第14章 实验17 测量玻璃的折射率(Word练习)-【高考快车道】2026年高考物理大一轮总复习

实验十七　测量玻璃的折射率 1.在“测量玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作后插好了4枚大头针，如图甲所示。 （1）下列说法正确的是　　　　； A.入射角越大，误差越小 B.在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面 C.实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量 D.判断像与大头针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部 （2）请在图甲中画出完整的光路图； （3）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝　　　　　（保留三位有效数字）； （4）为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作后插好了8枚大头针，如图乙所示。图乙中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和　　　　（选填“A”或“B”）。 2.用圆弧状玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图甲中已画出经P1、P2点的入射光线。 （1）在图甲上补画出所需的光路。 （2）为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图甲中的AB分界面上标出这两个角，分别用i和r表示。 （3）为了保证光线从弧面CD上射出，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当　　　　（选填“小一些”“无所谓”或“大一些”）。 （4）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝　　　　。 3.（2023·海南高考14题）用激光测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖与屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射，此时在屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处，回答下列问题： （1）请画出激光束经玻璃折射后完整的光路图； （2）已经测出AB＝l1，OA＝l2，S1S2＝l3，则折射率n＝　　　　（用l1、l2、l3表示）； （3）若改用宽ab更小的玻璃砖做实验，则S1S2间的距离会　　　　（填“变大”“变小”或“不变”）。 4.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像。如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只需测量出　　　　　　　　，即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率n＝　　　　。 5.小明同学为探究光的折射定律设计了如图所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆屏的分界线，其中半圆形光屏F可绕直径NOM在水平方向折转。 （1）实验时，先让光屏E、F位于同一平面内，一束激光贴着光屏E沿半径方向从空气斜射入水中，在光屏F上　　　　（选填“能”或“不能”）看到折射后的光束；小明将光屏F沿逆时针（俯视）方向折转一定角度后，则在光屏F上　　　　（选填“能”或“不能”）看到折射光线，这说明折射光线和入射光线　　　　（选填“在”或“不在”）同一平面内； （2）小明探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如下表所示。由表中数据可知，光从水斜射入空气中时，折射角　　　　（选填“大于”“等于”或“小于”）入射角。 入射角 22° 32° 41° 折射角 30° 45° 60° 6.（2025·广东河源市开学考）某实验小组欲测定一段圆柱形玻璃砖的折射率，其操作步骤如下： a.将白纸固定在水平桌面上，将圆柱形玻璃砖竖直放在白纸上，用铅笔准确描出玻璃砖底面圆的轮廓。 b.将底面圆圆周平分为60等份，并标上相应的数字，如图甲所示，再将玻璃砖竖直放回图甲中的底面圆轮廓上进行实验。 c.用激光笔发出细束激光，沿平行于圆直径OO'的方向入射，分别准确记录入射点P和出射点Q在圆周上对应的读数N1、N2。 d.改变入射点位置，重复步骤c。 （1）根据圆周上的读数N1、N2可得，入射角i＝　　　　，折射角r＝　　　　　　　　。（以弧度制表示） （2）若经过多次测量，作出sin i-sin r的图像如图乙所示，则玻璃砖的折射率为n＝　　　　（结果保留三位有效数字）。 （3）在本实验的操作过程中，若入射光线发生了如图甲中虚线AB所示的偏离，则折射率的测量值将　　　　（选填“偏大”或“偏小”）。 实验十七　测量玻璃的折射率 1.（1）C　（2）见解析图a　（3）1.54（1.45～1.62均可）　（4）A 解析：（1）入射角大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会较小，但要注意并不是入射角越大越好，应适度，故A错误；为了防止弄脏玻璃砖，不能用铅笔贴着光学面画出界面，故B错误；实验中需要测量角度时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量，故C正确；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，故D错误。 （2）光路图如图a所示。 （3）由图b可知，取小方格的边长为单位长度，则sin i＝＝0.804 sin r＝≈0.521 n＝＝＝1.54。 （4）光线经由P1P2射入后光路图如图c所示。 第一次折射时入射角大于折射角，第二次是从玻璃砖射向空气，折射角要大于入射角，出射光线要远离法线，由图c可知经P3A的出射光线符合事实，而经P3B的出射光线靠近法线不符合事实，故对应的出射光线上的2枚大头针是P3和A。 2.（1）、（2）见解析图　（3）小一些　（4）1.5 解析：（1）、（2）连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线，测量的入射角i、折射角r及光路图如图所示。 （3）为防止光线在弧面CD发生全反射，光线在弧面AB的入射角应适当小一些。 （4）根据题图乙得玻璃的折射率n＝＝1.5。 3.（1）见解析图　（2）　（3）变小 解析：（1）根据题意画出光路图如图所示。 （2）设在O点时，光线入射角为α、折射角为θ，根据折射定律有n＝，由于射入玻璃砖的入射角等于射出玻璃砖的折射角，则S1S2＝CB，根据几何关系可知sin θ＝，sin α＝，联立解得n＝。 （3）若改用宽ab更小的玻璃砖做实验，画出光路图如图所示。 可看出S1S2间的距离变小。 4.玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ　 解析：由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，刚好发生全反射，在直径边一侧观察不到P1、P2的像，作出如图所示的光路图，可知全反射临界角为θ，则有n＝。 5.（1）能　不能　在　（2）大于 解析：（1）先让光屏E、F位于同一平面内，一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中，激光从光疏介质射入光密介质，在光屏F上能看到折射后的光束；当F屏沿逆时针（俯视）方向折转一定的角度后，则呈现折射光线的F屏和呈现入射光线的E屏不在同一平面内，所以在F屏上不能看到折射光线，这说明折射光线和入射光线在同一平面内。 （2）分析表格数据可知，光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，且入射角增大时，折射角也增大。 6.（1）（或）　－　（2）1.50　（3）偏小 解析：（1）圆周上的刻度被平分为60等份，则每个刻度表示的弧度为＝，根据圆周上的读数可得，入射角i＝ 折射角r＝＝－。 （2）sin i-sin r图像的斜率表示玻璃砖的折射率，则有n＝＝＝1.50。 （3）若入射光线发生如题图甲中虚线AB所示的偏离，则入射角的测量值偏小，折射率的测量值偏小。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $