课后分层练(十九) 实验：测量玻璃的折射率-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

[课后分层练(十九)]　实验：测量玻璃的折射率 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1．(2024·北京高考)某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图，测出了入射角i和折射角r，则此玻璃的折射率n＝________。 答案： 2．(2025·河北石家庄期末)如图1所示，某同学用“插针法”测量某方砖所用材料的折射率，操作如下： 第一步：将带有三角形标志(顶点为M)的纸带紧贴住方砖后壁。 第二步：在木板上铺一张坐标纸，把方砖放在坐标纸上，使方砖前表面与坐标纸的一条坐标线重合，描出前后表面的底边a、a′。 第三步：从方砖的正前方观察M点，在垂直于a边的一条直线上竖直插入两根大头针P1、P2，插入点记为p1、p2。 第四步：从方砖左前方观察M点，竖直插入另外两根大头针P3、P4，保证两针顶端处于同一高度，插入点记为p3、p4。 第五步：移去方砖和大头针，在坐标纸上画出光路图，并进行计算。 (1)实验中插针环节，操作方法合理的是________。 A．插大头针P1、P2时，只需保证P1、P2连线垂直于a边 B．插大头针P1、P2时，保证两针顶端处于同一高度，且连线垂直于a边，移动两针，使P1的顶端挡住P2顶端和M点 C．插大头针P3、P4时，必须先插距a边较远的P3，且P3、P4距离尽量大些 D．插大头针P3、P4时，需保证P4顶端挡住M点，P3顶端挡住P4顶端和M点 (2)该同学描出的插针点位置如图2所示，请在坐标纸上画出光路图。 (3)该材料的折射率为________(保留3位有效数字)。 答案：(1)BD　(2)见解析　(3)1.65(1.60～1.70) 解析：(1)插大头针P1、P2时，应保证两针顶端处于同一高度，且连线垂直于a边，移动两针，使P1的顶端挡住P2顶端和M点，故A错误，B正确；插大头针P3、P4时，应先插距a边较近的P4，且P3、P4距离尽量大些，插大头针P3、P4时，需保证P4顶端挡住M点，P3顶端挡住P4顶端和M点，故C错误，D正确。故选BD。 (2)光路图如图所示。 (3)结合光路图，根据折射定律有 n＝≈1.65。 3．(2024·浙江高考)如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分别记为A和B、顶角大小为θ)的折射率。 (1)在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点。 (2)将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef。 (3)在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住____________(选填“P1”“P2”或“P1和P2”)的虚像。 (4)确定出射光线的位置____________(选填“需要”或“不需要”)第四枚大头针。 (5)撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率n＝______。 答案：(3)P1和P2　(4)不需要　(5) 解析：(3)要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像。 (4)cd与ab垂直，则过P1和P2的光线与ab垂直，光垂直入射时传播方向不变，可确定ef边上的入射点，此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线，不需要插第四枚大头针。 (5)根据几何关系可知入射角为θ，折射角为－α，如图所示。 故n＝。 4．用激光测某种玻璃制成的长方体玻璃砖的折射率，介质与屏P平行放置，用红色激光笔以一定角度照射bc侧的O点，从ad一侧的O′出射，此时在屏P上的S1处有激光点，移走砖璃砖，光点移到S2处。请回答下列问题： (1)关于此实验，下列说法正确的是________。 A．O′S1与OS2不一定平行 B．为减小相对误差，应选用厚度ab较大的砖璃砖做实验 C．该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率 (2)该小组在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为M、N点，如图所示，则玻璃的折射率n＝________。(用图中线段的字母表示) 答案：(1)B　(2) 解析：(1)如图所示， 由折射定律有n＝，又θ2＝θ3，可得θ1＝θ4，因此O′S1与OS2平行，故A错误；玻璃砖宽度较厚时，引起的角度误差较小，测量的折射率误差也就较小，故B正确；该实验原理不仅能测量两面平行的玻璃砖的折射率，也可以测两面不平行的玻璃砖的折射率，故C错误。故选B。 (2)根据折射定律有sin i＝n sin r 由几何关系有sin i＝，sin r＝ 联立可得n＝。 5．(2024·安徽高考)某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。 (1)为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。(填正确答案标号) A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′ B．在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2 C．实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差 (2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面。保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示。此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关，频率大，折射率________(选填“大”或“小”)。 (3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角α1，测得折射角分别为α2、α3(α2<α3)，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________(选填“>”或“<”)n介质。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。 答案：(1)B　(2)大　(3)> 解析：(1)在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与a对齐，用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线a′代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′，故A错误；在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2，故B正确；实验时入射角θ1应尽量大一些，但也不能太大(接近90°)，以减小实验误差，故C错误。 (2)由题图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律n＝，可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大。 (3)根据折射定律可知，玻璃的折射率为n玻璃＝，该介质的折射率为n介质＝，其中α2<α3，所以n玻璃>n介质。 学科网（北京）股份有限公司 $