测定玻璃的折射率试题
光-测定玻璃的折射率
测定玻璃的折射率【例1】下列关于实验的叙述,正确的有( )A.玻璃砖的宽度应适当大些B.玻璃砖两侧的两个大头针的距离应该小一些C.大头针应竖直地插在纸面上D.在插P4时,只要能挡住P3的光线就行,与P1、P2无关答案 AC【例2】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“相等”).乙同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”).丙同学测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”).答案偏小不变可能偏大、可能偏小、可能相等【例3】如图用某种透光物质制成的直角三棱镜ABC;在垂直AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2,在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像 ,再在观察的这一侧先后插入两枚大头针P3、P4,使P3 ,P4 ,记下P3、P4的位置,移去大头针和三棱镜,过P3、P4作直线与AB面相交于D,量出该直线与AB面的夹角为45°,则该透光物质的折射率n= ,并在图中正确的画出完整的光路图.答案被P2的像挡住挡住P1、P2的像挡住P1、P2的像和P32光路图如下1.如图所示,用插针法测定玻璃折射率的实验中,以下各说法中正确的是（）①P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些,可以提高准确度②P1、P2及P3、P4之间的距离小些,可以提高准确度③入射角i适当大些,可以提高准确度④入射角太大,折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射,使实验无法进行⑤P1、P2的间距和入射角的大小均与实验的准确度无关A.①③B.②④C.③⑤D.①④答案A2.某同学用插针法测定玻璃的折射率n,他的实验方法和操作步骤正确无误,但事后发现玻璃砖的两个光学面aa′与bb′不平行,那么下列说法中正确的是（）A.P1P2与P3P4两条直线不平行B.P1P2与P3P4两条直线一定平行C.测出的n值一定偏大D.测出的n值不受影响答案AD3.两个同学各设计一个数据记录表格,而且都已完成了计算,你认为对的是.甲设计的表格是次数θ1sinθ1θ2sinθ2n n1 30°0.500 20.9°0.357 1.402 45°0.707 30.5°0.508 1.391.403 60°0.866 38.0°0.616 1.41乙设计的表格是次数 1 2 3 角平均值正弦值n θ130°45°60°45°0.7071.42θ220.9°30.5°38.0°28.8°0.497答案甲4.某同学根据所学的光学知识,设计了一个测量液体折射率的仪器.如图实所示,在一个圆盘上,过其圆心O做两条互相垂直的直径BC、EF.在半径OA上,垂直盘面插上两枚大头针P1、P2,并保持位置不变.每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线.而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1、P2的像.该同学通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值.则:(1)若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所刻折射率的值为 .(2)图中P3、P4两个位置,对应的折射率较大的是 .答案 (1)1.73 (2)P45.如图所示,画有直角坐标系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,直径与x轴重合,OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3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OP3与y轴负方向的夹角.只要直线OA画得合适,且P3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P1、P2两枚大头针,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P1、P2的像,他应采取的措施是 .若他已透过玻璃砖看到了P1、P2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= .答案 在白纸上另画一条更靠近y 轴正方向夹角较小的直线OA ,把大头针P 1、P 2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够看到P 1、P 2的像 插上P 3后,使P 3刚好能够挡住P 1、P 2的像 αβsin sin。
高中物理精品试题：选修3-4 第三章 光学 第3节 实验
测定玻璃的折射率用双缝干涉测量光的波长1．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为()A．手电筒射出的光是单色光B．干涉图样太细小看不清楚C．周围环境的光太强D．这两束光为非相干光2．在杨氏双缝干涉实验中，如果()A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．若仅将入射光由红光改为蓝光，则条纹间距一定变大D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹3．用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是()A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象C．频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹D．尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象4．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是() A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同5．如图所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则() A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移6．关于光的干涉及双缝干涉实验的认识，下列说法正确的是()A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉B．频率不同的两列光波也能产生干涉现象C．单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹D．单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹E．用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的不等间距的单色条纹7．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光8．如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样：图甲为用绿光进行实验的图样，a为中央亮条纹；图乙为换用另一种单色光进行实验的图样，a′为中央亮条纹．则以下说法正确的是(λ绿>λ红)()A．图乙可能是用红光进行实验产生的条纹，表明红光波长较长B．图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．图乙可能是用红光进行实验产生的条纹，表明红光波长较短9.用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则()A．O到达a、b的路程差为零B．M、N到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．M、N到达e的路程差为2λ11．某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强12．某同学按双缝干涉实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功．若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，仍能使实验成功的是()A．将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C．将单缝向双缝移动少许，其他不动D．将单缝与双缝的位置互换，其他不动14.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示．双缝间的距离d＝3 mm.(1)若测量红光的波长，应选用________色的滤光片．实验时需要测定的物理量有________和________．(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图甲所示，观察第5条亮条纹的位置如图乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.15．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l＝75.0 cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条亮条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数x1＝________ mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条亮条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2＝________ mm，由以上已知数据和测量数据，可得该单色光的波长是________ mm.(保留2位有效数字)16．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②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________(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”)．17．在用插针法测定玻璃折射率的实验中，某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10 cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO′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，如图所示．用刻度尺量得OB＝8 cm，CD＝4 cm，由此可得出玻璃砖的折射率n＝________.1．D 2.B 3.BD 4.A 5.D 6.AD 7.C 8.A9.BD11. AC 12.ABC14.解析 (1)要测量红光的波长，应用红色滤光片．由Δx ＝l dλ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx .(2)由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640 mm ，所以Δx ＝a 2－a 1n －1＝0.6404 mm ＝1.60×10－4 m ， λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70m ≈6.86×10－7 m.15.答案 0.3 9.5 6.1×10－4解析 由游标卡尺读数规则读出x 1＝0.3 mm ，x 2＝9.5 mmΔx ＝x 2－x 1n －1＝9.24 mm ＝2.3 mm λ＝Δx ·d l＝2.3×0.20750 mm ≈6.1×10－4 mm.16.答案 偏小 不变解析 用题图①测定折射率时，玻璃砖中折射光线偏折变大了，所以折射角增大，所测折射率减小；用图②测定折射率时，只要操作正确，折射率的测定值与玻璃砖的形状无关．17.答案 1.5解析 由题图可知sin ∠AOB ＝AB OA ，sin ∠DOC ＝CD OC ，OA ＝OC ＝R ，根据n ＝sin θ1sin θ2知，n ＝sin ∠AOB sin ∠DOC ＝AB CD ＝102－824＝1.5.。
高考物理一轮总复习 专题14 机械振动 光学 实验15 测定玻璃的折射率
• 变式 (2021年郑州模拟)(1)几位同学做“用插针法测定玻 璃折射率”实验，图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的 玻璃砖的两个界面．几位同学进行了如下操作：
• A．甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行， 其他操作正确
• 4．玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定， 测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量．
• 例题 在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确 操作插好了4枚大头针，如图甲所示．
甲
乙
• (1)在甲图中画出完整的光路图．
• (2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的 折射率n＝________(结果保留3位有效数字)．
• 【解析】(1)甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′和bb′ 不平行，不会影响入射角和折射角的确定；乙同学将玻璃砖 向aa′方向平移了少许，直线aa′、bb′之间的距离仍然等 于玻璃砖的厚度，入射角和折射角的大小不变，丙同学在白 纸上画aa′和bb′间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大 些，使画出的入射点向左移，出射点向右移，所画的折射角 比实际值大，算得的折射率将偏小．
•在bb′界面发生全反射，故C错误．
课后提能演练
• (2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射 方向AO，插了两枚大头针P1和P2，如图所示(①②③是三条直 线)．在以下的操作说法中你认为正确的是______(填选项前的 字母)．
• A．在bb′侧调整观察视线，另外两枚大头针P3和P4可能 插在③线上
• B．保持O点不动，减小入射角，在bb′侧调整观察视线， 另两枚大头针P3和P4可能插在①线上 • C．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线， 看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′侧面发生全反射 • 【答案】(1)AB (2)B
2020年高考物理实验专项复习：《测定玻璃的折射率》(解析版)
《测定玻璃的折射率》一、实验题1.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下图所示，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)2.如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”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P3D.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像(2)过P3、P4作直线bb’交于O’，过O作垂直于aa’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.某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图甲中实线所示)。
在固定好的白纸上作出直角坐标系xOy，实验时将半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合，且圆心恰好位于O点，实验正确操作后，移去玻璃砖，作OP3连线，用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示)，此圆与AO线交点为B，与OP3连线的交点为C.测出B点到x、y轴的距离分别为l1、d1，C点到x、y轴的距离分别为l2、d2。
实验：测定玻璃的折射率
实验：测定玻璃的折射率1．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，代入公式计算玻璃的折射率．2．实验器材：白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖．3．实验过程：(1)铺白纸、画线．①如图所示，将白纸用图钉按在平木板上，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MN，并画一条线段AO作为入射光线．②把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．②移去玻璃砖，连接P3、P4并延长交bb′于O′，连接OO′即为折射光线，入射角θ1＝∠AOM，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，将数据填入表格中．④改变入射角θ1，重复实验步骤，列表记录相关测量数据．4．数据处理：计算每次的折射率n，求出平均值n.5．注意事项(1)玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．(2)大头针要插得竖直，且间隔要大些．(3)入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．(4)玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．(5)实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变．1．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示．(1)在图上画出所需的光路．(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是__________，在图上标出它们．(3)计算折射率的公式是__________________．解析：(1)如图所示，画出通过P 1、P 2的入射光线，交AC 面于O ，画出通过P 3、P 4的出射光线交AB 面于O ′，则光线OO ′就是入射光线P 1P 2在三棱镜中的折射光线．(2)在所画的图上注明入射角θ1和折射角θ2，并画出虚线部分，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度)．(3)根据折射率的定义可知n ＝sin θ1sin θ2⎝⎛ 或因为sin θ1＝EF OE ， sin θ2＝GH OG ，则n ＝EF OE GH OG ＝⎭⎫EF ·OG OE ·GH . 答案：(1)见解析 (2)θ1和θ2(或线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度) (3)n ＝sin θ1sin θ2⎝⎛⎭⎫或n ＝EF ·OG OE ·GH 2．在“测定玻璃的折射率”的实验中，某同学经正确的操作，插好了4枚大头针P 1、P 2和P 3、P 4，如图所示．(1)在坐标线上画出完整的光路图，并标出入射角θ1和折射角θ2.(2)对你画出的光路图进行测量，求出该玻璃的折射率n ＝________(结果保留2位有效数字)．解析：(1)过P 1、P 2作直线与玻璃砖长表面交于O 点，过O 点作长表面的垂线EF ，即为过O 点的法线；过P 3、P 4作直线与玻璃砖短表面交于O ′点，过O ′点作短表面的垂线MN ，即为过O ′点的法线；连接O 、O ′两点；从P 1到P 4在三段线段上依次标出方向．如图所示．(2)根据图可知sin θ1＝222＋22＝22 sin θ2＝112＋1.752＝465 根据折射率公式得n ＝sin θ1sin θ2＝22465＝1308＝1.4 答案：(1)见解析 (2)1.43．(2016·福建晋江联考)在“测定玻璃折射率”的实验中，如图所示为所插四枚大头针的位置，aa ′为事先确定好的玻璃砖的其中一平行边，bb ′为准确操作时应画出的玻璃砖的另一平行边．(1)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb ′移到图中虚线①位置，而在作光路图时aa ′不变，则所测得的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)；(2)若所使用的玻璃砖的bb ′边与aa ′不平行(如图虚线②所示)，其他操作无误，则所测得的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．解析：(1)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb ′移到图中虚线①位置，而在作光路图时aa ′不变，作出光路图如图所示，测量得到的入射角没有变化，而折射角偏小，根据折射率公式n＝sin i sin r可知，所测得的折射率将偏大．(2)测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关．所以若所使用的玻璃砖的bb′边与aa′不平行，其他操作无误，则所测得的折射率将不变．答案：(1)偏大(2)不变课时规范训练[基础巩固题组]1．(多选)已知介质对某单色光的临界角为θ，则()A．该介质对此单色光的折射率为1 sin θB．此单色光在该介质中传播速度为c sin θ(c为真空中光速) C．此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sin θ倍D．此单色光在该介质中的频率是真空中的1 sin θ解析：选ABC.介质对该单色光的临界角为θ，它的折射率n＝1sin θ，A正确；此单色光在介质中的传播速度v＝cn＝c sin θ，B正确；波长λ＝vf＝c sin θc/λ0＝λ0sin θ，C正确；光的频率是由光源决定的，与介质无关，D错误．2．如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，则()A．λa＜λb，n a＞n bB．λa＞λb，n a＜n bC．λa＜λb，n a＜n bD．λa＞λb，n a＞n b解析：选B.由题图可知，在入射角相同的情况下，光线a的偏折程度小于光线b的偏折程度，因此光线a的折射率小于光线b的折射率，故选项A、D错误；由于折射率越大频率越高，因此光线a的频率小于光线b的频率，由c＝λν可知光线a的波长大于光线b的波长，选项B正确．3．某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i 和折射角r，作出sin i－sin r图象如图乙所示．则()。
高三-测定玻璃的折射率-练习题-(带答案解析)
选修3-4 第十三章 实验十 测定玻璃的折射率1．在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，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实－10－8①、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．(1)甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(2)乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(3)丙同学测得的折射率与真实值相比________．2．在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下：①用图钉将记录光路的白纸固定在平板上；②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上；③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa ′和bb ′；④在aa ′上选择一点O ，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角θ1分别为0°、30°、45°的入射光线；⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角θ2；⑥按公式分别计算sin θ1sin θ2，取三个值的算术平均值． (1)以上步骤中有错误或不妥之处的是________；(2)应改正为_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.3. 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(P 1、P 2、P 3、P 4)、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，如图实－10－9所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P 1、P 2(位置如图)．用P1、P2的连线表示入射光线．(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4?_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (试在图实－10－9中标出P3、P4的位置)(2)然后移去玻璃砖与大头针．试在图实－10－9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．________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________.(3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n＝________.4．如图实－10－10所示，一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像，则该玻璃砖的折射率n＝________.有一同学把大头针插在P1′和P2′位置时，沿着P4、P3的方向看不到大头针的像．其原因是_____________________________________________________________．5．如图实－10－11所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白．(1)用__________测出广口瓶瓶口内径d.(2)在瓶内装满水．(3)将刻度尺沿瓶口边缘__________插入水中．(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度(即图中A点)，同时看到水面上B点刻度的像B′恰与A点的像相重合．(5)若水面恰与直尺的C点相平，读出________和___________________________的长度．(6)由题中所给条件，可以计算水的折射率为n＝___ ___________________.1解析：用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变．答案：(1)偏小 (2)不变 (3)可能偏大、可能偏小、可能不变2解析：(1)有错误或不妥之处的是③④⑤.(2)③中应先画出一条直线，把玻璃砖的一边与其重合，再使直尺与玻璃砖的界面对齐，移开玻璃砖后再画边界线；④中入射角要取0°以外的三组数据；⑤中大头针要竖直插牢，观察时看针脚是否在同一条直线上．答案：见解析3解析：(1)在bb ′一侧观察P 1、P 2(经bb ′折射、aa ′ 反射，再经bb ′折射后)的像，在适当的位置插上P 3，使得P 3与P 1、P 2的像在一条直线上，即让P 3挡住P 1、P 2的像；再插上P 4，让它挡住P 2及P 1的像和P 3.P 3、P 4的位置如图所示．(2)①过P 1、P 2作直线与bb ′交于O ；②过P 3、P 4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 ；⑤∠P 1OD ＝θ1，∠CON ＝θ2.(3)由折射率的定义可得n ＝sin θ1sin θ2. 答案：(1)(2)见解析 (3)sin θ1sin θ24解析：由图可知，当光由空气进入玻璃时，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.所以n ＝sin θ1sin θ2＝3≈1.73.当光由玻璃射入空气时，若θ1≥C ，则发生全反射，而sin C ＝1n ＝33，当针插在P 1′P 2′时，入射角θ1＝60°＞C ，已发生全反射．答案：1.73经过P1′P2′的光线在MN处发生全反射5解析：本题为测材料折射率的变式题，运用光的反射和折射所成虚像的重合，巧妙地求出材料的折射率．由光路图知：sinθ1＝dd2＋BC2sinθ2＝dd2＋AC2.结论便不难得出．答案：(1)刻度尺(3)竖直(5)AC AB(6)d2＋AC2d2＋(AB－AC)2。
高二物理光的折射试题答案及解析
高二物理光的折射试题答案及解析1.如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°。
半径为R的扇形NBC。
该柱体厚度为h，即MN=DC=AB=h。
一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成450角的方向照射到ABNM面上。
若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上有光透出部分的面积为（）A． B. C. D.【答案】B【解析】根据折射定律有：，得，折射角 r=30°，即光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°．过N的光线垂直入射到BC界面上点D射出，D到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到NB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大．根据临界角公式：，可得临界角C=45°，设BC界面上的临界点为E，此光线在NB界面上点F入射，在三角形NEB中可求得NE与水平方向的夹角为：180°-（120°+45°）=15°，所以E到B之间没有光线射出．由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为 90°-（30°+15°）=45°=，所以有光透出的部分的弧长为，则ABCD面上有光透出部分的面积为，故ACD错误，B正确。
【考点】光的折射定律；全反射。
2.（10分）如图所示，是用某种玻璃制成的横截面为圆形的圆柱体光学器件，它的折射率为，横截面半径为R，现用一束细光线与圆柱体的轴线成的入射角射入圆柱体，不考虑光线在圆柱体内的反射，真空中光速为c.（1）作出光线穿过圆柱体并射出的光路图；（2）求出该光线从圆柱体中射出时，出射光线偏离原方向的角度；（3）计算光线在圆柱体中的传播时间.【答案】（1）如图所示（2）（3）【解析】（1）由折射定律得，既光线射入圆柱体内的折射角为由几何关系可知光线从圆柱体射出时，在圆柱体内的入射角为30°，故在圆柱体外的折射角为60°，光路图如图所示（4分）（2）由几何关系可知，出射光线偏离原方向的角度为（3分）（3）光线通过圆柱体的路程光在圆柱体内的传播速度光在圆柱体内的传播的时间为【考点】折射定律和反射定律折射率光在介质中的传播速度3.实验室有一块长方体透明介质，截面如图ABCD所示．AB的长度为l1，AD的长度为l2，且AB和AD边透光，而BC和CD边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB面，经折射后AD面上有光线射出．为了测量该长方体介质的折射率．一同学的做法是：保持射到AB面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A点沿AB缓慢推进，遮光板前端推到P时，AD面上恰好无光线射出，测得AP的长度为l3，则长方体介质的折射率可表示为n＝__________；【答案】【解析】由折射定律可知，由几何关系可知，解得．【考点】折射定律．4.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2；然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图7所示(E为两圆弧圆心；图中已画出经P1、P2点的入射光线)．(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图中标出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式是n＝________.【答案】(1)见解析图(2)图中i为入射角，r为折射角(3) n＝【解析】(1)连接P3、P4点与边界CD的交点O′，即为出射光线与CD的交点，连接两点OO′即为入射光线的折射光线，为了使光线在弧面CD射出，应使入射角小些，折射角也较小，光线偏折较小．(2)图中i为入射角，r为折射角．(3)根据折射率的定义可知n＝.5.如下图所示的各光路图中，正确反映光在玻璃和空气中传播的是()．【答案】AD【解析】光由空气进入玻璃时，入射角大于折射角，由玻璃进入空气时入射角小于折射角，故A、D正确．6.如图 (甲)所示，将筷子竖直插入玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是图 (乙)中的哪个图形()．【答案】D【解析】筷子在水中部分反射的光到达P点后折射，如图所示．筷子的上半部分偏左，下半部分更偏左，且更粗．7.下列哪些属于光的干涉现象（）A．雨后美丽的彩虹B．对着日光灯，从两铅笔的缝中看到的彩色条纹C．阳光下肥皂泡上的彩色条纹D．光通过三棱镜产生的彩色条纹【答案】C【解析】雨后的彩虹、光通过三棱镜产生的彩色条纹都是是光的折射现象，两铅笔的缝中看到的彩色条纹是光的单缝衍射现象，阳光下肥皂泡上的彩色条纹是肥皂泡的前后表面反射光干涉造成的，C正确。
2020年高考回归复习：光学实验之测量玻璃的折射率含答案
高考回归复习—光学实验之测量玻璃的折射率1．如图a所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置．然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．（1）此后正确的操作步骤是．（选填选项前的字母）A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）．为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图甲、乙所示．在甲、乙图中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图（选填“甲”或“乙”），所测玻璃折射率的表达式n= （用代表线段长度的字母ED、FG表示）．2．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线。
(1)在图上补画出所需的光路___________(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角_________(3)用所测物理量计算折射率的公式为n＝________．(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当________(填“小一些”“无所谓”或“大一些”)(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n＝________3．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图，（1）在实验中，如果用量角器分别量出入射角θ1和折射角θ2，那么，该玻璃砖的折射率的表达式为n=____。
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高中物理实验测定玻璃的折射率实验练习题1. 在用平行玻璃砖测玻璃折射率的实验中，实验光路如图所示，对该实验的一些具体问题，下列说法正确的是A. 为了减少测量和作图的误差，P1和P2、P3和P4的距离适当大些B. P1和P2、P3和P4距离的大小，入射角的大小对测量结果无影响C. 如果入射角太大，则反射光强、折射光弱，加之色散较大，观察到的P1和P2的虚像会暗淡模糊，不利于准确地插上大头针P3、P4D. 如果入射角太大，则折射光线会在面发生全反射，不能观察到P1、P2的虚像2.某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验。
先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示。
（1）在图上画出所需的光路。
（2）为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有（要求在图上标出）。
（3）写出计算折射率的公式。
3.如图，画有直角坐标系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的原点，直边与x轴重合，是画在纸上的直线，P1、P2为竖起地插在直线上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α，β是直线与y轴正方向的夹角，β是直线3与轴负方向的夹角，只要直线画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率。
某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无汉透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是. 若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置方法是. 若他已正确地测得了的α，β的值. 则玻璃的折射率.4．甲乙两同学用插针法做“测定玻璃的折射率”的实验中，分别得到如图所示中甲乙两种实验记录。
在甲中，已画好玻璃两界面直线′和′后，不小心将砖稍稍向上平移了，如图中虚线所示，若其他操作无误，则测得的折射率n＿＿＿＿＿（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
在乙中，玻璃砖上界面直线′正确，而画的表示下界面的′稍稍向下平移了，若其他操作无误，则测得的折射率n将＿＿＿＿＿＿＿（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
5．某同学做测定玻璃折射率的实验时，用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出θ1－θ2图象如图所示，下列判断正确的是( )A ．他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象B ．玻璃的折射率为0.67C ．玻璃的折射率为1.5D ．玻璃临界角的正弦值为0.676．某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃柱的折射率时，先在白纸上作一与玻璃圆柱同半径的圆，圆心为O ，将玻璃圆柱平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃柱一侧竖直插两枚大头针P 1和P 2，在另一侧再先后插两个大头针P 3和P 4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P 3、P 4和P 2、P 1的像恰在一直线上，移去玻璃圆柱和大头针后，在白纸上得到图示，在上图中画出：(1)沿P 1、P 2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向．(2)光线在玻璃内的传播方向a ba b （（(3)在光线的入射点作法线，标出入射角i和折射角r.(4)写出计算玻璃折射率的公式(不必计算)．7．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果(1)在这四个图中肯定把针插错了的是．(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是，计算玻璃的折射率的公式是．8．如图所示，一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像，则该玻璃砖的折射率n＝.有一同学把大头针插在P1′和P2′位置时，沿着P4、P3的方向看不到大头针的像，其原因是．9．如图所示，是利用插针法测定玻璃砖折射率的一次实验光路图，为玻璃砖入射面的法线，、均垂直于法线并分别交于N和E 点，入射点为O，取＝，用刻度尺量出、的长度，则折射率n＝.改变入射角θ1的大小，重复以上实验，可量出、的多组数据．现有两位同学各设计了一个记录数据表格，而且都已完成了计算．甲同学设计的表格是：乙同学设计的表格是：上述两位同学处理数据的方法正确的是(填“甲”或“乙”或“都正确”)．10．对于《测定玻璃的折射率》实验中的一些具体问题，几个学生发生了争论，他们的意见正确的是（）A．为了提高测量精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当取大些；B．为了提高测量精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应取小些；C．为了提高测量精确度，入射角应适当取大些；D．为了提高测量精确度，入射角应取小些；E．P1、P2、距离大小，入射角的大小与测量精确度没有关系；F．如果入射角太大，对反射光强，而折射光线太弱，不易观察；G ．如果入射角太大，则折射光线将会在玻璃砖内表面发生全反射，而使实验无法进行；H ．玻璃砖的宽度宜大一些可以减小确定光路时出现的误差； I ．大头针应垂直地插在纸面上。
11．某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i 与折射角r ，作出图象如图所示．下列判断中哪些是正确的？A ．他做实验时，光线是由空气射入玻璃的；B ．玻璃的折射率为0.67；C ．玻璃折射率为1.5；D ．玻璃临界角的正弦值为0.67．12．用如图所示的装置观察光的反射和折射现象并测得玻璃的折射率．在光具盘的中央固定一块半圆柱形玻璃砖，使两者的圆心O 重合．使激光束从玻璃砖圆弧面一侧入射，并垂直直径平面通过圆心O 沿直线射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上对应位置的刻度．以圆心为轴，入射光束方向不变，逆时针缓慢转动光具盘，同时发现有两束光在光具盘上移动．这两束光将如何移动？．亮度将如何变化？ 。
当光具盘转过角时，发现其中一束光刚好消失，则玻璃的折射率n ＝．b ’Mc 丙 Pd13．在用“插针法”测定玻璃砖的折射率的实验中，把P 1、P 2连线与玻璃砖表面垂线的夹角作为角，这个角过小会，过大会使从＇面看不到P 1、P 2的．若已确定了P 1、P 2的位置，欲确定P 3的位置，应在观察时使P 3．如图所示，甲同学做实验时所画的线(入射界面)虽与玻璃砖面重合，但线却略向外平移；乙同学的“M ＇N ＇和P ＇Q ＇之间距离虽等于a ＇c ＇，但实验时玻璃砖的a ＇b ＇、c ＇d ＇都相对M ＇N ＇、P ＇Q ＇平移了一些．取走玻璃砖后，分别按、及M ＇N ＇、P ＇Q ＇画图求折射率．丙同学做实验时所画的M ″N ″线(入射界面)虽与玻璃砖a ″b ″面重合，但P ″Q ″线却略向内平移；那么，甲测出的折射率将，乙测出的折射率将，丙测出的折射率将 。
(填“偏大”、“偏小”或“不变”)14．如图所示，画有直角坐标系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的原点，直边与x 轴重合，是画在纸上的直线，P 1、P 2为竖直地插在直线上的两枚大头针，P 3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线与y轴正方向的夹角，β是直线3与轴负方向的夹角，只要直线画得合适，且P 3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率。
某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线上竖直插上了P 1、P 2两枚大头针，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P 1、P 2的像，他应该采取的措施是 ；若他已透过玻璃砖看到了P 1、P 2的像，确定P 3位置的方法是 ；若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率 。
15．如右图所示的装置可以测量棱镜的折射率，表示待测直角棱镜的截面积，棱镜的另外两个锐角也是已知的，∠θ，紧贴直角边的是一块平面镜，一光线射到棱镜的面上，适当调整的方向，使得从面的出射光线与重合。
在这种情况下仅需要测量出 就可以算出棱镜的折射率的表达式 。
16．等腰直角三棱镜的两个腰长都是16，如图所示。
为了测定它的折射率，将棱镜放在直角坐标系中，使两腰与、轴重合，从边的C 点注视A 棱，发现A 棱的视位置在边上的D 点，在C 、D 两点插上大头针，看出C 点的坐标位置（0，12），D 点坐标位置（9，0），由此计算出棱镜的折射率为C B17．如图所示，用某种透光物质制成直角三棱镜在垂直面的直线上插上大头针P 1、P 2，在面的左侧透过棱镜观察大头针P 1、P 2的像，调整视线方向，直到P 1的像与P 2的像重合，再在观察这一侧先后插上大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，记下P 3、P 4的位置，并标出界面的位置。
移去大头针和三棱镜，过P 3、P 4作直线与面相交于D 点，量出该直线与面的夹角为45º；则该透射物质的折射率 ，请画出完整光路图。
18．一块玻璃砖用两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的（光线不能通过表面）。
现要测定此玻璃的析射率。
给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚（P 1、P 2、P 3、P 4）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′ 和′ ，′ 表示镀银的玻璃表面，′ 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P 1、P 2（位置如图）。
用P 1、P 2的连线表示入射光线。
（1）为了测量折射率，应如何正确使用大头针P 3、P 4？试在题图中标出P 3、P 4的位置。
（2）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。
（3）写出θ1、θ2表示的折射率公式为n＝。
19．利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。
实验方法如下：在白纸上做一直线，并做出它的一条垂线，将半圆柱形玻与直线对齐，在垂线上插两个大头针P1和P2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率。
实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等。
（A）某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是，他应该采取的措施是.（B）为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插枚大头针。
（C）请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“×”表示，做出光路图。