高三光学实验复习—测玻璃的折射率习题选编(包含答案)

实验：测玻璃的折射率复习题选1、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P l、P2两枚大头针。

下面关于该实验的说法正确的是（）A．插上大头针P3，使P3挡住P2和P l的像B．插上大头针P4，使P4挡住P3、P2和P l的像C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大些D．为减小测量误差，P l、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好E．若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，仍可用此方法测玻璃的折射率【答案】ABCE2、如图所示，插针法“测定平行玻璃砖折射率”的实验中，P1、P2、P3、P4为所插的针，θ1为入射角，θ2为折射角。

下列说法正确的是（）A．θ1过小会导致θ2不易准确测量B．θ1过大会导致P1、P2的像模糊C．P1与P2，P3与P4间的距离适当小些D．P3、P4的连线与P1、P2的连线不一定平行【答案】AB3、①“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，aa’和bb’分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图1所示．在玻璃砖的一侧插上两枚大头针，P1和P2，用“+”表示大头灯的位置，然后在另一侧透过玻璃窗观察，并依次插入大头针P3和P4，在插P3和P4时，应使__________________。

图1 图2②某同学实验中作出光路图如图2所示，在入射光线上任取一点A，过A点做法线的垂线，B点是垂线与法线的交点．O点是入射光线与aa’界面的焦点，C点是出射光线与bb’界面的交点，D点为法线与bb’界面的交点。

则实验所用玻璃的折射率n=________（用图中线段表示）。

【答案】①P3挡住P1、 P2的像， P4挡住P3和P1、 P2的像；②AB OC nOA OD =⋅4、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）【答案】①AD ②D ③AC BD5、(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B．乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，将玻璃砖向aa′方向平移了少许，其他操作正确C ．丙同学在白纸上画aa ′、bb ′两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些，其他操作正确 上述几位同学的操作，对玻璃折射率的测定结果没有影响的是________(填写选项前的字母)。

(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P 1和P 2，如图所示(①②③是三条直线)。

在以后的操作说法中你认为正确的是________。

A ．在bb ′侧调整观察视线，另两枚大头针P 3和P 4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P 3和P 4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P 1和P 2的像，这可能是光在bb ′侧面发生全反射【答案】AB B6、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甲所示。

（1）此玻璃的折射率计算式为n=__________（用图中的12θθ、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_____（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。

（3）乙同学在画界面时,不小心将两界面aa′、bb′ 间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,则他测得的折射率____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”) 【答案】12cos cos n θθ= 大 偏小 7、在“测定玻璃的折射率”实验中：①某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：______________（写出一点即可）。

②实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

【答案】用手触摸光学面，拿玻璃砖当尺子用不变8、在“测玻璃的折射率”实验中：（1）为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和P2及P3和P4之间的距离适当大些。

（2）某同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得AB=7.5cm,CD=5cm，则可求出玻璃的折射率n= _________。

（3）有甲、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。

他们的其它操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。

则甲、乙两位同学测得的折射率与真实值相比分别是_________和_________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【答案】CD 1.5 偏小不变9、在用插针法测定矩形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ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲同学所画的ab、cd的间距与玻璃砖的宽度相同．他们的其他操作均正确，且均以ab、cd为界面画光路图。

则：甲同学测得的折射率与真实值相比___ ___。

乙同学测得的折射率与真实值相比___ ___。

丙同学测得的折射率与真实值相比____________________________________。

【答案】不变；偏小；可能偏大、可能不变、也可能偏小。

9、(1) 实验室有一梯形玻璃砖，某同学想用“插针法”测定玻璃的折射率。

玻璃砖有4个光学面A、B、C、D，如图所示，其中A、C两面相互平行，实验中该同学对入射面和出射面的认识正确的是______。

A．只能选用A、C两面B．可以选用A、B两面C．不能选用B、D两面(2) 该同学在选用A、C两面进行实验时，正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图所示。

此玻璃的折射率计算式为n= ___________ (用图中的θ 1、θ 2表示)。

【答案】（1）B （2）12cosncosθθ=10、某同学在测一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上画一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃一侧竖直插两枚大头针和,在另一侧按正确方法再插两枚大头针和，移去大头针和圆形玻璃后，得图如下：（1）从和一侧观察时，、、、应满足的关系为____ ；（2）完成光路图，并标明入射光线、玻璃内传播的光线、出射光线____；（3）用α和β表示出光线从玻璃射入空气时的入射角和折射角，并用它们表示出玻璃的折射率为___。

【答案】3P、4P和1P、2P的像应在一条直线上sinsinnβα=11、关于玻璃折射率测量方法很多，如插针法和全反射法等。

请完成下列两题：（1）在用插针法“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图所示，若其他操作正确，则测得的折射率将___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

（2）用如图所示装置测定玻璃的折射率，在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖，使二者的圆心O重合．现使激光束从玻璃圆弧面一侧入射并垂直直径平面通过圆心O射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上所对应的刻度，以圆心O为轴逆时针缓慢转动光具盘，同时观察直径平面一侧出射光线的变化：出射光线不断向下偏转并越来越暗，直到刚好看不到出射光线为止，并记下这时入射光线在光具盘上位置的刻度。

则光具盘上两次刻度分别到O连线之间的夹角θ就是光束从玻璃射向空气的_________，玻璃的折射率表达式为n= _______。

【答案】不变；临界角；1sin nθ=12、某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）。

验的主要过程如下：A．把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy，在白纸上画一条线段AO表示入射光线；B．把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合；C．用一束平行于纸面的激光从y>0区域沿y轴负方向射向玻璃砖，并沿x轴方向调整玻璃砖的位置，使这束激光从玻璃砖底面射出后，仍沿y轴负方向传播；D．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2；E．在坐标系y<0的区域内竖直地插上大头针P3，并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去，P3能同时挡住P1和P2；F．移开玻璃砖，连接O、P3，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线的交点为C．确定出B点到x轴、y轴的距离分别为x1、y1，C点到x轴、y轴的距离分别为x2、y2。

（1）若实验中该同学没有将玻璃砖的底边aa′与Ox轴重合，而是向y>0方向侧移了一些，这将导致所测的玻璃折射率与其真实值相比________。

（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）（2）若实验中该同学在y<0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2，为能透过玻璃砖看到P1、P2，应采取的措施是：____________________________________________________________。

【答案】偏大；重新画线段AO；减小AO与y轴间的夹角（或逆时针转动玻璃砖，重新画坐标系）13、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的原点，直边与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，测得角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，在他画出的直线OA上竖直插上了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。