(考点分析) 第二节 实验：测定玻璃的折射率-2023年高考物理一轮系统复习学思用

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【考点分析】　第二节 实验：测定玻璃的折射率【考点一】  实验的原理与操作【典型例题1】  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＝________(保留三位有效数字)．(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是同一入射光线上的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”)．【解析】　(1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点，并延长与玻璃砖边分别相交，标出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交点，即为光线在玻璃砖中传播的方向．光路如图所示．(2)设方格纸上正方形的边长为1，光线的入射角为i，折射角为r，则sini＝＝0.798，sinr＝＝0.521.所以玻璃的折射率n＝＝＝1.53.(3)由题图乙可知，光线P1P2入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折，所以出射光线过P3和A.【答案】　(1)如解析图所示   (2)1.53(说明：±0.03范围内都可)　(3)A【考点二】  数据处理及误差分析【典型例题2】  在测定玻璃砖折射率的实验中。(1)实验中，下列做法正确的是______(填选项前的字母)。A．入射角不宜太小B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面D．为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次实验(2)甲同学在确定玻璃砖的光线入射界面aa'和出射界面bb'时，不慎使玻璃砖出现了平行移动，出现的状况如图所示，其他操作均正确，甲同学测得的折射率与真实值相比将______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(3)乙同学在完成了正确的实验操作后，他以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以适当长度R为半径画圆，与OA交于P，与OO'的延长线交于Q，如图所示，从P、Q分别作玻璃砖界面的法线NN'的垂线，图中P'、Q'分别为垂足，用刻度尺量得PP'=45.0mm，QQ'=30.0mm，则玻璃砖的折射率______。【解析】  (1)[1]A．在测定玻璃砖折射率的实验中，入射角不宜太小，也不宜过大，否则不便于测量，会使测量误差加大，故A正确；B．利用插针法测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖上下表面不一定要平行，故B错误；C．用铅笔贴着光学面画出界面，可能会损坏光学面，故C错误；D．为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次实验，故D正确。故选AD。(2)[2]玻璃砖平移，导致折射角增大(蓝色线与法线夹角)，如图根据折射定律，则折射率偏小(3)[3]入射角和折射角的正弦为，，折射率为【答案】    ①AD    ②偏小    ③1.5【考点三】  实验拓展与创新【典型例题3】  某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖.如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00 cm，AB间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00 cm，玻璃砖厚度d2＝4.00 cm.玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中传播速度v＝________ m/s(光在真空中传播速度c＝3.0×108 m/s，结果均保留两位有效数字).【解析】  作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i＝45°，设折射角为r，则tan r＝，故折射率n＝≈1.2，故v＝＝2.5×108 m/s.【答案】  1.2　2.5×108