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1、拉薩市高考物理一輪專題: 第55講 實(shí)驗(yàn):測(cè)定玻璃的折射率D卷
姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________
一、 填空題 (共2題;共9分)
1. (3分) 如圖所示,在測(cè)定玻璃的折射率的過(guò)程中,眼睛在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚看兩個(gè)大頭針,使B把A檔?。绻谘劬@一側(cè)再插第三個(gè)大頭針C,應(yīng)使它把________檔住,插第四個(gè)大頭針D,使它把________檔住,那么后兩個(gè)大頭針就確定了從玻璃磚射出的光線.
為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)該注意的是________.
A .A、B及C、D之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些可以提高準(zhǔn)確度
2、B .A、B及C、D之間的距離應(yīng)取得小些可以提高準(zhǔn)確度
C .入射角θ1適當(dāng)大些可以提高準(zhǔn)確度
D .入射角太大,折射光線將會(huì)在玻璃的內(nèi)表面發(fā)生全反射,使實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行
E .A、B間的距離、入射角的大小均與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度無(wú)關(guān).
2. (6分) 如圖一所示,一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時(shí),P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像.有一同學(xué)把大頭針插在P1′和P2′位置時(shí),在MN另外一側(cè)看不到大頭針的像.其原因是________.
二、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題;共39分)
3. (7分) 甲、乙兩同學(xué)分別用不同的方法測(cè)定一半圓柱形玻璃磚的折射率.
(1) 甲
3、同學(xué)先在白紙上作一互相垂直的直線MN和QO交點(diǎn)為O,再以O(shè)為圓心畫一與玻璃磚相同的半圓,將玻璃磚平放在白紙上,使其與所畫的半圓重合,在玻璃磚外的PO上插兩枚大頭針P1和P2,在另一側(cè)先后插兩枚大頭針P3和P4,使從另一側(cè)隔著玻璃磚觀察時(shí),大頭針P4、P3和P2、P1的像恰在一直線上,移去玻璃磚和大頭針后,在白紙上得到圖甲所示的圖.
①在圖中畫出沿P1、P2連線方向的入射光線通過(guò)玻璃磚以及射出玻璃磚后的傳播方向________;標(biāo)出入射角θ1和折射角θ2;
②寫出計(jì)算玻璃折射率的表達(dá)式________.
(2) 乙同學(xué)則是在QO上插上兩根大頭針P1和P2,然后緩慢讓玻璃磚繞O點(diǎn)順時(shí)針
4、轉(zhuǎn)動(dòng),并且在直徑AB這一側(cè)不斷觀察,當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動(dòng)到一定的位置時(shí)突然發(fā)現(xiàn)在這一側(cè)任何位置都看不到P1和P2的像.記下這時(shí)玻璃磚的位置如圖乙所示.然后移去玻璃磚,問(wèn):
①需要測(cè)出的物理量及符號(hào)________;
②計(jì)算折射率的表達(dá)式________.
4. (4分) 在測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)中,由于實(shí)驗(yàn)室中矩形玻璃磚的數(shù)量不夠,部分同學(xué)需改用直角三棱鏡做“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:
a.如圖所示,先在一張白紙上作相互垂直的直線ab、a′b′作為三棱鏡的兩個(gè)界面,并在直線上標(biāo)出點(diǎn)O;
b.標(biāo)出P3、P4位置;
c.將三棱鏡放在白紙上,使短邊跟ab對(duì)齊,長(zhǎng)邊跟a′b′對(duì)
5、齊;
d.在長(zhǎng)邊a′b′的外側(cè)透過(guò)三棱鏡觀察大頭針P1、P2的像,調(diào)整視線方向,直到P1的像完全被P2擋柱;
e.在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4 , 使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P1、P2的像和P3;
f.在O點(diǎn)作一垂直ab的線段AO,在AO上垂直地插兩枚大頭針P1、P2;
g.移去三棱鏡和大頭針,連接P3P4 , 交a′b′于O′,過(guò)O′點(diǎn)作與a′b′垂直的直線MN;
h.作光路圖,計(jì)算折射率n.
(1) 正確的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)開(kāi)_______;
(2) 根據(jù)題圖中所給數(shù)據(jù)求出該玻璃的折射率n=________.
5. (10分) 在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)
6、驗(yàn)中,選用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃磚,用“插針?lè)ā睖y(cè)定某種玻璃的折射率.
(1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2,透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像,調(diào)整視線方向,直到P2檔住P1的像.再在觀察的這一側(cè)插大頭針P3,應(yīng)使它把________檔住,插大頭針P4,應(yīng)使它把________檔住,那么后兩個(gè)大頭針就確定了從玻璃磚射出的光線.
(2) 實(shí)驗(yàn)中為了減少誤差,下列意見(jiàn)正確的是
A . 為了減少誤差,P1和P2、P3和P4的距離應(yīng)適當(dāng)取大些 B . 為了減少誤差,P1、P2的連線與NNˊ的夾角越大越好
(3) 某同學(xué)在找到入射光線和折射光線以后,以
7、入射點(diǎn)O為圓心,以任意長(zhǎng)為半徑畫圓,分別與AO交于C點(diǎn),與OOˊ交于D點(diǎn),過(guò)C、D兩點(diǎn)分別向NNˊ作垂線,交NNˊ于Cˊ、Dˊ,所以折射率n=________.(用圖示中的線段表示)
(4) 根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值畫出的圖線如圖3所示.當(dāng)光線是由空氣射入玻璃磚時(shí),則θ1和θ2中為入射角的是________;從圖線可知玻璃磚的折射率是________;該種玻璃全反射的臨界角是________.
6. (4分) 用插針?lè)y(cè)量矩形玻璃磚的折射率,先在白紙上放好一矩形玻璃磚,兩邊與畫好的直線aa,bb對(duì)齊,在玻璃磚一側(cè)插上兩根大頭針P1、P2 , 然后在另一側(cè)面插兩根大頭針P
8、3、P4 , 通過(guò)玻璃磚觀察使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P3和P1、P2的像,并在紙上標(biāo)出大頭針的位置,如圖所示.
(1) 請(qǐng)?jiān)趫D上畫出光路,并利用測(cè)量的物理量,寫出計(jì)算玻璃折射率的公式n=________.
(2) 某同學(xué)在已畫好玻璃磚界面后,不慎將玻璃磚向上平移了一些,如圖所示,在其它操作均正確的情況下,測(cè)得的折射率將________(選填“偏大、偏小或不變”).
7. (5分) 根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成小題:
(1)
某組同學(xué)用插針?lè)y(cè)平行玻璃磚的折射率,記錄下入射、折射、出射光線后,以入射點(diǎn)O為圓心畫單位圓,用直尺測(cè)得有關(guān)線段的長(zhǎng)度,如圖所示,則下面四個(gè)表達(dá)式中
9、,正確地表達(dá)折射率的關(guān)系式是
A . n= .
B . n=
C . n= .
D . n=
(2)
利用如圖所示的裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時(shí),有下面幾種說(shuō)法:
其中正確的是.
A . 將屏移近雙縫,干涉條紋間距變窄
B . 將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的,干涉條紋間距變寬
C . 將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離后,干涉條紋間距變寬
D . 換一個(gè)兩縫之間距離較大的雙縫,干涉條紋間距變窄
E . 去掉濾光片后,干涉現(xiàn)象消失
8. (3分) 兩位同學(xué)用兩面平行的玻璃磚做“測(cè)玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn).
(1) 甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個(gè)界面aa′和bb′后,不小
10、心碰了玻璃磚使它向aa′方向平移了少許,如圖甲所示.則他測(cè)出的折射率將如何變化?
(2) 乙同學(xué)在畫界面時(shí),不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些,如圖乙所示,則他測(cè)得的折射率將如何變化?
(3) 甲同學(xué)由于沒(méi)有量角器,他在完成了光路圖以后,以O(shè)點(diǎn)為圓心,10.00cm長(zhǎng)為半徑畫圓,分別交線段OA于A點(diǎn),交O、O′連線延長(zhǎng)線于C點(diǎn).過(guò)A點(diǎn)作法線NN的垂線AB交NN于B點(diǎn),過(guò)C點(diǎn)作法線NN的垂線CD交NN于D點(diǎn),如圖1所示,用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm.由此可得出玻璃的折射率n=________.
(4) 乙同學(xué)在畫界面時(shí),不小心將兩界
11、面ab和cd間距畫得比玻璃磚寬度大些,下界面與實(shí)際相同,如圖2所示.若其他操作無(wú)誤,則他測(cè)得的折射率比真實(shí)值________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
9. (3分) 某同學(xué)在利用“插針?lè)ā睖y(cè)定一塊紅色直角三角形玻璃磚的折射率時(shí)發(fā)現(xiàn),由于玻璃的顏色較深,在另一側(cè)很難觀測(cè)到對(duì)側(cè)所插的針.他想到可以用實(shí)驗(yàn)室的紅色激光器來(lái)完成實(shí)驗(yàn).如圖所示,他在木板上固定好白紙,放好玻璃磚,正確作出了界面MN、MP、NP,然后讓很細(xì)的激光平行于木板從玻璃磚的上界面MN入射.
(1) 由于激光很強(qiáng),不能用眼睛直接觀測(cè),該同學(xué)通過(guò)在木板上插入被激光照亮的針來(lái)確定激光光路,正確的插針順序應(yīng)是
12、
A . P1、P2、P3、P4
B . P4、P3、P2、P1
C . P1、P3、P2、P4
D . P4、P2、P3、P1
(2) 若P1P2與MN垂直,用量角器量得圖中的θ1=30,θ2=45,則玻璃的折射率約為
A . 1.41
B . 1.73
C . 1.22
D . 1.58
(3) 若激光器正常發(fā)光,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在MP一側(cè)始終找不到出射光線,則可能的原因是________.
(4) 若該同學(xué)在MP一側(cè)沒(méi)有找到出射光線,但在NP一側(cè)找到了出射光線,并用“插針?lè)ā贝_定了激光在MN一側(cè)的入射光線和NP一側(cè)的出射光線,如果入射光線與MN相垂直,則測(cè)量后他____
13、____計(jì)算出玻璃的折射率(填“能”或“不能”).
10. (3分) (2020莆田模擬) 某同學(xué)用“插針?lè)ā睖y(cè)一玻璃磚的折射率。
①在木板上平鋪一張白紙,并把玻璃磚放在白紙上,在紙上描出玻璃磚的兩條邊界。然后在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩根大頭針P1、P2 , 透過(guò)玻璃磚觀察,在玻璃磚另一側(cè)豎直插大頭針P3時(shí),應(yīng)使P3________,用同樣的方法插上大頭針P4。
②在白紙上畫出光線的徑跡,以入射點(diǎn)O為圓心作一半徑為5. 00 cm的圓,與入射光線、折射光線分別交于A、B點(diǎn),再過(guò)A、B點(diǎn)作法線NN的垂線,垂足分別為C、D點(diǎn),如圖所示。測(cè)得AC=4.00 cm,BD=2.80 cm,則玻璃
14、的折射率n=________。
三、 綜合題 (共1題;共10分)
11. (10分) 如圖所示,寬度為a的平行光束從空氣中斜射到一平板玻璃的上表面,入射角為45,該光束的光由兩種不同的單色光①和②組成,玻璃對(duì)兩種單色光①和②的折射率分別為n1=1.5,n2= .
(1) 求兩種光射入玻璃時(shí)的折射角β1、β2;
(2) 為使光從玻璃下表面出射時(shí),兩種光各自的光束不重疊,玻璃板的厚度d至少應(yīng)為多少?(以上結(jié)果均可用根式表示)
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參考答案
一、 填空題 (共2題;共9分)
1-1、
2-1、
二、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題;共39分)
3-1、答案:略
3-2、答案:略
4-1、答案:略
4-2、答案:略
5-1、答案:略
5-2、答案:略
5-3、答案:略
5-4、答案:略
6-1、答案:略
6-2、答案:略
7-1、答案:略
7-2、答案:略
8-1、答案:略
8-2、答案:略
8-3、答案:略
8-4、答案:略
9-1、答案:略
9-2、答案:略
9-3、答案:略
9-4、答案:略
10-1、
三、 綜合題 (共1題;共10分)
11-1、答案:略
11-2、答案:略