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2022版高考物理一轮复习课件：专题14+实验15+测定玻璃的折射率
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这是一份2022版高考物理一轮复习课件：专题14+实验15+测定玻璃的折射率，共21页。PPT课件主要包含了命题实验原理与操作等内容，欢迎下载使用。
必 备 知 识 · 深 悟 固 基
2．实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔．3．实验步骤(1)如图丙所示，把白纸铺在木板上．(2)在白纸上画一直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa′重合，再用直尺画出玻璃砖的另一边bb′.
(4)在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2.(5)从玻璃砖bb′一侧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的像挡住．再在bb′一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P3本身及P1、P2的像．(6)移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O′B交bb′于O′.连接O和O′、OO′就是玻璃砖内折射光线的方向．∠AON为入射角，∠O′ON′ 为折射角．(7)改变入射角，重复实验．
5．注意事项(1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P3和P4之间，P2与O，P3与O′之间距离要稍大一些．(2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)．若太大：反射光较强，出射光较弱．若太小：入射角、折射角测量的相对误差较大．
关 键 能 力 · 突 破 要 点
3．实验时，要准确地找到入射角和折射角，并能通过角度的测量或者长度的测量得到入射角或者折射角的正弦值．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．
(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)．(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示．图中P1和P2是同一入射光线的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(填“A”或“B”)．【答案】(1)见解析 (2)1.50(说明：±0.03范围内都可) (3)A
(3)光路图如图乙所示，光线经两边沿相互平行的玻璃砖，出射光线平行于入射光线，即MN∥P4B.P1P2光线从棱镜右边侧面射出向底边偏折，如P3A，所以填A.
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
【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．
(2)由折射定律得知，光线通过平行玻璃砖后向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向②一侧偏移，如图所示，故另两枚大头针P3和P4不可能插在③线上，故A错误；若保持O点不动，减小入射角，折射角也减小，另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上，故B正确；若保持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，反射光增强，折射光线减弱，根据光路可逆性原理得知，光线不可能在bb′界面发生全反射，故C错误．
课 后 提 能 演 练
必 备 知 识 · 深 悟 固 基
2．实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔．3．实验步骤(1)如图丙所示，把白纸铺在木板上．(2)在白纸上画一直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa′重合，再用直尺画出玻璃砖的另一边bb′.
(4)在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2.(5)从玻璃砖bb′一侧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的像挡住．再在bb′一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P3本身及P1、P2的像．(6)移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O′B交bb′于O′.连接O和O′、OO′就是玻璃砖内折射光线的方向．∠AON为入射角，∠O′ON′ 为折射角．(7)改变入射角，重复实验．
5．注意事项(1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P3和P4之间，P2与O，P3与O′之间距离要稍大一些．(2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)．若太大：反射光较强，出射光较弱．若太小：入射角、折射角测量的相对误差较大．
关 键 能 力 · 突 破 要 点
3．实验时，要准确地找到入射角和折射角，并能通过角度的测量或者长度的测量得到入射角或者折射角的正弦值．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．
(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)．(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示．图中P1和P2是同一入射光线的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(填“A”或“B”)．【答案】(1)见解析 (2)1.50(说明：±0.03范围内都可) (3)A
(3)光路图如图乙所示，光线经两边沿相互平行的玻璃砖，出射光线平行于入射光线，即MN∥P4B.P1P2光线从棱镜右边侧面射出向底边偏折，如P3A，所以填A.
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
【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．
(2)由折射定律得知，光线通过平行玻璃砖后向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向②一侧偏移，如图所示，故另两枚大头针P3和P4不可能插在③线上，故A错误；若保持O点不动，减小入射角，折射角也减小，另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上，故B正确；若保持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，反射光增强，折射光线减弱，根据光路可逆性原理得知，光线不可能在bb′界面发生全反射，故C错误．
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