高中物理高考 考点68 实验 测定玻璃的折射率——备战2021年高考物理考点一遍过

这是一份高中物理高考 考点68 实验 测定玻璃的折射率——备战2021年高考物理考点一遍过，共26页。试卷主要包含了实验原理，实验器材，实验步骤，注意事项，实验数据处理等内容，欢迎下载使用。


1．实验原理

如实验原理图甲所示，当光线AO1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出与入射光线AO1对应的出射光线O2B，从而求出折射光线O1O2和折射角θ2，再根据或算出玻璃的折射率。
2．实验器材
木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、直尺、铅笔。
3．实验步骤
（1）用图钉把白纸固定在木板上。
（2）在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线NN′。
（3）画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针。
（4）在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′。
（5）眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。
（6）移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得线段OO′。
（7）用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
（8）改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值。
4．注意事项
（1）玻璃砖应选厚度、宽度较大的。
（2）入射角不宜过大或过小，一把为15°~75°。
（3）用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb′。
（4）实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。
（5）大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差。
5．实验数据处理
（1）计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的，并取平均值。
（2）作sin θ1－sin θ2图象：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2图象，由可知图象应为直线，如实验原理图乙所示，其斜率为折射率。
（3）“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n。
以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO′于E′点，过E作NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线E′H′。如实验原理图丙所示，。只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n。



（2020·四川射洪中学高二期中）“测定玻璃的折射率”部分实验步骤如下：
①先在白纸上画一条直线EE′，代表两种介质的分界面；再画出一直线段AB作为入射光线，然后画出分界面上B处的法线NN′，如图所示。

②把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与EE′对齐，用直尺或三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动。将玻璃砖取下，画出直线FF′代表玻璃砖的另一边。
③在直线AB上竖直插上两枚大头针G1、G2，放回玻璃砖，然后透过玻璃砖观察大头针G1、G2的像，调整视线方向，直到G1的像被G2挡住。
④在观察的这一侧竖直地插上两枚大头针G3和G4，用G3挡住G1、G2的像，用G4挡住G3以及G1、G2的像。
⑤移去大头针和玻璃砖，过G3、G4的插点画直线CD，与FF′相交于C点，直线CD就表示沿直线AB入射的光线透过玻璃砖后的光线，连接BC，BC就是玻璃砖内的折射光线的路径。
⑥用量角器量出入射角i和折射角r
（1）以下各说法中正确的是（____）
A．G1、G2及G3、G4之间的距离适当大些，可以提高准确度
B．G1、G2及G3、G4之间的距离取得小些，可以提高准确度
C．入射角i适当大些，可以提高准确度
D．G1、G2的间距和入射角的大小均与实验的准确度无关
（2）该玻璃的折射率n=_________（用i、r表示）
（3）若作出的EE′与FF′的间距比玻璃两表面的实际间距大，则测量结果将________（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）
【答案】AC 偏小
【解析】（1）AB．借助针的位置来确定实验中的入射光线和折射光线，针间的距离太小，容易出现偏差，故A正确，B错误；
C．入射角适当大些，相应的折射角也增大，折射现象较明显，可提高准确度，故C正确；
D．针间的距离、入射角的大小对实验准确度有影响，故D错误。
故选AC。
（2）由光的折射定律得

（3）若作出的EE′与FF′的间距比玻璃两表面的实际间距大，如图所示，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率n将偏小．


1．（2020·江苏省响水中学高二期中）某同学利用平行玻璃砖测量玻璃的折射率，按插针法步骤正确操作，借助刻度尺完成了光路图。该同学有圆规，却没有量角器，他就以O点为圆心，15.00cm为半径画圆，分别交入射光线于A点，交直线OO'的延长线于C点。分别过A、C点作法线NN'的垂线交NN'于B、D点，如图。用刻度尺测得AB=9.00cm，CD=6.00cm，则玻璃的折射率n=_______。若玻璃前后两面并不平行，按正确实验操作，则出玻璃砖的光线与入射光线________（填“平行”或“不平行”）他测出的折射率_____(填“会”或“不会”)受到影响。

【答案】1.5 不平行 不会
【解析】根据光的折射定律可知

若玻璃前后两面并不平行，按正确实验操作，做光路图可知出玻璃砖的光线与入射光线不平行。
折射率的测量和玻璃砖前后面是否平行无关，故他测出的折射率不会受到影响。
2．（2020·陕西省洛南中学高三模拟）利用软木塞插针法测水的折射率实验步骤如下：
(1)如图，取一厚度可忽略不计的圆形软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在水面上；

(2)调整大头针插入软木塞的深度，使得从软木塞周围向液体中观察，恰好在此时看不到大头针；
(3)需要测量的物理量 A：_____；B：_______；(写出物理量符号和相应的物理意义)
(4)水的折射率表达式 n=_______。(用步骤(3)中的物理量符号表示)
【答案】木塞的半径R 大头针在水面下的长度h
【解析】(3)木塞的半径R和大头针在水面下的长度h。
(4)恰好在此时看不到大头针，说明大头针发出的光在木塞边缘恰好发生全反射，则
而
联立可得



1．（2020·北京高二期末）“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
2．（2020·北京市第二中学朝阳学校高二期末）如图所示，在“测量玻璃的折射率”的实验中，以下说法正确的是（　　）

A．为了提高实验精度，必须选用两光学表面平行的玻璃砖
B．在白纸上放好玻璃砖后，首先要用铅笔贴着玻璃砖的光学面画出边界
C．判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部
D．大头针P1与P2、P3与P4的间距适当远一些，可以减小实验误差
3．（2020·大名县第一中学高二月考）某组同学用插针法测平行玻璃砖的折射率，记录下入射光线、折射光线、出射光线后，以入射点O为圆心画单位圆，用直尺测得有关线段的长度，如图所示，下面四个表达式中，正确地表达了折射率的关系式是（　　）

A． B．
C． D．
4．（2020·辽宁高三三模）如图所示，某同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，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及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的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A点距离x1，右侧亮点到A点的距离x2。则下列说法正确的是（　　）

A．利用上述实验数据计算可得玻璃折射率为
B．左侧亮点到A点的距离x1—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—定小于右侧亮点到A点的距离x2
D．在∠BOC范围内，改变入射光PO的入射角，直尺MN上只能出现两个亮点
E.要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应调节激光器使PO光线逆时针转动减小入射角
5．（2020·山东章丘四中高二月考）某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像，如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只须测量出______________，即可计算出玻璃砖的折射率，请用你的测量量表示出折射率n=________。

6．（2020·北京海淀人大附中高二期末）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”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′。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）该同学接下来要完成的必要步骤有__________。
A．插上大头针 P3，使 P3 仅挡住 P2 的像
B．插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1 的像和 P2 的像
C．插上大头针 P4，使 P4 仅挡住 P3
D．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像
（2）图甲是他在操作过程中的一个状态，请你指出第四枚大头针 P4应在图甲中的位置______（填“A”、“B”或“C”）。

（3）请在图甲中画出光从空气入射到玻璃的入射角 θ1 和折射角 θ2________，并写出计算玻璃折射率 n 的表达式 n=_____________；
（4）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面 aa′和 bb′的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值________准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
7．（2020·山东烟台高二期末）某同学在做“测定玻璃折射率”实验时，在水平桌面上铺放一张白纸，将一横截面是直角三角形的玻璃砖平放在白纸上，并用铅笔将其边缘画在白纸上，得到如图所示的直角三角形ABC，在白纸上作一条垂直于BC边的直线，在该直线上竖直插上P1、P2两颗大头针，然后从玻璃砖的另一个面透过玻璃砖观察P1、P2的像，在白纸上竖直插上P3、P4两颗大头针，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，大头针的位置如图所示。
⑴作出该实验完整的光路图______；
⑵测得出射光线与AB边的夹角为θ（θ为锐角），测出直角三角形顶角A的角度为α，则该玻璃砖的折射率为____________。

8．（2020·西城北京师大附中高三模拟）某同学在“测定玻璃的折射率”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'.O为直线AO与aa'的交点.在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针.

(1)该同学接下来要完成的必要步骤有________．
A．插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3,使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4,使P4仅挡住P3的像
D．插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像
(2)过P3、P4作直线交bb'于O',过O'作垂直于bb'的直线NN',连接OO'．测量图1中角α和β的大小,则玻璃砖的折射率n=_________.
(3)该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb'的间距画得过宽．若其他操作正确,则折射率的测量值__________(填“大于”、“小于”或“等于”)准确值.
9．（2020·辽宁沈阳铁路实验中学高二月考）用圆弧状玻璃砖做测定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P1、P2，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插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2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，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2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，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角_________
(3)用所测物理量计算折射率的公式为n＝________．
(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当________(填“小一些”“无所谓”或“大一些”)
(5)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象，由图象可知该玻璃的折射率n＝________
10．（2020·广西桂林十八中高二期中）如图a所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置．然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．

1.此后正确的操作步骤是 ．（选填选项前的字母）
A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
2.正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）．为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图甲、乙所示．在甲、乙图中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图 （选填“甲”或“乙”），所测玻璃折射率的表达式n= （用代表线段长度的字母ED、FG表示）．
11．（2020·河南宛城南阳中学高二月考）做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。
(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度________。
A．选用两光学表面间距较大的玻璃砖
B．实验时入射角应该尽量小一些
C．选用粗的大头针完成实验
D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离应大一些
(2)实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以为界面画光路图。则：

甲同学测得的折射率与真实值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）
乙同学测得的折射率与真实值相比_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）
12．（2020·海南海口高二期中）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，
①某同学由于没有量角器，在完成了光路以后，他以O点为圆心、10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交OO′连线延长线于C点，过A点作法线 NN′的垂线AB交NN′于点 B，过 C 点作法线NN′的垂线CD交 NN′于D点，如图所示.用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00 cm．由此可得出玻璃的折射率n=_____________________．

②某同学在纸上画出的界面 aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图 2 所示，则该同学测得 的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

13．（2020·浙江湖州高二期末）某同学利用“插针法”测定平行玻璃砖的折射率。
(1)将方格纸用图钉钉在平木板上，在一条直线上画出界面A1A2和入射光线，在入射光线上竖直插上两枚大头针P1、P2，放上玻璃砖发现其下边界B1B2刚好在方格纸的另一条线上；接着在另一侧垂直纸面插上两枚大头针P3、P4，其中在插P3时应使其遮挡住________。
(2)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作出射光线，在坐标纸上记录的情况如图甲所示。虚线是以入射点O为圆心作出的圆，由此计算出玻璃砖的折射率为__________。（结果保留两位有效数字）

14．（2020·北京市十一学校高二期末）在测量玻璃折射率实验中，探讨下列问题：
(1)“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和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。在插和时，应使（________）

A．只挡住的像
B．只挡住的像
C．同时挡住、的像
D．挡住和、的像
(2)用插针法测定玻璃折射率的实验中，下列说法中正确的是（________）
A．、及、之间的距离适当大些，可以提高测量的准确度
B．入射角适当大些，可以提高测量的准确度
C．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
D．如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度小的玻璃砖来测量
(3)某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示，则他测得折射率__________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

15．（2020·北京高二期末）在“测定玻璃的折射率”的实验中：

(1)在白纸上放好平行玻璃砖，如图1所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。在插和时，用挡住、的像，用挡住及_________。
(2)某同学实验中作出光路图如图2所示，此玻璃的折射率计算式为____________（用图中的，表示）。
(3)如图3所示，玻璃砖两个界面不平行，在一侧透过玻璃砖观察，可以看到和的像，是否依然可以借助上述方法测出折射率？请说出理由_________。
(4)如图3所示，玻璃砖两个界面不平行，在一侧透过玻璃砖观察，可能看不到和的像，请分析原因________。

16．学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：

（1）若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________。
（2）图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？
答：________________________________________________________________________。
（3）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为________。
17．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，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P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3、P1和P2的像，在纸上标出大头针的位置和三棱镜的轮廓如图所示。

（1）在图中画出所需的光路；
（2）为了测出三棱镜玻璃的折射率，需要测量哪些物理量？在图中标出它们；
（3）计算折射率的公式是n=________。

18．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1所示。

图1 图2
（1）在图2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3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，如图所示。图3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”）。

图3
19．（2018·安徽省六安二中高二第二学期第二次月考）如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。

（1）设AB的长度为L1，AO的长度为L2，CD的长度为L3，DO的长度为L4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，______，则玻璃砖的折射率可表示为________。
（2）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
20．如图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a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图所示。计算折射率时，用______（填“d”或“e”）点得到的值较小，用________（填“d”或“e”）点得到的值误差较小。


21．（2015·北京卷）“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，和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和，用“+”表示大头针的位置， 然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和，在插和时，应使 （选填选项前的字母）。

A．只挡住的像 B．只挡住的像 C．同时挡住、的像





1．D【解析】根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线。实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像。
A．P3只挡住P1的像，与实验不符，A错误；
B．P4只挡住P1的像，与实验不符，B错误；
C．P4只挡住P2的像，与实验不符，C错误；
D．P3同时挡住P1、P2的像，与实验相符，D正确。
故选D。
2．D【解析】A．光学表面是否平行不影响该实验的准确度，选项A错误；
B．为了防止弄脏玻璃砖，不能铅笔贴着玻璃砖的光学面画出界面，选项B错误；
C．判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的整个部分，不能只观察其头部，选项C错误；
D．大头针P1与P2、P3与P4的间距适当远一些，可以减小实验误差，选项D正确。
故选D。
3．B【解析】ABCD．设圆的半径为1，即AO = EO = 1，由几何知识得，入射角的正弦值

折射角的正弦
根据折射定律得
故B正确，ACD错误。
故选B。
4．ACE【解析】A．设光线在AB面上的入射角为，折射角为，如图所示

根据几何关系有


可得玻璃折射率为

故A正确；
BC．光从玻璃射入空气，折射角大于入射角，通过几何关系知
故B错误，C正确；
D．在大于等于全发射的临界角，只有反射没有折射，则直尺上只出现一个亮点，故D错误；
E．要使左侧亮点到A点的距离增大，则折射角减小，根据折射定律可知要求减小入射角，所以应调节激光器使PO光线逆时针转动减小入射角，故E正确；
故选ACE。
5．玻璃砖转过的角度θ
【解析】由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，刚好发生全反射，在直径边一侧观察不到P1、P2的像，做出如图所示的光路图

由此可知，当转过角度θ时有

6．BD B
小于
【解析】(1)应该使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，只有这样P1、P2、P3、P4才是一条光线，因此BD正确，AC错误。
故选BD。
(2)由于和两个边界平行，因此出射光线与入射光线也应平行，因此P4的位置在B点。
(3)出射光线和折射光线及入射角 θ1 和折射角 θ2，如图所示

光从光疏介质到光密介质时，折射率表达式

(4)由下图可知，当aa′和 bb′的间距画得过宽时，使折射角 变大，因此折射率变小。

7．
【解析】(1)光路图如图所示；

(2)由光路图的几何关系得：
折射角为

入射角为

玻璃的折射率为

8．BD 小于
【解析】(1)确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像，则P3必定在出射光线方向上．所以确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像．确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P1、P2P3的像，故选BD．
(2)测定玻璃砖折射率的原理是折射定律，则得该玻璃砖的折射率为.
(3)作图时，玻璃砖应与所画的边界相齐．该同学的做法中，出射光线的侧向偏移距离小于理论的侧向偏移距离，测量出的折射角要小于真实的折射角，导致测量值偏小．
9．见解析 见解析 小一些 1.5
【解析】(1)连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。

（2）如图

(3)由折射定律可得
(4)为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射
(5)图象的斜率k＝＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5
10．BD；乙；DE/GF．
【解析】（1）在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，确定入射光线，然后插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，从而确定出射光线．故选BD．
（2）设入射角为α，折射角为β，根据折射定律得，根据几何关系有：对于甲图， ， ，对于乙图，，，可知仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图乙，折射率．
11．AD 偏小 不变
【解析】(1) A．为了作图误差更小，应选用两光学表面间距大的玻璃砖，故A正确；
B．实验时入射角应该尽量大一些，折射角也会大些，折射现象较明显，容易测量，角度的相对误差也会减小，故B错误；
C．为了准确测量光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，使光线实际并不平行，故C错误；
D．插在玻璃砖同侧的大头针之间的距离适当大些时，相同的距离误差情况下引起的角度误差会减小，故D正确；
故选AD；
(2)甲同学测定折射率时，作出的折射光线如图中虚线所示，实线表示实际光线

可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小；
用图②测折射率时，只要操作正确，测量的结果与玻璃砖形状无关，故折射率的测量值与真实值相比不变。
12．1.5 偏小
【解析】（1）图中P1P2作为入射光线，OO′是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何知识得到：sini=，sinr=，又AO=OC，由几何关系可得AB=6.00cm则折射率．
（2）如图，实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小．

13．P1、P2在玻璃砖中的像 1.5
【解析】(1)为了测量玻璃的折射率，先在坐标纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1、P2，再在另一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3及P1、P2的像。
(2)根据折射定律有

14．D AB 偏小
【解析】(1)根据实验的原理知，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线。在实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3同时挡住P1、P2的像，使P4同时挡住P3和P1、P2的像，故D正确，ABC错误。
故选D；
(2) A．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度，故A正确；
B．入射角适量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故B正确；
C．光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，故C错误；
D．在宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择时，玻璃砖宽度较大时，引起的角度误差较小，测量的折射率误差也就较小，故D错误。
故选AB；
(3)作出实际的光路图如图黑线所示，作出作图时的光路图，如图红线所示，可知，折射角的测量值将偏大，入射角没有误差，所以根据折射定律，可知测得的折射率将偏小。

15．P1、P2的像 可以，理由见解析 在上发生全反射
【解析】(1)根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线。实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像；
(2)玻璃的折射率计算式为；
(3)玻璃砖的两个光学面不平行，只能造成出射光线与入射光线一定不平行，但仍可以测出折射角和入射角，根据计算折射率；
(4)玻璃砖的两个光学面不平行，有可能光线在上发生全反射，即在一侧透过玻璃砖观察不到像。

16．（1）　（2）P4处对应的折射率的值大　（3）1
【解析】（1）根据折射定律n=，题中θ1=60°，θ2=∠AOF=30°，所以n==。
（2）图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4对应的折射率大。
（3）因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率应为1。
17．（1）如图所示 （2）角i和r或线段EF、OE、GH、OG的长度 （3）或

【解析】（1）如图所示，画出过P1、P2的入射光线交AC面于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O′，则光线OO′为在三棱镜中的折射光线。

（2）在所画的图上标明入射角i和折射角r，或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度。
（3）n=，或n===。
18．见解析
【解析】（1）分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点并延长，与玻璃砖两平行边分别相交，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的传播方向。光路图如图所示。

（2）设方格纸上正方形的边长为1，光线的入射角为θ1，折射角为θ2，则sin θ1==0.798，sin θ2==0.521。
所以该玻璃砖的折射率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。
19．（1）L1 L3 L1L3 （2）偏大
【解析】（1）根据几何知识得，入射角的正弦sini=ABBO＝L1R，折射角的正弦sinr＝CDCO＝L3R，根据折射定律得，玻璃砖的折射率n=sinisinr＝L1RL3R＝L1L3，所以需要用刻度尺测量L1和L3。
（2）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，折射光线将顺时针转动，而作图时仍以MN为边界，AD为法线，则入射角不变，折射角减小，由折射率公式律n=sinisinr可知，测得玻璃砖的折射率将偏大。
【名师点睛】本题用插针法测定半圆形玻璃砖折射率，数据处理的方法是单位圆法，分析误差关键分析入射角和折射角产生的误差，由实验原理律n=sinisinr分析。
20．光学　d　e
【解析】实验用的光学玻璃砖的光学面不能用手接触，以防止损坏其光学面。如图所示。

连接cd、ce并延长分别交玻璃砖于O1、O2点，并连接OO1、OO2，入射角i相同，折射角∠O′OO2