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1、2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升:第十二章 實驗 測定玻璃的折射率
1.某同學(xué)做“測定玻璃的折射率”實驗時,用他測得的多組入射角θ1與折射角θ2作出sinθ1-sinθ2圖像如圖實-8所示。下列判斷中不正確的是( )
A.他做實驗時,研究的是光線從空氣射入玻璃的折射現(xiàn)象
B.玻璃的折射率為0.67
C.玻璃的折射率為1.5
D.玻璃的臨界角的正弦值為0.67 圖實-8
解析:由sinθ1-sinθ2圖線可知==1.5>1,而介質(zhì)的折射率都比真空(或空氣)的n0=1大,故光是從空氣射入玻璃的,入射角為θ1,A項正確;由折射率定義知n=1.5,C項正確,B項錯誤
2、;由臨界角定義可知臨界角的正弦值sinC==0.67,D項正確。
答案:B
2.用兩面平行的玻璃磚測定玻璃的折射率的實驗中,已畫好玻璃磚界面aa′和bb′后,不慎將玻璃磚向上平移了一些,放在圖實-9所示的位置上,而實驗中其他操作均正確,測得的折射率將( )
A.偏大 B.偏小 圖實-9
C.不變 D.無法確定
解析:經(jīng)過玻璃磚的光路如圖中實線所示,由于所作的玻璃磚分界線不是實際的分界線,如圖中虛線所示,由幾何知識可知,測出的折射角與正確值相同。
答案:C
3.某同學(xué)用插針法測定玻璃磚的折射率,他的實驗方法和操作步驟正確無誤,但他處理實驗記
3、錄時發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩個光學(xué)面aa′與bb′不平行,如圖實-10所示,則( )
A.AO與O′B兩條直線平行
B.AO與O′B兩條直線不平行
C.他測出的折射率偏大 圖實-10
D.他測出的折射率不受影響
解析:如題圖所示。在光線由aa′面進(jìn)入玻璃磚的偏折現(xiàn)象中,由折射定律知:
n=
在光線由bb′面射出玻璃磚的現(xiàn)象中,同理n=。
若aa′與bb′平行,則i=β,因此α=r,此時入射光線AO與出射光線O′B平行。
若aa′與bb′不平行,則i≠β,因此α≠r,此時入射光線AO與出射光線O′B不平行。選項B正確。
在具體測定折射率時,要求實驗方法、光路均準(zhǔn)確無
4、誤,折射率的測量值應(yīng)不受aa′與bb′是否平行的影響,選項D正確。
答案:BD
4.在用插針法測定玻璃的折射率的實驗中,某同學(xué)操作步驟如下:
①用圖釘將記錄光路的白紙固定在平板上;
②手拿玻璃磚的毛面或棱,將其輕放在白紙上;
③用鉛筆環(huán)繞玻璃磚畫出邊界aa′和bb′;
④在aa′上選擇一點(diǎn)O,作為不同入射角的入射光線的共同入射點(diǎn),畫出入射角θ1分別為0°、30°、45°的入射光線;
⑤用“插針法”分別得到各條入射光線的出射光線,觀察時著重看大頭針針帽是否在一條直線上,取下玻璃磚、大頭針,連接各針孔,發(fā)現(xiàn)所畫折射光線中有兩條相交,量出各個折射角θ2;
⑥按公式分別計算,取三個值的
5、算術(shù)平均值。
(1)以上步驟中有錯誤或不妥之處的是________;
(2)應(yīng)改正為_____________________________________________________________
________________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
解析:(1)有錯誤或不妥之處的是③④⑤。
(2)③中應(yīng)先畫出一條直線,把玻璃磚的一邊與其重
6、合,再使直尺與玻璃磚的界面對齊,移開玻璃磚后再畫邊界線;④中入射角要取0°以外的三組數(shù)據(jù);⑤中大頭針要豎直插牢,觀察時看針腳是否在同一條直線上。
答案:見解析
5.如圖實-11所示,畫有直角坐標(biāo)系xOy的白紙位于水平桌面上。M是放在白紙上的半圓形玻璃磚,其底面的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn),直邊與x軸重合。OA是畫在紙上的直線,P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針,P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針,θ1是直線OA與y軸正方向的夾角,θ2是直線OP3與y軸負(fù)方向的夾角。只要直線OA畫得合適,且P3的位置取得正確,測出角θ1和θ2, 圖實-11
便可求得玻璃的折射率。
某學(xué)生在用上述方法測量
7、玻璃的折射率時,在他畫出的直線OA上豎直地插上了P1、P2兩枚大頭針,但在y<0的區(qū)域內(nèi),不管眼睛放在何處,都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像,他應(yīng)采取的措施是______________________________________________________。若他已透過玻璃磚看到P1、P2的像,確定P3位置的方法是____________________________________。若他已正確地測得了θ1、θ2的值,則玻璃的折射率n=____________。
解析:無法看到P1、P2的像是OA光線的入射角過大,發(fā)生全反射的緣故。P3能擋住P1、P2的像說明OP3是OA的折射光
8、線。
答案:另畫一條更靠近y軸正方向的直線OA,把大頭針P1、P2豎直地插在所畫的直線上,直到在y<0區(qū)域透過玻璃磚能看到P1、P2的像 插上P3后,P3剛好擋住P1、P2的像
6.測定玻璃等腰直角三棱鏡折射率的實驗,先在白紙上放好三棱鏡,在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在棱鏡的另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住,接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P3和P1、P2的像,在紙上標(biāo)出的大頭針的位置和三棱鏡輪廓如圖實-12所示。 圖實-12
(1)通過作圖,畫出通過P1、P2的入射光線在棱鏡中的折射光線;
(2)如果測得該棱鏡的折射率為1.5,則垂直于AB邊入射的光線能否從BC邊或AC邊射出________(選填“能”或“不能”)。
解析:(1)如圖所示
(2)設(shè)發(fā)生全反射的臨界角為C,則sinC==