教科版高中物理选修3-44.2测定玻璃的折射率练习题

高中物理学习材料

（灿若寒星**整理制作）

§4.2测定玻璃的折射率

命题人：胡文蓉审题人：胡文蓉

知识点：

l. 理解利用插针法确定光路的原理。

2. 了解实验步骤和实验操作中的注意事项。

3. 会根据实验结果作出光路。求出对应的玻璃砖的折射率。

练习：

1．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是()

A．玻璃砖的宽度宜大些 B．入射角应尽量小些

C．大头针应垂直的插在纸面上 D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些

2．在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，学生的实验方法和步骤完全正确，但测后发现玻璃的两个

光学面不平行，则( )

A．入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏大

B．入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏小

C．入射光线与出射光线一定不平行，测量值仍然正确

D．入射光线与出射光线可能平行，测量值仍然正确

与折射角3．某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角θ

1

θ2作出sinθ1－sinθ2图象，如图14－1所示，下列判断中正确的是( )

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0.67

C．玻璃的折射率为1.5 D．玻璃临界角的正弦值为0.67

4．某同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时，他的方法和操作步骤

都正确无误，但他处理实验记录时，发现玻璃砖的两个光学面aa′和bb′不平行，如图14－2所示，则( )

A．P1P2与P3P4两条直线平行

B．P1P2与P3P4两条直线不平行

C．他测出的折射率偏大

D．他测出的折射率不受影响

题号 1 2 3 4

答案

5．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

侧插上两枚大头针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14－5所示。

(1)在本题的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n＝________。

6．某研究性学习小组的同学设计了一个测量液体折射率的仪器，如图14－6

所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直线BC、EF，在半径OA 上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，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。同学们通过计算，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、P4两位置哪一处对应的折射率值较大？答：________。

(3)作AO的延长线交圆周于K，K处对应的折射率值应为________。

7．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14－7①、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：

(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________。

10．两个同学各设计一个数据记录表格，而且都已完成了计算，你认为谁是对的？为什么？

甲设计的表格是：

次数θ

1

sinθ

1θ2

sinθ

2

n n

130

°

0.500

20.9

°

0.357 1.40

245

°

0.707

30.5

°

0.508 1.39 1.40

360

°

0.866

38.0

°

0.616 1.41

乙设计的表格是：

次数123角平均值正弦值n

θ130°45°60°45°0.707

θ220.9

°

30.5

°

38.0

°

28.8°0.497 1.42

8．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：

(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图14－8甲所示。则他测出的折射率将如何变化？

图14－8

(2)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14－8乙所示，则他测得的折射率将如何变化？

(2)如图乙所示，乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小。

9(2013海南卷)． （2）（8分）如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC ，∠A=300，AC 平行于光屏MN ，与光屏的距离为L ，棱镜对红光的折射率为n 1，对紫光的折射率为n 2。一束很细的白光由棱镜的侧面AB 垂直射入，直接到达AC 面并射出。画出光路示意图，并标出红光和紫光射在光屏上的位置，求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离。

10．(2010·湖北黄冈中学高二检测)如图所示画有直角坐标系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原点，直边与x 轴重合，OA 是画在纸上的直线，P 1，P 2为竖直地插在直线OA 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OA 与y 轴正方向的夹角，β是直线OP 3与y 轴负方向的夹角．只要直线OA 画得合适，且P 3的位置取得正确，测出角α和β，便可求得玻璃的折射率．

某学生在用上述方向测得玻璃的折射率时，在他画出的直线OA 上竖直地插上了P 1，P 2两枚大头针，但在y <0的区域内，不管眼睛放在任何处，都无法透过玻璃砖看到P 1，P 2的像，他应采取的措施是：________，若他已透过玻璃砖看到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α，β的值，则玻璃的折射线n ＝________.

11．某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作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P 1和P 2，在另一侧再先后插两枚大头针P 3和P 4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P 4、P 3和P 2、P 1的像恰在一直线上，移去圆形玻璃和大头针后，在图中画出：

(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；

(3)过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．

A B C

M

N