高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光及其应用第二节 测定介质的折射率测试题

4.2测定介质的折射率同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“＋”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使（　　）

A．P3只挡住P1的像

B．P4只挡住P2的像

C．P3同时挡住P1、P2的像

D．P3插在P1、P2的延长线上

2．小柯同学在学校里做了“测定玻璃的折射率的实验”，到家里他发现就有一块呈长方体的透明厚玻璃砖，他还找来了一支激光笔、一块泡沫板、一张白纸、几根牙签，就开始做上了。他操作时发现当牙签遮挡住细激光束时，牙签上会有耀眼光斑(如图戊所示)，此时按下牙签，就可在白纸上记下激光束经过的一个位置。请问小柯同学要完成图已光路至少需要几根牙签_______？

A．1根 B．2根 C．3根 D．4根

3．物理学是一门以实验为基础的科学，实验是物理的灵魂。对于下列各实验及现象，说法正确的是（　　）

A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是因为同种电荷之间存在相互排斥的库仑力

B．乙图中，若在ab的两端接上恒定的直流电源，开关闭合后接在cd端的表头示数始终不为0

C．丙图中，使M摆偏离平衡位置后释放，在振动稳定后，与M球质量最接近的小球将获得最大的振幅

D．丁图中，若玻璃砖的a、两面不平行，按照丁图中的实验方法，同样可以测定玻璃砖的折射率

4．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：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，如图甲所示。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（　　）

A．甲测得折射率偏大，乙测得折射率偏小

B．甲测得折射率偏小，乙测得折射率不变

C．甲测得折射率不变，乙测得折射率偏小

D．甲测得折射率不变，乙测得折射率不变

5．在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，某同学在画玻璃砖下界面bb′时，上界面与aa′直线离开了一段距离，但aa′与bb′仍然平行，如图所示．如果其他操作不变，他测得玻璃砖的折射率比真实值将：（        ）

A．偏大 B．偏小

C．仍然准确 D．以上均有可能

6．如图所示，一束可光见穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，下列说法正确的是（　　）

A．有可能单色光a是紫光，单色光b是黄光

B．玻璃砖对单色光a的折射率大于对单色光b的折射率

C．从玻璃砖中出射后，单色光a的出射角大于单色光b的出射角

D．单色光a在玻璃砖中的传播速度大于单色光b在玻璃砖中的传播速度

7．某同学做测定玻璃的折射率实验，如图所示，按正确的方法在白纸上插大头针a、b、c、d，下列说法正确的是（　　）

A．为使实验效果明显，实验中入射角只可取45°

B．插大头针d时，应使其挡住大头针a、b的像和c

C．若入射角太大，光会在玻璃砖下表面PQ内侧发生全反射

D．该实验方法只能测量上下两面平行的玻璃砖的折射率

8．如图所示，甲、乙两同学用插针法测量梯形玻璃砖的折射率，、、和是实验中甲同学插的大头针，、是乙同学插的大头针。下列说法正确的是（　　）

A．甲同学利用大头针、及、作图，测出入射角和折射角，用角度比值即可求出折射率

B．甲同学插好大头针、并画好两平行边界后，不小心将玻璃砖向上平推了一下，则实验测得的折射率变大

C．沿、方向的入射光线，经AB面折射到达CD面时，在CD面可能发生全反射

D．乙同学在界面BD观察到大头针、的像，也可以测量玻璃砖的折射率

9．如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带。下面的说法中正确的是（　　）

A．a侧是红色光，b侧是紫色光

B．在真空中a侧光的波长大于b侧光的波长

C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率

D．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率

10．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa´和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将（　　）

A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定

11．某同学做测定玻璃的折射率的实验，操作时将玻璃砖的界线aa′、bb′画好后误用了另一块宽度稍窄的玻璃砖，如图所示。实验中除仍用原界线外，其余操作都正确，则测得的玻璃砖的折射率将（　　）

A．偏大 B．偏小 C．不影响结果 D．不能确定

12．某同学在测玻璃折射率时，把玻璃砖一边与aa′对齐，但另一条边bb′画得明显过宽，该同学在aa′一侧观察，其它操作符合要求，引起的误差及测量结果正确表述是（　　）

A．折射角偏大，折射率比真实值小

B．折射角偏小，折射率比真实值大

C．折射角偏大，折射率比真实值大

D．折射角偏小，折射率比真实值小

13．某同学测定玻璃砖的折射率。如图所示，半圆形玻璃砖的直径边界为EF、半圆弧边界为EDF，CD垂直EF并过圆心O。某次实验中，他沿OA画一条直线，并在OA线上适当位置竖直插上两枚大头针P1、P2；放上玻璃砖后，在另一侧寻找合适位置竖直插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，移走玻璃砖和大头针，沿O、P3做直线OB，直线OB可看成沿OA入射的光透过玻璃砖后的折射光线。下列选项正确的是（　　）

A．找折射光线时，应该在玻璃另一侧插两枚大头针P3、P4，不能只插一枚大头针P3

B．当∠AOC太大时，在玻璃砖的另一侧将看不到P1、P2的像

C．光在玻璃中和空气中的传播速度之比为

D．该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心逆时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将偏大

14．如上图所示为一梯形玻璃砖，A、B、C、D为外表面四个顶点，将用“插针法”测此玻璃砖的折射率，实验时操作较为规范的是 __________

A．可直接用手抓AB、CD所在的上、下侧面

B．用铅笔直接紧靠CD所在的面画边界线

C．移动玻璃砖应用手捏A、D（或B、C）所在的棱

D．只能用平行的 、 所在的上下侧面测折射率

15．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和 P2   ， 用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4 ． 在插P3和P4时，应使（   ）

A．P3只挡住P1的像

B．P4只挡住P2的像  

C．P3同时挡住P1、P2的像

D．以上做法均不完备

二、填空题（共4题）

16．如图所示，某同学在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中误将界面画得离开玻璃砖边缘一段距离，但自己并未察觉．则他测得的折射率将_______（填“大于”、“等于”或“小于”真实值）．

17．在做“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中，对于如图所示的梯形玻璃砖（两个光学面不平行），实验结果可能是下列图中的___________。（请选择一个正确答案）

18．李明为了测出玻璃的折射率，他在平整的白纸上放一半径为R的半圆形玻璃砖，让一束白光乙30°的入射角自圆心O射入玻璃砖，圆弧上分别有红光和紫光射出，在白纸上标记截面MN、圆心O、两光束的出射点A和B，移走玻璃砖，测得A．B两点到法线的距离分别为，由此可得紫光在玻璃中的折射率为________；光在真空中的传播速度为c，红光在该玻璃砖中传播时间为_________

19．如图所示，一半圆形玻璃砖外面插上、、、四枚大头针时，恰可挡住、所成的像，恰可挡住本身及、所成的像，则该玻璃砖的折射率_______；有一同学把大头针插在和位置时，沿着、的方向看不到大头针的像，其原因是_______。

三、综合题（共4题）

20．如图所示是利用插针法测定玻璃砖折射率得出的一次实验光路图，PQ为玻璃砖入射面的法线，MN、EF均垂直于法线PQ并分别交于点N和点E，入射点为O，取，用刻度尺量出MN、EF的长度，则折射率，改变入射角i的大小，重复以上实验，可量出MN，EF的多组数据，现有甲、乙两名同学各设计了一个记录数据表格，且都已完成计算，如和表所示。

甲同学设计的表格

乙同学设计的表格

上述同学处理数据的方法正确吗？为什么？

21．用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路，O和分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为，A到过O点的法线的距离，M到玻璃砖的距离，到的距离为。

（ⅰ）求玻璃砖的折射率；

（ⅱ）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图（b）所示。光从上表面入射，入时角从0逐渐增大，达到时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。

22．如图甲所示，某同学在“测玻璃砖折射率实验”时将入射光线改由从AC面入射，然后在CD界面外侧观察的像，但他始终无法在CD界面外侧找到的像，却意外地在BD界面外侧看到了的像，于是按原方法钉了两枚大头针，用以标记出射光线。根据你所学知识在图乙中补全光路图。

23．如图所示，在“用插针法测定玻璃的折射率”的实验中，一位同学已完成了部分实验操作，他在白纸上点画出界面的法线，并画出一条带箭头的线段作为入射光线。在入射光线上竖直地插上两枚大头针、，透过玻璃砖观察大头针、的像，在位置插的大头针正好挡住、的像，在位置插的大头针正好挡住前三个大头针的像。根据。可计算出玻璃的折射率，请你在图中完成整个光路图，并标出角i和角________

参考答案：

1．C

2．A

3．D

4．C

5．B

6．D

7．B

8．D

9．C

10．C

11．B

12．A

13．C

14．C

15．C

16．小于

17．B

18．         

19．          光线在MN界面发生了全反射

20．甲的错误，乙的正确，

物理学中处理数据的方式为多次测量取平均值的做法，是多次测量计算出待测量的值，再求平均值，而不是取计算中数据的平均值，因为计算中的平均值往往没有任何实际意义，因此甲同学的处理方法错误，乙同学处理数据的方法正确。

21．（i）       （ii）15°

22．

23．

接、作出射光线，与玻璃砖下边界的交点为，连接、做为折射光线，入射光线与法线的夹角为入射角i，折射光线与法线的夹角为折射角，光路图如图。