主题四 2 实验 折射率的测量考点练习课件 2027届高三物理一轮复习（浙江专版）（解析版）

这是一份主题四 2 实验 折射率的测量考点练习课件 2027届高三物理一轮复习（浙江专版）（解析版），共33页。PPT课件主要包含了素养测练，B的像，替代法，稍小一些等内容，欢迎下载使用。
1.在“测量玻璃折射率”的实验中,某同学使用平行玻璃砖,正确操作后得到了如图所示的实验光路图及相关角度。(1)如果有多块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选择宽度　　　　(选填“大”或“小”)的玻璃砖进行实验。 
解析:(1)为了减小实验的误差,应选用宽度较大的玻璃砖来测量。
(2)操作过程中为得到更好的实验效果,下列操作中正确的是　　　　。 A.入射角应选择尽量小些B.大头针插在纸面上时可以不与纸面垂直C.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些D.改变入射角的大小,多做几次实验
解析:(2)为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,故A错误;为了准确确定入射光线和折射光线,大头针应垂直地插在纸面上,故B错误;为了减小角度引起的误差,大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些,故C正确;改变入射角的大小,多做几次实验,能更好的得到实验结论,故D正确。
(3)此玻璃砖的折射率计算式为n=　　　　　　(用图中的θ1、θ2表示)。 
2.(温州)如图所示,某同学在“测定玻璃折射率”的实验中,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′(aa′∥bb′),O为直线MO与aa′的交点,在直线MO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)如图是他在操作过程中的一个状态,请你指出第四枚大头针P4最可能插在图中的位置是　　　(选填“A”“B”或“C”)。 
解析:(1)由于aa′和bb′两个边界平行,因此出射光线与入射光线也应平行,因此P4的位置在B点,如图所示。
(2)如果玻璃砖的界面aa′和bb′不平行,仍然用这种方法测玻璃折射率,在操作完全正确的情况下,测量值将　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
解析:(2)如果玻璃砖的界面aa′和bb′不平行,仍然用这种方法测玻璃折射率,在操作完全正确的情况下,测量的入射角和折射角都是正确的,所以测量值等于真实值。
3.在“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好平行玻璃砖,a和a′分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图甲所示。
(1)正确作出光路图后,测量a分界面上的入射角i和折射角r。多次改变入射角,测得多组入射角和折射角,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=　　　(保留两位有效数字)。
(2)如图丙所示,在实验过程中画出界面a后,不小心将玻璃砖向上平移了一些,导致界面a′画到图中虚线位置,而在作光路图时界面a仍为开始所画的,则所测得的折射率将　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 
解析:(2)如图丙所示,在实验过程中画出界面a后,不小心将玻璃砖向上平移了一些,导致界面a′画到图中虚线位置,而在作光路图时界面a仍为开始所画的,入射角i不变,导致折射角r偏小,则所测得的折射率将偏大。
4.实验小组用插针法测定玻璃砖的折射率,用到的器材有:玻璃砖、白纸、笔、大头针、圆规、刻度尺。(1)为减小实验误差,下列操作正确的是　　　　(多选)。 A.选用较细的大头针完成实验B.选用两光学表面间距较小的玻璃砖C.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离不能太短
解析:(1)选用较细的大头针完成实验,能更加精确地确定光线经过的位置,A正确;为减小测量误差,应选用两光学表面间距较大的玻璃砖,插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离不能太短,B错误,C正确。
(2)如图甲所示,通过插针法确定折射光线。先在入射光线上插上大头针A、B,然后在玻璃砖的另一侧确定大头针C、D的位置,插C时,应使它　 　　　　;插D时,应使它　　　 　　　　。 
解析:(2)根据光路可逆原理可知,插C时,应使它挡住A、B的像;插D时,应使它挡住C和A、B的像。
(3)如图乙所示,正确作出光路图之后,以入射光线与上界面的交点O为圆心,以合适长度为半径画圆,分别与入射光线和折射光线相交于M、N两点,过M、N两点作法线的垂线,垂足分别为M′和N′,测得MM′=28 mm,NN′=20 mm,则玻璃砖的折射率n=　　　　。 
5.制作近视眼镜时需要控制镜片的厚度。某同学猜想:制作相同度数的眼镜,镜片的厚度与其材料的折射率相关。为探究该猜想,他找来度数相同、镜片厚度不同的两副眼镜,以及两个形状相同的半圆形玻璃砖1(与厚镜片材质相同)和玻璃砖2(与薄镜片材质相同)。设计了如下实验:a.用刻度尺测出半圆形玻璃砖的直径D;b.在木板上固定一张白纸,将玻璃砖水平放置在白纸上,用笔描出砖的边界,移走玻璃砖,在纸上标出圆心O、直径AB、AB的垂线OC;c.将玻璃砖1放在白纸上,使之与边界完全重合,用长直刻度尺MN紧靠A点并与AB垂直放置;
d.调节激光器,使光线沿PO射向圆心O,并使长直尺MN的左右两端均出现亮点,示意图如图所示,记下左侧亮点到A点的距离为x1,右侧亮点到A点的距离为x0;e.移走玻璃砖1,将玻璃砖2置于玻璃砖1原来位置,使光线仍沿PO方向射向圆心O,并使长直尺MN的左右两端均出现亮点,并记下左侧亮点到A点的距离为x2。
(1)画出步骤d、e中对应的光路图(x1>x2)。
答案及解析:(1)画出步骤d、e中对应的光路图如图所示。
(2)玻璃砖1的折射率可表示为　 。 
(3)测得x1>x2,可知厚镜片材质的折射率比薄镜片材质的折射率　　　(选填“大”或“小”)。该实验主要采用的实验方法是　　 　　(选填“放大法”“理想实验法”或“替代法”)。 
6.某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率。实验过程如下:(1)将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上,用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。(2)①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射,到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q的位置。②移走玻璃砖。在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点,如图甲所示。
③用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2。PM的示数如图乙所示,d1为　　　　cm。测得d2为3.40 cm。 
解析:(2)③刻度尺的分度值为0.1 cm,由题图乙可知,d1为2.25 cm。
(3)利用所测量的物理量,写出玻璃砖折射率的表达式n=　　　　。由测得的数据可得折射率n为　　　　(结果保留3位有效数字)。 
7.某实验小组探究糖水折射率n随浓度η的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸,玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺,如图甲所示。实验操作过程如下:
(1)调配一定浓度的糖水,注入水平放置的玻璃缸中。(2)打开激光器,让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。
(3)调整激光器,使入射点O处于竖直刻度尺的正后方,光路如图乙所示,其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点,B点是折射光线与玻璃缸底部的交点,A、B点到法线的距离分别为L1、L2,到液面的距离分别为h1、h2。测得L1、L2、h1、h2的值,并利用表达式n=　　　　　　(用L1、L2、h1、h2表示)求出糖水折射率。 
(4)改变缸内糖水浓度,进行多次实验,将实验数据填入下表。
(5)在图丙给出的坐标纸上补上浓度η=32.0%的数据点。分析图中数据点,可知糖水折射率随浓度近似线性变化,绘制出“n-η”图线。
答案及解析:(5)看清横、纵坐标刻度,将点(32.0%,1.38)描在坐标纸上。画一条直线,让这条直线通过尽可能多的数据点,不在直线上的点均匀地分布在直线的两侧。
(6)由所绘图线可知,糖水浓度每增加10.0%,折射率增大　　　　。(结果保留两位有效数字) 
解析:(6)由所绘图线可知,糖水浓度每增加10.0%,折射率增大约0.020。