2027届高三一轮复习物理课件：实验 测量玻璃的折射率

该高中物理高考复习课件聚焦“测量玻璃的折射率”实验专题，依据高考评价体系明确了实验原理、操作规范、数据处理（计算法、图像法、单位圆法）及误差分析四大考查要点，通过近五年高考真题统计，突出教材原型实验（占比65%）与创新拓展（占比35%）的考点分布，归纳出操作判断、数据计算、误差分析等常考题型。 课件亮点在于“真题溯源+素养导向”的备考设计，如以2024安徽卷实验操作题为例，通过“插针法步骤拆解”培养科学探究素养，结合“单位圆法”简化数据处理强化科学思维。特设易错警示（如入射角过大或过小的影响）和创新实验指导（如烧杯测水折射率），助力学生掌握规范操作与创新能力，教师可据此实现考点精准突破与高效复习。

物 理 构建知识体系 形成关键能力 提高学科素养 精准高效备考 高考能力梯级集训 实验18　测量玻璃的折射率 目录 1 2 基础自主落实 课前 自检自测·回归教材 能力探究突破 课中 课堂互动·考教衔接 实验18　测量玻璃的折射率 基础 自主落实 课前 自检自测·回归教材 一、实验原理 如图所示,当光线AO以一定的入射角θ1穿过一块两 面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线O'B,从而画出光从空气射入玻璃后 的折射光线OO',求出折射角θ2,再根据n=或 n=计算出玻璃的折射率。 二、实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、直尺(刻度尺)、铅笔。 返回目录 实验18　测量玻璃的折射率 三、实验步骤 1.用图钉把白纸固定在木板上。 2.在白纸上画一条直线aa',并取aa'上的一点O为入射点,作过O点的法线MM'。 3.画出线段AO作为入射光线,并在AO上插上P1、P2两个大头针。 4.在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与直线aa'对齐,并画出另一条长边的对齐线bb'。 5.眼睛在bb'的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向,使P1被P2挡住,然后在眼睛这一侧插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,再插上P4,使P4挡住P1、P2的像和P3。 返回目录 实验18　测量玻璃的折射率 6.移去玻璃砖,拔去大头针,由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O'B及出射点O',连接O、O'得到线段OO'。 7.用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。 8.改变入射角,重复实验。 返回目录 实验18　测量玻璃的折射率 四、数据分析 1.计算法 用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的n=,并取平均值。 2.图像法 改变入射角θ1,测出对应的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2 的图像,由n=可知图像应是过原点的直线, 如图所示,其斜率为折射率。 返回目录 实验18　测量玻璃的折射率 3.“单位圆”法 以入射点O为圆心,以一定的长度R为半径画圆,如图所示,sin θ1=,sin θ2 =,OE=OE'=R,则n=。只要用刻度尺量出EH、E'H'的长度就可以求出n。 返回目录 实验18　测量玻璃的折射率 五、误差分析 本实验误差主要来源于确定入射光线、出射光线时的准确性以及入射角和折射角的测量造成的偶然误差。 六、注意事项 1.实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O之间、P3与O'之间距离要稍大一些。 2.入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°)。 3.操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面,也不能把玻璃砖界面当尺子画界线。 4.实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。 5.玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5 cm以上,若宽度太小,则测量误差较大。 返回目录 实验18　测量玻璃的折射率 易错辨析 (1)做测定玻璃的折射率实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上。(　　) (2)做测定玻璃的折射率实验时,入射角越大越好。(　　) (3)做测定玻璃的折射率实验时,应把玻璃砖界面当作尺子直接画界线。 (　　) √ × × 返回目录 实验18　测量玻璃的折射率 考点一　教材原型实验 能力 探究突破 课中 课堂互动·考教衔接 角度一　实验原理与操作 例1 (2024安徽卷)某实验小组做测量玻璃的折射率及拓展探究实验。 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 (1)为测量玻璃的折射率,按图所示进行实验,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 B 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 (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”)。  大 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 (3)为探究折射率与介质材料的关系,用同一束激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。  > 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 解析 (1)在白纸上画出一条直线a作为界面,把玻璃砖放在白纸上,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'代表玻璃砖的另一长边,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。 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 (2)由图乙可知,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。 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 角度二　实验数据处理与误差分析 例2 某小组做测量玻璃的折射率实验,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 AD 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 (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(互相平行)和四个大头针扎下的针孔如图所示,其中实验操作正确的是　　　　。  D 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 (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)。  返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 (4)在用插针法测量玻璃的折射率的实验中,甲、乙两位同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置(图中阴影)的关系分别如图中①②所示,其中甲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　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”);乙同学测得的折射率与真实值相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  偏小 不变 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 解析 (1)为了使作图误差更小,应选用两光学表面间距大的玻璃砖,A正确;根据折射定律可知,如果两个光学面不平行,不影响入射角与折射角的值,所以对折射率的测定结果不产生影响,B错误;为了准确测量光路图,应选用较细的大头针来完成实验,若选用粗的大头针完成实验,容易出现观察误差,从而造成测量误差,C错误;插在玻璃砖同侧的两枚大头针之间的距离应适当大些,引起的角度误差会减小,D正确。 (2)由题图可知,选用的玻璃砖两光学表面平行,则入射光线应与出射光线平行,B、C错误;又光线在玻璃砖中与法线的夹角应小于光线在空气中与法线的夹角,A错误,D正确。 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 (3)由折射定律可知n=。 (4)如图,甲同学在测定折射率时,作出的折射光线如图中虚线所示,实线表示实际光线,可见测量的折射角偏大,则由折射定律n=可知,测量的折射率n比真实值偏小。用题图②测折射率时,只要操作正确,折射率的测量值与玻璃砖形状无关,故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。 返回目录 考点一 考点二 实验18　测量玻璃的折射率 考点二　创新拓展实验 角度　实验的改进与创新 例3 (2026山西朔州开学考试)如图所示,某同学用一个烧杯和一把刻度尺测定水的折射率,请填写下述实验步骤中的空白。 实验18　测量玻璃的折射率 考点一 考点二 返回目录 (1)用刻度尺(可以视为线状物)测出烧杯杯口内径d(图中OC的距离)。 (2)将刻度尺沿烧杯杯口边缘竖直插入烧杯中,刻度尺的零刻度(A点)与烧杯底部接触,刻度尺在烧杯杯口位置(C点)的刻度值为x1。 (3)从某一方向通过杯口O点看,恰好可以直接看到刻度尺上的B点刻度值x2,接下来往烧杯内注满水,在相同位置相同方向观察,恰好能看到刻度尺的A点。 (4)在烧杯内注满水后,眼睛恰好能看到刻度尺的A点时,该同学同时还可以通过水面反射光线看到刻度尺上的刻度值为　　　　。  (5)根据以上测量和观察结果,可以计算出水的折射率n=　　　 。 2x1-x2 实验18　测量玻璃的折射率 考点一 考点二 返回目录 解析 (4)在烧杯内注满水后,眼睛恰好能看到刻度尺的A点时,该同学同时还可以通过水面反射光线看到刻度尺上B点的对称点的刻度值为x3=x1+(x1-x2)=2x1-x2。 (5)如图所示,水的折射率为n=, 根据几何关系得sin α=,sin β=。 解得n=。 实验18　测量玻璃的折射率 考点一 考点二 返回目录 $