第14章 第2讲 实验17：测量玻璃的折射率（PPT课件）-【满分思维】2027年高考一轮总复习·物理

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，覆盖实验原理、步骤、数据处理及误差分析等核心考点，对接高考对科学探究和科学思维的考查要求，通过梳理近三年模拟题明确插针法操作、折射率计算、误差分析为高频考点，归纳教材原型与创新改进两类常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“原理深化+真题突破+素养落地”的复习策略，如典题1通过插针步骤选择（BD选项）强化科学探究中的证据获取能力，典题2结合半圆形玻璃砖计算折射率（n=√3）培养科学推理素养。特设易错辨析（如入射角并非越大越好）和数据处理技巧，帮助学生掌握实验题答题要点，教师可依托其系统考点与真题解析，精准指导学生高效冲刺高考。

第2讲　实验17:测量玻璃的折射率 强基础·教考衔接 研考点·精准突破 目 录 索 引 强基础·教考衔接 1.实验目的 测量玻璃的折射率,掌握光发生折射的入射角和折射角的确定方法。 2.实验原理 用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O'B,确定出O'点,画出折射光线OO',然后测量出角θ1和θ2,根据n=计算玻璃的折射率。 　　　　 θ1为空气中的角,θ2为玻璃中的角 3.实验器材 白纸、图钉、大头针、刻度尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖。 4.实验步骤 (1)铺白纸、画线 ①如图所示,将白纸用图钉按在绘图板上,先在白纸上画出一条直线aa'作为界面,过aa'上的一点O画出界面的法线NN',并画一条线段AO作为入射光线。 ②把平行玻璃砖平放在白纸上,使它的长边跟aa'对齐,画出玻璃砖的另一条长边bb'。 (2)插针与测量 ①在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线的方向,直到P1的像被P2挡住,再在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像及P3,记下P3、P4的位置。 P3、P4连线即为光线AO的出射光线 ②移开玻璃砖连接P3、P4并延长交bb'于O',连接OO'即为折射光线,入射角θ1=∠AON,折射角θ2=∠O'ON'。 ③用量角器测出入射角和折射角,查出它们的正弦值。 ④改变入射角θ1,重复实验,记录相关测量数据。 5.数据处理 (1)计算法:计算每次折射率n,求出平均值。 (2)图像法(如图甲所示) (3)单位圆法(如图乙所示) 甲 乙 6.误差分析 (1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故在入射侧和出射侧所插两枚大头针的间距应大一些。 (2)入射角和折射角的测量造成误差。入射角应适当大一些,可以减小测量的相对误差。 √ × × 研考点·精准突破 考点一　教材原型实验 典题1 (2025四川眉山模拟)如图所示,某同学在“测量玻璃的折射率”的实验中,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有　　　。 A.插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像 B.插上大头针P3,使P3挡住P1的像和P2的像 C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3 D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像 BD (2)过P3、P4作直线交bb'于O',过O'作垂直于bb'的直线NN',连接OO'。测量 图中角α和β的大小,则玻璃砖的折射率n=　　　　。 (3)如图所示,该同学在实验中将玻璃砖界面bb'画斜了。若其他操作正确,则折射率的测量值　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)准确值。 小于 解析 (1)确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3,使P3能挡住P1、P2的像,确定P4大头针的位置的方法是使大头针P4能挡住P3和P1、P2的像,故该同学接下来要完成的必要步骤是B、D。 (2)根据折射定律,可得玻璃砖的折射率为n=。 (3)如图所示,在图中分别作出实际光路图(图中实线)和以aa'、bb'为界面,以大头针留的痕迹作出出射光线的实验光路图(图中虚线),比较实际光路图的折射角与实验图的折射角关系,可知折射角测量值偏大,则折射率偏小。 考点二　实验的改进与创新 典题2 (2025湖北恩施模拟)如图所示,用插针法测量 半圆形玻璃砖的折射率。 (1)在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交ab于O点。 (2)将玻璃砖直径面沿ab放置,使其半径O'b的中点位于 O点,并确定圆弧侧面的位置。 (3)在cd上竖直插上大头针P1和P2,从圆弧侧面透过玻璃砖观察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,测得从圆弧面出射的光线与直线cd的夹角为30°,则玻璃砖的折射率n=　　　　。 P1和P2 不需要 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要挡住P1和P2的像。 (4)cd与ab垂直,则过P1、P2的光线与ab垂直,光垂直入射时传播方向不变,因此可以确定圆弧面上的入射点,此时只需要找到折射光线上一点即可确定出射光线,故不需要插第四枚大头针。 (5)由图中几何关系结合题给条件可知,在圆弧面上入射角为30°,折射角为60°,则有n=。 典题3 (2026浙江绍兴模拟)如图所示,某同学用“尺瞄法”测定三棱镜玻璃的折射率,他在纸上画出三棱镜界面AB和AC,画一条与AB斜交的直线DO1,眼睛对着AC用直尺M瞄准它的像,沿直尺画出O2E。连接O1O2并延长,用圆规截取等长线段O1L和O1P,过L、P两点分别作法线NN'的垂线LK和PQ。 (1)三棱镜折射率为　　　　　　(用图中线段表示)。 (2)下列操作可以减小实验 误差的是　　　　。 A.O1点离∠A更近一些 B.O1L和O1P截取更长一些 C.用更短的直尺来瞄准直线 B 解析 (1)根据折射率定义有n=,因为O1O2=O1L,整理得n=。 (2)O1点离∠A更近一些,会使光线在三棱镜内的光路较短,测量误差相对增大,不利于减小误差,故A错误;O1L、O1P截取更长一些 ,在测量线段长度计算折射率时,相对误差会减小,从而可以减小实验误差,故B正确;用更短的直尺来瞄准直线,直尺越短,瞄准过程中产生的角度偏差可能越大,会增大实验误差,故C错误。 $