2026届高考物理一轮总复习提能训练练案75实验十七测定玻璃的折射率

这是一份2026届高考物理一轮总复习提能训练练案75实验十七测定玻璃的折射率，共4页。

(1)下列说法正确的是________；
A．入射角越大，误差越小
B．在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面
C．实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量
D．判断像与大头针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部
(2)请在图甲中画出完整的光路图；
(3)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)；
(4)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，经正确操作后插好了8枚大头针，如图乙所示。图乙中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________(选填“A”或“B”)。
[答案] (1)C (2)见解析图甲
(3)1.57(1.45～1.62均可) (4)A
[解析] (1)入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会较小，但要注意并不是入射角越大越好，应适度，故A错误；为了防止弄脏玻璃砖，不能用铅笔贴着光学面画出界面，故B错误；实验中需要测角度时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量，故C正确；判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的整体，不能只观察其头部，故D错误。
(2)光路图如图甲所示。
(3)由图乙可知，取小方格的边长为单位长度，则sin i＝eq \f(5.2,\r(5.22＋4.02))≈0.793
sin r＝eq \f(2.1,\r(2.12＋3.62))≈0.504
n＝eq \f(sin i,sin r)＝eq \f(0.793,0.504)≈1.57。
(4)光线经由P1P2，射入后光路图如图丙所示。
第一次折射时入射角大于折射角，第二次是从玻璃砖射向空气，折射角要大于入射角，出射光线要远离法线，由图可知经P3A的出射光线符合事实，而经P3B的出射光线靠近法线不符合事实，故对应的出射光线上的2枚大头针是P3和A。
2．(2025·广东河源市开学考)某实验小组欲测定一段圆柱形玻璃砖的折射率，其操作步骤如下：
a．将白纸固定在水平桌面上，将圆柱形玻璃砖竖直放在白纸上，用铅笔准确描出玻璃砖底面圆的轮廓。
b．将底面圆圆周平分为60等份，并标上相应的数字，如图甲所示，再将玻璃砖竖直放回图甲中的底面圆轮廓上进行实验。
c．用激光笔发出细束激光，沿平行于圆直径OO′的方向入射，分别准确记录入射点P和出射点Q在圆周上对应的读数N1、N2。
d．改变入射点位置，重复步骤c。
(1)根据圆周上的读数N1、N2可得，入射角i＝________，折射角γ＝________。(以弧度制表示)
(2)若经过多次测量，作出sin i－sin γ的图像如图乙所示，则玻璃砖的折射率为n＝________(结果保留三位有效数字)。
(3)在本实验的操作过程中，若入射光线发生了如题图甲中虚线AB所示的偏离，则折射率的测量值将________(选填“偏大”或“偏小”)。
[答案] (1)eq \f(πN1,30)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(或\f(7π,30))) eq \f(π,2)－eq \f(N2－N1π,60)eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(或\f(π,2)－\f(N2－7π,60))) (2)1.50 (3)偏小
[解析] (1)圆周上的刻度被平分为60等份，则每个刻度表示的弧度为eq \f(2π,60)＝eq \f(π,30)，根据圆周上的读数可得，入射角i＝eq \f(πN1,30)，折射角γ＝eq \f(π－\f(N2－N1,30)π,2)＝eq \f(π,2)－eq \f(N2－N1π,60)。
(2)sin i－sin γ图像的斜率表示玻璃砖的折射率，则有n＝eq \f(sin i,sin γ)＝eq \f(0.9,0.6)＝1.50。
(3)若入射光线发生如题图甲中虚线所示偏离，则入射角的测量值偏小，折射率的测量值偏小。
3．(2025·河南平顶山市龙河实验高级中学模拟)实验室有一块长方体透明介质，截面如图中ABCD所示。AB的长度为l1，AD的长度为l2，且AB和AD边透光，而BC和CD边不透光，且射到这两个边的光线均被全部吸收。现让一平行光束以入射角θ1射到AB面上，经折射后AD面上有光线射出，甲、乙两同学分别用不同方法测量该长方体介质的折射率。
(1)甲同学的做法是：保持射到AB面上光线的入射角不变，用遮光板由A点沿AB缓慢推进，遮光板前端推到P时，AD面上恰好无光线射出，测得AP的长度为l3，则长方体介质的折射率可表示为n＝________；
(2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB上光线的入射角，使AD面恰好无光线射出，测得此时射到AB面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n＝________；
(3)θ1和θ2的关系为：θ1________θ2(填“”或“＝”)。
[答案] (1)eq \f(\r(l\\al(2,2)＋l\\al(2,3))sin θ1,l3) (2)eq \r(1＋sin2θ2) (3)>
[解析] (1)设折射角为r1，如图所示，在△APD中，由几何关系得sin r1＝eq \f(l3,\r(l\\al(2,2)＋l\\al(2,3)))，光在AB面上发生折射，由折射定律可得介质的折射率为n＝eq \f(sin θ1,sin r1)＝eq \f(\r(l\\al(2,2)＋l\\al(2,3))sin θ1,l3)。
(2)射到AB面上的光线的入射角为θ2时，在AD面上发生全反射，说明在AD面上的入射角等于临界角，设在AB面上的折射角为r2，由折射定律得eq \f(sin θ2,sin r2)＝n，临界角计算公式为sin C＝eq \f(1,n)，由几何关系可得r2＋C＝90°，sin r2＝sin(90°－C)＝cs C＝eq \r(1－sin2C)＝eq \r(1－\f(1,n2))，联立以上各式可得n＝eq \r(1＋sin2θ2)。
(3)设在AB面上的折射角为r，由几何关系可知在AD面上的入射角为i＝90°－r，在AB面上的折射角越小，则在AB面上的入射角越小，在AD面上的入射角越大，越容易发生全反射，则有θ1>θ2。