课时测评21　测定介质的折射率-【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（粤教版）

课时测评21　测定介质的折射率 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1．(10分)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是________。 A．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 B．实验中为方便操作可用玻璃砖代替尺子画线 C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大一些 D．为减小测量误差，P1、P2连线与玻璃砖界面法线的夹角越大越好 答案：C 解析：根据光路可逆可知，光线一定会从下表面射出，则即使P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖仍可以看到P1、P2的像，故A错误；为了保护玻璃砖的光学界面，实验中不能用玻璃砖代替尺子画线，故B错误；大头针之间的距离太小，引起的误差会较大，所以为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大一些，故C正确；为减小测量误差，入射角应当适当大一些，这样折射角也会大一些，折射现象更明显，角度的相对误差会减小，但如果入射角太大，则反射光过强，折射光太弱，不宜观察，故D错误。 2．(10分)(2024·江门市联考)某同学利用防水激光笔、长方体透明水槽、圆规和刻度尺等测定水的折射率，实验过程如下： (1)将水槽平放在水平桌面上，防水激光笔固定在水槽中的S处。 (2)①如图甲所示，用激光笔靠近水槽前侧面发出一细束激光，在激光传播光路上选取两个点O和A，并用记号笔在水槽前侧面上记下O、A两点的位置。 ②保持激光笔位置和发射激光束的方向不变，在水槽中慢慢注入清水，使水面恰好到达O点处，在水面上方的激光传播光路上选取B点，用记号笔在前侧面上记录B点的位置。 ③如图乙所示，用直尺在水槽前侧面上过O点作竖直线OO′，分别连接OA和OB得到加水前后激光的出射光线。 ④以O点为圆心，用圆规在水槽前侧面上作辅助圆，分别交OA和OB于C点和D点，再分别过C点和D点作竖直线OO′的垂线，垂足分别为E点和F点。 ⑤分别用刻度尺测量线段CE的长度d1和DF的长度d2，其中d2＝3.20 cm，d1的读数如图丙所示，则d1＝______cm。 (3)利用所测的物理量，水的折射率可表示为n＝________，由测得的数据计算水的折射率n＝______(结果保留3位有效数字)。 (4)为了减小实验测量误差，下列实验操作正确的是_______。 A．选取A点和B点时应该尽量靠近O点 B．应该尽量使激光束处于竖直面内 C．激光在水面处的入射角越大越好 D．辅助圆的半径应该尽量大些 答案：(2)⑤52.40　(3)　1.33　(4)BD 解析：(2)⑤刻度尺的最小分度为1 mm，应估读到下一位，故d1＝2.40 cm。 (3)设圆的半径为R，根据几何关系可知入射角的正弦值sin i＝，折射角的正弦值sin r＝，则水的折射率表达式n＝＝，代入数据可得n≈1.33。 (4)为了减小误差，选取A点和B点时应该尽量远离O点，故A错误；为了尽可能找准角度，应该尽量使激光束处于竖直面内，故B正确；实验时入射角应适当大些，可以减小误差，但不是越大越好，故C错误；辅助圆的半径应该尽量大些，方便测量，故D正确。故选BD。 3．(10分)(2024·广州市市第一中学校联考)某同学测量玻璃的折射率。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P点水平入射，到达bc面上的Q点后折射出玻璃砖，用大头针在白纸上标记P点、Q点和激光笔出光孔S的位置； ②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作ab界面的法线PM和光线PQ的反向延长线PN，过法线上的M点分别作PS和PN的垂线，垂足分别为点A和点B，如图所示； ③用刻度尺测量MA和MB的长度l1和l2，测得l1＝2.40 cm，l2＝1.60 cm。 (3)利用所测量的物理量，写出玻璃砖的折射率表达式为n＝________，由测得的数据可得折射率n为________(结果保留3位有效数字)。 (4)为了减小实验的相对误差，下列说法正确的是________。 A．选取点M尽量靠近入射点P B．选取点M尽量远离入射点P C．选取ab界面的入射角尽量大些 D．选取ab界面的入射角尽量小些 答案：(3)　1.50　(4)BC 解析：(3)折射率n＝，又sin i＝，sin γ＝，则n＝＝，代入数据解得n＝1.50。 (4)为了减小实验测量的相对误差，选取点M尽量远离入射点P，选取ab界面的入射角尽量大些。故选BC。 4．(10分)(2024·佛山市高二校联考)在“测定玻璃的折射率”实验中： (1)为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是________； A．必须选用上下表面平行的玻璃砖 B．选择的入射角应尽量小些 C．大头针应垂直地插在纸面上 D．大头针P1、P2和P3、P4之间的距离适当大些 (2)甲同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00 cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O和O′连线的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图甲所示，用刻度尺量得OB＝8.00 cm，CD＝4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n＝________(计算结果保留3位有效数字)； (3)乙同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图乙所示。则他测出的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 答案： (1)CD　(2)1.50　(3)不变 解析：(1)用插针法测折射率时，不一定要选用上下表面平行的玻璃砖，故A错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，故B错误；为了准确确定入射光和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，故C正确；大头针P1、P2和P3、P4之间的距离适当大些，会减小角度测量误差，故D正确。故选CD。 (2)根据折射定律和几何关系知AB＝＝6.00 cm，n＝＝＝＝1.50。 (3)如图所示，虚线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而实线是作图时所采用的光路图 通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律可知这位同学测得的折射率将不变。 5．(10分)(2024·深圳市高二期末)如图甲所示，用插针法测定玻璃砖折射率： (1)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度______(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量； (2)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，从图线可知玻璃砖的折射率是________； (3)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，小张、小王二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图丙中①、②所示，其中小张同学用的是矩形玻璃砖，小王同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则小张同学测得的折射率与真实值相比__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；小王同学测得的折射率与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 答案：(1)大　(2)1.5　(3)偏小　不变 解析：(1)为了减小折射角的测量误差，应使折射光线适当长些，即应选用宽度大的玻璃砖来测量。 (2)根据折射定律n＝可知n等于图像斜率的倒数，即n＝＝＝1.5。 (3)小张同学所作折射光线(虚线)与实际折射光线(实线)如图所示。 此时所测折射角比实际折射角偏大，所以小张同学测得的折射率与真实值相比偏小。虽然小王同学所用的是梯形玻璃砖，但在操作正确的情况下不影响入射角和折射角的测量，所以小王同学测得的折射率与真实值相比不变。 学生用书第102页 学科网（北京）股份有限公司 $