有反射膜，光线从玻璃砖下方射向玻璃 砖时，将从面反射回来， 面相当于一块平面镜，现用它验证光的反射定律. 下面是某同学制订的实验步骤： .把玻璃砖放在白纸上； .在白纸上紧贴玻璃砖 面确定平面镜位置； .在平面镜前方插入大头针、 ； .眼睛通过平面镜看大头针，移动眼睛位置使的像挡住 的像； 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 7 .在眼睛前插入大头针，使它恰好挡住平面镜中、 的像； .在眼睛前插入大头针，使它恰好挡住和平面镜中、 的像； .移去玻璃砖，在白纸上描出入射光线和反射光线的径迹； .作法线，测量反射角和入射角，比较其大小，验证结论. 以上步骤是否存在不必要的操作？______.如果存在，哪个步骤不必要？__.（若认为不存在则后 一空不必填写.） 存在 解析 由于恰好挡住平面镜中、的像,已经可以确定反射光的光路,所以无需使用,故 步骤 不必要. 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 8 2.［重庆育才中学等两校2025高二上联考］某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻 璃砖上、下表面平行.正确操作后，作出的光路图及测量的相关角度如图甲所示. 甲 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 9 （1）下列说法正确的是____. A.在插和时，只需要挡住 即可确定出射光线的光路 B.、及、 之间的距离适当大些，可以提高准确度 C.实验中入射角 适当偏大一点，测量结果更准确 D.实验中大头针、 越靠近法线测量结果越准确 BC 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 10 解析 在插和时,应使挡住、的像，挡住和、 的像,以此来确定出射光线的光路, 故A错误；大头针间的距离太小,引起的角度误差会较大,则、及、 之间的距离适当大些, 可以提高准确度,故B正确；入射角适当大些,折射角也会大些,折射现象较明显,角度测量的相对误 差会减小,测量结果更准确，故C正确；实验中大头针、 越靠近法线,入射角越小,故折射角也 越小,折射现象不明显,不利于测量和计算,故D错误. 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 11 （2）由于实验时忘了携带刻度尺、量角器等工具，该同学利用坐标纸进行数据处理，他利用图 乙可以计算出玻璃砖的折射率为____. 乙 解析 在光路图中利用方格构造三角形,由题图可得, ,则玻 璃砖的折射率为 . 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 12 （3）“插针法”确定好光路后，另一同学在坐标纸上确定界面的时候，不小心把玻璃砖整体平 行上移了一小段距离 ，如图丙所示，此时他计算出的玻璃砖折射率______.（填“偏大”“偏小” 或“不变”） 不变 丙 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 13 解析 把玻璃砖整体平行上移一小段距离 ,法线方向不变,玻璃砖中折射光线平行移动,折射角不变, 则计算出的折射率不变. 方法总结 用插针法测玻璃的折射率,原理是 ,所以关键是画出光路图,找出入射光线和折射光线, 从而确定入射角和折射角,其顺序可以归纳为“定光线,找角度,求折射率”. 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 14 甲 3.［重庆八中2025检测］如图甲所示的阴影部分为一透明光学元件的横截面， 为圆心为点的圆弧面， 为正方形.现要测定该元件的折射率，可供选用的器材 有：大头针、笔、刻度尺、圆规、平整的木板、图钉、白纸. 某小组进行了如下的实验操作，请将步骤补充完整. （1）将白纸用图钉固定在平整木板上，在白纸上画出光学元件的横截面图，标好对应关系，把 光学元件放在白纸上，使它的横截面与图中相应的线对齐. （2）在点竖直插大头针 . （3）选择合适的点竖直插上大头针，在外侧调整视线观察到大头针和 的像在一条直线 上，再竖直插上两枚大头针、，使挡住____________， 挡住_________________. 、的像 、的像和 解析 选择合适的点竖直插上大头针，在外侧调整视线观察到大头针和 的像在一条直线上， 再竖直插上两枚大头针，使挡住和的像，挡住、的像和 . 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 15 （4）移去大头针和光学元件，记录好、和 的孔洞位置，在固定好的白纸上作出直角坐标 系，如图乙所示，轴与重合，轴与重合，用刻度尺测出、和在直角坐标系 中的坐标、、.则此光学元件折射率的测量值为 ______（结果保留3 位有效数字）. 1.33 乙 解析 设入射角为，折射角为 ，的坐标为，的坐标为， 的坐标为 ，则有，，，代入数据联立解得 . 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 16 （5）根据小组的实验过程，下列哪些措施能够提高实验精确度_____. BD A.应选用较粗的大头针完成实验 B.应选用较细的大头针完成实验 C.插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当小些 D.插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当大些 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 17 解析 选用较细的大头针完成实验，可以减小因观察造成的误差，故A错误，B正确；插在光学元 件同侧的两枚大头针间的距离应适当大些，这样可减小确定光线方向时产生的误差，故C错误， D正确. 题型1 用插针法测量玻璃的折射率 18 4.［湖北武汉重点中学5G联合体2025高二上联考］做测量玻璃折射率实验时，同学们被分成若干 实验小组. 甲 （1）甲组同学在实验时，用他们测得的多组入射角与折射角作出 图像 如图甲所示，则下列判断正确的是_____. AC A.光线是从空气射入玻璃的 B.该玻璃对此光线的折射率约为0.67 C.该玻璃对此光线的折射率约为1.5 题型2 实验创新 19 解析 由题图甲可知,入射角大于折射角,可知光线是从空气射入玻璃的,故A正确；由折射率公式 ,可知玻璃对此光线的折射率 ,故B错误,C正确. 题型2 实验创新 20 （2）乙组同学先画出图乙所示的坐标系，再在区域放入某介质（以 轴为界面），并通过 实验分别标记了三个点、、 ，它们分别为折射光线、 入射光线、反射光线通过的点； 乙 题型2 实验创新 21 ①请在图乙所示坐标系中作出光路图； [答案] 见解析 解析 作出光路图如图所示. 题型2 实验创新 22 ②入射点 （图中未标出）的坐标为__________； 解析 根据反射光线与入射光线的对称性,可知入射点的横坐标为 ,故入射点 的坐标为 . ③通过图中数据可以求得该介质的折射率 _ _. 解析 设入射角为,折射角为,根据数学知识得, , 所以该介质的折射率 . 题型2 实验创新 23 $$