2026届高考物理一轮复习题型训练 10.11实验：测定玻璃的折射率

题型训练10.11实验：测定玻璃的折射率 1.“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示.在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 和 用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针 和 .在插 和 时，应使 (填选项前的字母). A. P₃只挡住 的像 B. P₄只挡住 的像 C. P₃同时挡住. 的像 2.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行.正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图所示.①此玻璃的折射率计算式为n= (用图中的θ₁、θ₂表示)；② 如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度 (填“大”或“小”)的 玻璃砖来测量. 3.如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的 面不能用手直接接触.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图乙所示，计算折射率时，用 (填“d”或“e”)点得到的值较小，用 (填“d”或“e”)点得到的值误差较小. 4.如图,画有直角坐标系 Oxy的白纸位于水平桌面上. M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合. OA是画在纸上的直线， 为竖直地插在直线OA上的两枚大头针， 是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线( 与y轴负方向的夹角.只要直线OA画得合适，且. 的位置取得正确，测出角α和β，便可求得玻璃的折射率. 某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了 两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到 的像，他应采取的措施是 ；若他已透过玻璃砖看到了. 的像，确定P₃位置的方法是 ；若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n= . 5.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三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①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙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 甲同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“不变”). 乙同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”偏小”或“不变”). 丙同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“不变”). 6.如图所示，在用激光测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖与光屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射，此时在光屏上的S₁处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S₂处， (1)请在图中画出激光束经玻璃砖折射后完整的光路图； (2)已经测出 则折射率n= (用l₁、l₂、l₃表示); (3)若改用宽度比 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”). 7.一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表 面).现要测定此玻璃的折射率.给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P₁、P₂、P₃、P₄)、带有刻度的直角三角板、量角器. 实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直线 aa'和 bb'，aa'表示镀银的玻璃表面，bb'表示另一表面，如图所示.然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P₁、P₂(位置如图).用P₁、P₂的连线表示入射光线. i.为了测量折射率，应如何正确使用大头针P₃、P₄? 试在题图中标出P₃、P₄的位置. ii.然后，移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法，标出光线从空气到玻璃中的入射角θ₁与折射角θ₂.简要写出作图步骤. iii.写出用θ₁、θ₂表示的折射率公式为n= . 8.某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸. (1)下列哪些措施能够提高实验准确程度 . A.选用两光学表面间距大的玻璃砖 B.选用两光学表面平行的玻璃砖 C.选用粗的大头针完成实验 D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些 (2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验 操作正确的是 . (3)该小组选取了操作正确的实验记录，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NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n= .(用图中线段的字母表示) 9.某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率.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M点水平入射，到达 ef面上的O点后反射到N点射出.用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q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QM连线的延长线与 ef面的边界交于P点，如图(a)所示. ③用刻度尺测量PM和OM的长度d₁和d₂. PM的示数如图(b)所示,d₁为 cm.测得d₂为3.40cm. (3)利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式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)相对误差的计算式为 100%.为了减小d₁、d₂测量的相对误差，实验中激光在M点入射时应尽量使入射角 . 学科网（北京）股份有限公司 1. C【解析】由实验原理得，插P₃时，应该同时挡住P₁和P₂的像，故C正确.综上答案为C. 可 ②大. 【解析】①由折射定律得 ②玻璃宽度越大，在画玻璃中的折射光线时引起的误差越小. 3.光学，d，e.【解析】长方形玻璃砖的光学面是玻璃和空气的分界面，为避免出现误差，在做实验时，不要用手触摸玻璃砖的光学面；作出如答图所示的光路图，由图可得，在玻璃的上界面发生折射时，入射角相等，dc光线所对应的折射角较大.由折射定律1×sinθ=n×sinγ可得，折射角越大，其所对应的折射率n越小；光线通过平行玻璃砖后的出射光线和入射光线平行，由图示可得，ec线和 ab线平行，故其误差较小. 4.见解析. 【解析】在白纸上另画一条与y轴正方问的夹角较小的直线OA，把大头针P₁、P₂竖直地插在所画的直线上，直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看到P₁、P₂的像；插上P₃后，P₃刚好能挡住P₁、P₂I的像 5.偏小，不变，可能偏大、可能偏小、可能不变. 【解析】通过作图，找折射角及入射角，比较实验测得的折射角及入射角与真实值，再用折射定律求得. 6.(1)如图所示; (3)变小. 【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S₁作BS₂的平行线，交 ad于C点，连接OC，光路图如答图所示. (2)根据几何关系可知，入射角的正弦值 折射角的正弦值 根据折射定律 (3)若玻璃砖的宽度变小，ad边与两条光线的交点距离变小，即BC变小，则S₁S₂间的距离也会变小. 7.见解析 【解析】i.在 bb'一侧观察P₁、P₂(经 bb'折射、 aa'反射,再经bb'折射后)的像，在适当的位置插上P₃，使得P₃与P₁、P₂的像在一条直线上，即让P₃挡住P₁、P₂的像；再插上P₄，让它挡住P₂(或P₁)的像和P₃、P₄的位置如图 ii.①过P₁、P₂作直线与 bb'交于O; ②过P₃、P₄作直线与 bb'交于O'; ③利用刻度尺找到OO'的中点M； ④过O点作 bb'的垂线CD,过M点作 bb'的垂线与 aa'相交于N，如图所示，连接ON； 川 8.(1)AD;(2)D;(3). 【解析】(1)玻璃砖越厚，入射光线与出射光线侧移距离越大，作图时相对误差越小，故A正确；两枚大头针间的距离越大，在确定入射及出射光线时的相对误差越小，故D正确；大头针应选用较细的，减少测量误差，故C错误；玻璃砖两光学面平行与否不影响测量结果，故B错误.综上答案为AD. (2)因玻璃的折射率大，故在玻璃中的折射角小于入射角，出射光线平行于入射光线，故D正确. (3)设入射角为θ₁，折射角为θ₂，故折射率为 9.(2)③2.25(2.23~2.27);(;(3) ;1.51(1.50~1.53);(4)适当小一些. 学科网（北京）股份有限公司 $