粤教版 (2019)选择性必修 第一册第二节 测定介质的折射率课堂检测
展开1.如图所示,在做“测量玻璃的折射率”实验时,先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖,描出玻璃砖的两个边MN和PQ,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在另一侧透过玻璃砖观察,再插上大头针P3、P4,然后做出光路图,根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验,下列说法中正确的是( )
A.大头针P4 须挡住P3及P1、P2的像
B.入射角越大,折射率的测量越准确
C.利用量角器量出i1、i2,可求出玻璃砖的折射率
D.如果误将玻璃砖的边PQ画到P′Q′,折射率的测量值将偏大
2.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
3.“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
4.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
5.小戈老师在实验室做“测定玻璃的折射率”实验,他发现实验桌上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、几颗大头针,就开始做了。他操作时发现当大头针遮挡住细激光束时,大头针上会有耀眼光斑(如图甲所示),此时按下大头针,就可在白纸上记下激光束经过的一个位置。请问小戈老师要完成图乙所示光路至少需要几根大头针( )
A.1根B.2根C.3根D.4根
6.如图所示,在“测量玻璃的折射率”实验中,小明在AB侧插上大头针P1P2,在CD侧未观察到大头针的像,为了观察到像,接下来的操作中正确的是( )
A.增大P1P2的距离B.调整P1的位置增大入射角
C.向左平移玻璃砖的位置D.将玻璃砖AB与CD面互换位置
7.在用插针法测定梯形玻璃砖的折射率的实验中,某同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系如图所示,光从射入玻璃砖,从射出,该同学其他实验操作均正确,且均以为界面画光路图,该同学测得的折射率与真实值相比( )
A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定
8.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
9.“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P3和P4。在插P3和P4时,下列选项正确的是( )
A.P3只挡住P1的像B.P4只挡住P1的像
C.P4只挡住P2的像D.P3同时挡住P1、P2的像
10.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
11.如图所示,在做“测量玻璃的折射率”实验时,先在水平木板上面铺一张白纸,把一块两面平行的玻璃砖放在纸上,描出玻璃砖的两个边a和a′。然后在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B,AB的延长线与直线a交于O点。在另一侧再插第三个大头针C,使它把A、B的像都挡住,插第四个大头针D,使它把A、B的像及第三个大头针C都挡住。那么后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线CD,CD的延长线与直线a′交于O′点。下列说法中正确的是( )
A.只要入射角θ1足够大,光线在界面a′上可能发生全反射现象
B.该玻璃砖折射率的表达式为
C.入射光线AB与射出玻璃砖的光线CD是平行的
D.射出玻璃砖的光线相对入射光线来说产生了侧移,入射角越大,侧移越小。
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,其它操作符合要求,由此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.如图所示,用插针法测定玻璃折射率的实验中,以下说法正确的是( )
(1)P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些,可以提高准确度
(2)P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些,可以提高准确度
(3)入射角θ1适当大些,可以提高准确度
(4)入射角太大,折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射,使实验无法进行
(5)P1、P2的间距、入射角的大小均与实验的准确度无关
A.(1)(3)B.(2)(4)C.(3)(5)D.(1)(4)
14.小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验,如图所示,他进行的主要步骤是:
(1)用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d;
(2)先把白纸固定在木板上,将玻璃砖水平放置在白纸上,用笔描出玻璃砖的边界,将玻璃砖移走,标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC;
(3)将玻璃砖放回白纸的原处,长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置;
(4)调节激光器,使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O,并使长直尺MN的左右两侧均出现亮点,记下左侧亮点到A点的距离x1,右侧亮点到A点的距离x2。
关于上述实验,以下说法不正确的是( )
A.在∠BOC的范围内,改变入射光线PO的入射角,直尺MN上可能只出现一个亮点
B.左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2
C.左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2
D.要使左侧亮点到A点的距离x1增大,应减小入射角
15.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中,其实验光路图如图所示,对实验中的一些具体问题,下列说法正确的是( )
A.若、的距离较大时,通过玻璃砖会看不到、的像
B.实验中为方便操作可用玻璃砖代替尺子画线
C.为了减小作图误差,和的距离应适当大一些
D.为减小测量误差,、连线与玻璃砖界面法线的夹角越大越好
二、填空题(共4题)
16.某同学实验中作出光路图如图所示,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)。
17.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).
18.“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D 时,要使它 _____________.
如图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a’是描在纸上的玻璃砖的两个边. 根据该图可算得玻璃的折射率n = _____________.(计算结果保留两位有效数字)
19.在用插针法做“测定玻璃砖折射率”的实验中,某同学先在白纸上画出一直线并让待测玻璃砖一界面ab与线重合放置,再进行插针观察,如图所示.梯形abcd是其主截面的边界线,而A、B、C、D为该同学在某次实验时插入的4枚大头针的位置情况.
(1)请在图中完成测量玻璃砖折射率的有关光路图,并标出入射角α和折射角β______________;
(2)用α和β写出计算折射率的公式n=_________
(3)若所画的cd线比实际界面向外平移了一些,则测得的折射率将______(填“偏小”“不变”或“偏大”).
三、综合题(共4题)
20.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。
21.如图所示,一个底面对角线长为50cm的长方体容器,高为50cm。当容器内部没有液体时,在长方体容器斜上方点刚好可以过点看见点。在容器的底部沿方向放置一个厚度可忽略不计的透明刻度尺,零刻度线与对齐。
(1)向容器内注入高15cm、折射率为的液体甲,沿方向看向刻度尺,求此时刻度尺的读数(计算结果保留2位有效数字);
(2)另有一规格完全一样的容器,放置在相同位置,容器底部的内表面镀有反光膜,在容器内部的边上距为10cm的位置有一标记点,其大小可忽略,向容器内注入30cm高的液体乙,仍沿方向看向容器,刚好可以看见标记点,求液体乙的折射率(计算结果可保留根号)。
22.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。
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.A
2.B
3.C
4.C
5.A
6.D
7.B
8.C
9.D
10.C
11.C
12.A
13.A
14.B
15.C
16.
17.小于
18. 挡住C及A、B的像 1.8(1.8—1.9都算对)
19. 偏大
20.
21.(1)44cm;(2)
22.(i) (ii)15°
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。
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