（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 機械振動 機械波 光 電磁波 實驗15 測定玻璃的折射率學(xué)案

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1、實驗15　測定玻璃的折射率 注意事項 1.玻璃磚應(yīng)選用厚度、寬度較大的。 2.大頭針要插得豎直，且間隔要大些。 3.入射角不宜過大或過小，一般在15°～75°之間。 4.玻璃磚的折射面要畫準(zhǔn)，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線。 5.實驗過程中，玻璃磚和白紙的相對位置不能改變。 【例】　(2017·4月浙江選考)在“測定玻璃的折射率”實驗時， (1)下列做法正確的是________。 A.入射角越大，誤差越小 B.在白紙上放好玻璃磚后，用鉛筆貼著光學(xué)面畫出界面 C.實驗時既可用量角器，也可用圓規(guī)和直尺等工具進行測量 D.判斷像與針是否在同一直線時，應(yīng)該觀察大頭

2、針的頭部 (2)小明同學(xué)在插針時玻璃磚的位置如圖1所示，根據(jù)插針與紙上已畫的界面確定入射點與出射點，依據(jù)上述操作所測得的折射率____________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 圖1 (3)小明同學(xué)經(jīng)正確操作后，在紙上留下四枚大頭針的位置P1、P2、P3和P4，AB和CD是描出的玻璃磚的兩個邊，如圖2所示，請畫出光路圖。 圖2 解析　(1)本實驗在應(yīng)用插針法時，角度不宜過大，否則很難確定折射角，選項A錯誤；在實驗前，不能用鉛筆貼著光學(xué)面畫出玻璃磚的上、下表面，否則可能會損壞光學(xué)面，選項B錯誤；本實驗通過n＝，也可以通過畫圓，通過sin θ1＝，sin θ2＝，故n＝＝

3、，將角度的正弦之比轉(zhuǎn)化為對邊之比，所以選項C正確；在觀察是否在一條直線時，應(yīng)該觀察大頭針底部，所以D錯誤。 (2)如右圖，實線部分為插針時玻璃磚所在位置，即真實情況，設(shè)此時入射角和折射角分別為θ1、θ2，折射率真實值為n，則n＝；虛線部分為處理數(shù)據(jù)時玻璃磚所在位置，設(shè)玻璃磚轉(zhuǎn)過角度為α，折射率測量值為n′，n′＝，故n′

4、_(用圖中的θ1、θ2表示)； (2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度________(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量。 解析　據(jù)題意可知入射角為(90°－θ1)，折射角為(90°－θ2)，則玻璃的折射率為n＝＝；玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測量結(jié)果越準(zhǔn)確。故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量。 答案　(1)　(2)大 2.如圖4所示，某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚(圖中實線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP

5、3，圖中MN為分界線，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點。 圖4 (1)設(shè)AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量__________，則玻璃磚的折射率可表示為________。 (2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測得玻璃磚的折射率將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 解析　(1)sin θ1＝，sin θ2＝，因此玻璃的折射率 n＝＝＝，因此只需測量l1和l3即可。

6、(2)當(dāng)玻璃磚順時針轉(zhuǎn)過一個小角度時，在處理數(shù)據(jù)時，認為l1是不變的，即入射角不變，而l3減小，所以測量值n＝將偏大。 答案　(1)l1和l3　n＝　(2)偏大 3.(2018·湖州市期末考試)(1)在“測定玻璃的折射率”實驗中，小朱同學(xué)在實驗桌上看到方木板上有一張白紙，白紙上有如圖5甲所示的實驗器材，他認為缺少一種器材，請你寫出所缺器材的名稱：________。老師將器材配齊后，他進行實驗，圖乙是他在操作過程中的一個狀態(tài)，請你指出第四枚大頭針應(yīng)在圖乙中的位置________(選填“A”“B”或“C”)。 圖5 (2)小紅利用方格坐標(biāo)紙測定玻璃的折射率，如圖6所示，AO是畫在紙上的

7、直線，她在直線AO適當(dāng)位置豎直插上P1、P2兩枚大頭針，放上半圓形玻璃磚(圖中粗黑線所示)，然后插上P3、P4兩枚大頭針，以確定折射光線。其中她確定P3大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng)是____________________________________。操作完成后，她用圓規(guī)作了一個以O(shè)為圓心，半徑與玻璃磚半徑相同的半圓(如圖6中虛線所示)，則她測出玻璃的折射率n＝________。 圖6 解析　(1)本實驗需要用刻度尺測量相應(yīng)長度以計算入射角、折射角的正弦值，通過平行介質(zhì)的入射光線和折射光線是平行的，所以第四枚大頭針的位置應(yīng)該在B處。(2)正確的操作是透過玻璃磚看，P3大頭針擋住P1、P2兩枚大頭針的像。設(shè)入射光線與圓的交點為C，出射光線與圓的交點為D，過C、D分別作豎直對稱軸的垂線，交點分別為M、N，則n＝＝1.5。 答案　(1)刻度尺　B (2)透過玻璃磚看，P3大頭針擋住P1、P2兩枚大頭針的像　1.5 5