【原创】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=____。

（2）在实验数据的处理中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算，根据他们设计的表格所反应的信息，判断他们论证做得是否正确.甲同学设计的表格是：乙同学设计的表格是：答：上述两位同学做得正确的是____.（填“甲”或“乙”）（3）若甲在做测定玻璃的折射率的实验时，法线画得与界面不垂直,出现如下图（a）所示的倾斜；若乙在放置玻璃砖时,玻璃砖的平面没有与aa′重合，出现如下图（b）所示的偏差，则他们测得的折射率比真实值____。

A．甲、乙均偏小B．甲、乙均偏大C．甲偏大、乙偏小D．甲偏小，乙偏大4．如右图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的实验．在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，关于该实验：（1）以下说法正确的是_________A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度B．P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度C．入射角θ适当大些，可以提高准确度D．P1、P2的间距，入射角的大小均与实验的准确度无关（2）该玻璃砖的折射率n=_______．另一同学将大头针插在1'P和2'P位置时，沿着P3、P4的方向看不到大头针的像，其原因可能是__________________________________．5．某小组用“插针法”测平行玻璃砖的折射率，如图已确定好入射方向AO与玻璃砖界面'aa的夹角为α，插了两枚大头针P1和P2，1、2、3、4分别是四条直线：（i）在'bb侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在___________线上（选填“1”、“2”、“3”或“4”）；（ii）实验中画出入射点与出射点的连线，并测得连线与玻璃砖界面'aa的夹角为β，则玻璃的折射率n=____________；（iii）若描出玻璃砖两边界线'aa、'bb后，不小心将玻璃砖沿OA方向平移了一些再进行实验，则折射率的测量值将___________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。

6．（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2（2）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’界面的交点，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）。

7．小显和小涛同学“用插针法测玻璃棱镜的折射率”（1）小显同学按实验步骤，先在纸上插下二枚大头针P1、P2，然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外二枚大头针，如图（1）所示．则插针一定错误的是_______（填“P3P4＂或＂P5P6”）按实验要求完成光路图____，并标出相应的符号，所测出的玻璃棱镜的折射率n＝_______．（2）小涛同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，如图（2）所示．插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作正确的话，则在图（2）中右边的插针应该是________（选填＂P3P4＂、＂P3P6＂、＂P5P4＂、＂P5P6）8．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、P两枚大头针.2(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的像D．插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像(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1中角α和β的大小,则玻璃砖的折射率n=_________.(3)该同学在实验中将玻璃砖界面aa '和bb '的间距画得过宽．若其他操作正确,则折射率的测量值__________(填“大于”、“小于”或“等于”)准确值.9．如图所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图，玻璃砖的入射面AB 和出射面CD 并不平行，则：（1）出射光线与入射光线________（填“平行”或“不平行”）；（2）以入射点O 为圆心，以R=5 cm 长度为半径画圆，与入射光线PO 交于M 点，与折射光线OQ 交于F 点，过M 、F 点分别向法线作垂线，量得MN=1.68 cm ，FE=1.12 cm ，则该玻璃砖的折射率n=________．10．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MN ，并做出它的一条垂线AB ，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O ）放在白纸上，它的直边与直线MN 对齐，在垂线AB 上插两个大头针P 1和P 2，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P 1P 2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。

（1）某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB 上竖直插上了P 1、P 2两枚大头针，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P 1、P 2的像，原因是_______措施是_________。

（2）为了确定光线P 1P 2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。

11．如图所示，某同学用插针法测量楔形玻璃砖的折射率。

请完善该同学的实验步骤。

A．用图钉把白纸固定在木板上；B．在白纸上画一条直线aa′，取aa′上的点O作为入射点；C．画出线段MO，在MO上插上P1、P2两根大头针；D．把玻璃砖放在白纸上，使玻璃砖的界面AB与直线aa′对齐，画出玻璃砖另一界面AC；E．在玻璃砖AC侧透过玻璃砖观察，调整视线方向，使P2的像挡住P1的像。

插上大头针P3，使P3挡住________的像，插上大头针P4，使P4挡住P3和________的像；F．移去玻璃砖，拔掉大头针，作图找出以O点为入射点的一组入射角i和折射角r；G．用________测量________的值，代入公式n=________，求得玻璃砖的折射率。

12．如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。

在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P l、P确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，2使P3挡住P1、P2的像，连接OP3。

图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。

（1）设AB的长度为a，AO的长度为b，CD的长度为m，DO的长度为n，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量___和___，则玻璃砖的折射率可表示为__。

（2）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将__（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

13．做“测定玻璃的折射率”的实验，先在白纸上放玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，同学接下来要完成的必要步骤，并在纸上标出的大头针位置和玻璃砖轮廓如图所示。

(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的像D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像(2)在本题的图上画出所需的光路；（空气中角用i玻璃中用r表示入射或折射角）____(3)计算折射率的公式是n=___；(4)该同学在实验中将玻璃砖界面AB、CD间距画得过宽。

若其他操作正确，则折射率的测量值____（填“大于”、“小于”或“等于”）准确值。

14．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___。