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    课时跟踪训练 (十九) 实验:测量玻璃的折射率
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    高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射课时作业

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    这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射课时作业,共4页。试卷主要包含了002-8等内容,欢迎下载使用。

    课时跟踪训练(十九)  实验:测量玻璃的折射率

    A双基达标

    1.[多选]测量玻璃的折射率的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aabb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P1P2,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P3P4。在插P3P4时,应使(  )

    AP3只挡住P1的像

    BP4只挡住P2的像

    CP3同时挡住P1P2的像

    DP4同时挡住P3P1P2的像

    解析:CD 实验中,在插P3时,应同时挡住P1P2的像;在插P4时,应同时挡住P3P1P2的像。故选项CD正确。

    2.(2020·东营高二检测)在用两面平行的玻璃砖测量玻璃的折射率的实验中,画好玻璃砖界面aabb后,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,测得的折射率与真实值相比(  )

    A.偏大  B偏小

    C.不变  D无法确定

    解析:C 经过玻璃砖的实际光路如图中实线所示,由于所作的玻璃砖界面不是实际的界面,测得的光路如图中虚线所示,由几何知识可知,测出的折射角与真实值相比不变,则测得的折射率也不变,C正确。

    3.如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的______面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔abc的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在ab位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为de两点,如图乙所示,计算折射率时,用________(de”)点得到的值较小,用________(de”)点得到的值误差较小。

    解析:进行实验时,应保持玻璃砖的光学面清洁,不能用手直接触摸光学面。计算玻璃的折射率时,需将c点与d点或e点连接,即为出射光线,连接d点时,入射光ab的折射角较大,计算出的折射率较小。因为玻璃砖的两光学面平行,出射光与入射光应该平行,根据图中de两点的位置,用e点时出射光与入射光更接近于平行,误差较小。

    答案:光学 d e

    4.用三棱镜做测量玻璃砖折射率的实验,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插上两枚大头针P1P2,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P3P4,使P3挡住P1P2的像,P4挡住P3P1P2的像,在纸上标出大头针位置和三棱镜轮廓,如图所示。

    (1)在图上画出相应的光路图。

    (2)为了测出棱镜玻璃砖的折射率,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____________

    解析:(1)如图所示,画出通过P1P2的入射光线交AC面于O,画出通过P3P4的出射光线交AB面于O,则光线OO就为入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线。

    (2)在所画的图上,标明入射角θ1和折射角θ2,并画出虚线部分。用量角器测量出θ1θ2或用刻度尺测出线段EFOEGHOG的长度。

    (3)由折射率公式有n

    或:因为sin θ1sin θ2

    n÷·

    答案:(1)见解析图 (2)入射角θ1和折射角θ2(或线段EFOEGHOG的长度) 见解析图

    (3)

    5.某同学由于没有量角器,他在完成了光路图以后,以O点为圆心、10.00 cm为半径画圆,分别交线段OAA点,交OO连线的延长线于C点,过A点作法线NN的垂线ABNNB点,过C点作NN的垂线CDNND点,如图所示。用刻度尺量得OB8.00 cmCD4.00 cm,由此可得出玻璃的折射率n________

    解析:由折射定律得n

    因为OAOC

    所以n1.5

    答案:1.5

     

    B选考提能

    6.如图所示,某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率,OA是画在纸上的直线,他在直线OA适当位置先后竖直插上P1P2两枚大头针,如图放上玻璃砖(如粗黑线所示),然后竖直插上P3P4两枚大头针。

    (1)其中他确定P3大头针位置的方法应是_____________________

    _______________

    (2)若该同学实验操作规范准确,其记录的情况如图所示。该同学还用圆规做了一个以O为圆心,半径与玻璃砖半径相同的半圆(如图中虚线所示)。请帮这位同学算出折射率n________

    解析:(1)透过玻璃砖看,使P3大头针挡住P1P2两枚大头针的像。

    (2)由图可知,n1.5

    答案:(1)见解析 (2)1.5

    7.用圆弧状玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在的一侧竖直插两枚大头针P3P4,使P3挡住P1P2的像,P4挡住P3以及P1P2的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图甲所示(O为两圆弧圆心,图中已画出经过P1P2点的入射光线)

    (1)在图上补画出所需的光路;

    (2)为了测出玻璃的折射率,需要测量入射角θ1和折射角θ2,请在图中的AB分界面上画出这两个角;

    (3)多次改变入射角,测得几组入射角和折射角,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图乙所示的图像,由图像可知该玻璃的折射率n________

    解析:(1)连接P3P4CD交于一点,此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置,又由于P1P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置,连接两点即可作出玻璃砖中的光线,如图所示。

    (2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线,作出入射角和折射角如图中θ1θ2所示。

    (3)图像的斜率kn,由题图乙可知斜率为1.5,即玻璃的折射率为1.5

    答案:(1)见解析图 (2)如解析图中θ1θ2所示

    (3)1.5

     

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