2024年高考物理第一轮复习讲义：第十三章 实验十四 测量玻璃的折射率

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1．小明同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆屏的分界线，其中光屏F可绕直径NOM在水平方向前后折转。(1)实验时，先让光屏E、F位于同一平面内，一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中，在光屏F上________(选填“能”或“不能”)看到折射后的光束；小明将光屏F向后折转一定角度后，则在光屏F上________(选填“能”或“不能”)看到折射光线，这说明折射光线和入射光线______(选填“在”或“不在”)同一平面内。(2)小明探究光从水射向空气折射角与入射角的关系时，测得的数据如下表所示。由表中数据可知，光从水斜射入空气中时，折射角________(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。入射角22°32°41°折射角30°45°60°解析：(1)先让光屏E、F位于同一平面内，一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中，在光屏F上能看到折射后的光束；当光屏F向后折转一定的角度后，则呈现折射光线的光屏F和呈现入射光线的光屏E不在同一平面内，所以在光屏F上不能看到折射光线，这说明折射光线和入射光线在同一平面内。(2)分析表格数据可知，光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，且入射角增大时，折射角也增大。答案：(1)能　不能　在　(2)大于2．(2022·山东泰安模拟)动手做实验可让学生们提高对物理实验的理解和应用能力。如图所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白。(1)用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d。(2)在瓶内装满水。(3)将刻度尺沿瓶口边缘竖直插入水中。(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度(即图中A点)，同时看到水面上B点刻度的像B′恰与A点的像重合。如图，若水面恰与直尺的C点相平，则________和________分别等于入射角和折射角。(5)读出________和________的长度。(6)由题中所给条件和前面步骤得到的数据，可以计算水的折射率n＝________。解析：(4)从A点发出的光线经折射后进入眼睛，所以∠OAC等于入射角，∠OB′C(或∠OBC)等于折射角。(5)若水面恰与直尺C点相平，读出AC和AB(或BC)的长度。(6)设从A点发出的光线射到水面时入射角为i，折射角为r，根据数学知识得sin  i＝，sin  r＝则折射率为n＝根据对称性有B′C＝BC联立得n＝ 或 。答案： (4)∠OAC　　∠OB′C(或∠OBC)(5)AC　AB(或BC)(6) (或)3．(2022·辽宁沈阳模拟)做“测量玻璃的折射率”实验时，同学们被分成若干实验小组，以下是其中两个实验小组的实验情况。(1)甲组同学在实验时，用他们测得的多组入射角i与折射角r作出sin isin r图像如图甲所示，则下列判断正确的是________。A．光线是从空气射入玻璃的B．光线是从玻璃射入空气的C．该玻璃的折射率约为0．67D．该玻璃的折射率约为1．5(2)乙组同学先画出图乙所示的坐标系，再在y＜0区域放入某介质(以x轴为界面)，并通过实验分别标记了折射光线、入射光线、反射光线通过的一个点，它们的坐标分别为A(8 cm，3 cm)、B(1 cm，－4 cm)、C(7 cm，－4 cm)，则：①入射点O′(图中未标出)的坐标为____________；②通过图中数据可以求得该介质的折射率n＝________。解析：(1)因为入射角大于折射角，所以光线由空气进入玻璃，A正确，B错误；根据折射定律得n＝＝≈1．5，C错误，D正确。(2) ①入射光线与反射光线关于法线对称，所以B点在入射光线上，C点在反射光线上，入射点坐标为(4 cm，0)。②入射角的正弦值为sin i＝，折射角的正弦值为sin r＝，根据折射定律得n＝＝。答案：(1)AD　(2)①(4 cm，0)　②