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1、南寧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A卷
姓名:________ 班級(jí):________ 成績:________
一、 填空題 (共2題;共9分)
1. (3分) 在《為測(cè)定玻璃的折射率》實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)經(jīng)過正確操作,得出多組數(shù)據(jù)后畫出如圖所示的圖象,則該圖象斜率大小的物理意義是________(用文字表述).
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_
2、_______.
二、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題;共39分)
3. (7分) (2020莆田模擬) 某同學(xué)用“插針法”測(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 c
3、m,則玻璃的折射率n=________。
4. (4分) 某同學(xué)用插針法測(cè)定玻璃的折射率,其操作如下:
a.把長方形玻璃磚放在白紙上,使它的長邊跟aa′對(duì)齊
b.先在白紙上畫出一條直線aa′代表兩種介質(zhì)的界面,過aa′上的O點(diǎn)畫出界面的法線NN′,并畫一條線段AO作為入射光線
c.在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2 , 透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像,調(diào)整視線方向,直到P1的像被P2擋住
d.移去大頭針和玻璃磚,連接P1、P2作為入射光線,連接P3、P4作為折射光線,測(cè)量入射角i與折射角r,填入表格中,通過計(jì)算得到結(jié)論.
e.再在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4
4、 , 使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P1、P2的
像和P3 , 記下P3、P4的位置
(1) 上述操作步驟中存在嚴(yán)重的缺漏,應(yīng)當(dāng)補(bǔ)充的是________;
(2) 以上操作的合理順序是________.(只排補(bǔ)充前的步驟)
5. (10分) 在利用插針法測(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中:
(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)
5、甲同學(xué)由于沒有量角器,他在完成了光路圖以后,以O(shè)點(diǎn)為圓心,10.00cm長為半徑畫圓,分別交線段OA于A點(diǎn),交O、O′連線延長線于C點(diǎn).過A點(diǎn)作法線NN的垂線AB交NN于B點(diǎn),過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.若其他操作無誤,則他測(cè)得的折射率比真實(shí)值________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
6. (4分) 在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,選用的是
6、入射面和出射面相互平行的矩形玻璃磚,用“插針法”測(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,以入射點(diǎn)O為圓心
7、,以任意長為半徑畫圓,分別與AO交于C點(diǎn),與OOˊ交于D點(diǎn),過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________.
7. (5分) 根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成小題:
(1)
某組同學(xué)用插針法測(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)線段的長度,如圖所示,則下面四
8、個(gè)表達(dá)式中,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) 用插針法測(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
9、頭針P1、P2 , 然后在另一側(cè)面插兩根大頭針P3、P4 , 通過玻璃磚觀察使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”).
9. (3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.
10、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,長邊跟a′b′對(duì)齊;
d.在長邊a′b′的外側(cè)透過三棱鏡觀察大頭針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O′點(diǎn)作與a′b′垂直的直線MN;
h.作光路圖,計(jì)算
11、折射率n.
(1) 正確的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)開_______;
(2) 根據(jù)題圖中所給數(shù)據(jù)求出該玻璃的折射率n=________.
10. (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長為半徑畫圓,分
12、別交線段OA于A點(diǎn),交O、O′連線延長線于C點(diǎn).過A點(diǎn)作法線NN的垂線AB交NN于B點(diǎn),過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.若其他操作無誤,則他測(cè)得的折射率比真實(shí)值________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
三、 綜合題 (共1題;共10分)
11. (10分) 根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成題目:
(1) 如圖1所示,一束光以45的入射角從空氣投射到三棱鏡
13、的一個(gè)側(cè)面上,在棱鏡上發(fā)生折射,折射光線與棱鏡該側(cè)面成60角,并在棱鏡另一側(cè)面上恰好發(fā)生全反射.由此可知,該棱鏡材料的折射率為________,該棱鏡的頂角θ的大小為________.
(2) 某同學(xué)用圓柱形玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn),先在白紙上放好圓柱形玻璃磚,在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在圓柱形玻璃磚另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住,接著在眼睛所在一側(cè)相繼又插上兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2的像,使P4擋住P3和P1、P2的像,在紙上標(biāo)出的大頭針位置和圓柱形玻璃磚的邊界如圖2所示.
①在圖上畫出所需的光路________.
②為了
14、測(cè)量出玻璃磚折射率,需要測(cè)量的物理量有________(要求在圖上標(biāo)出).
③寫出計(jì)算折射率的公式n=________.
(3) 如圖3所示,某同學(xué)在做“用雙縫干涉測(cè)光的波長”實(shí)驗(yàn)時(shí),第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)(圖a),游標(biāo)卡尺的示數(shù)為0.03cm,第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心時(shí)(圖b),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖c所示,已知雙縫間距離為0.2mm,從雙縫到屏的距離為0.75m.則圖c中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為________cm.所測(cè)光波的波長為________nm.
第 13 頁 共 13 頁
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、
4-1、
4-2、
5-1、
5-2、
5-3、
5-4、
6-1、
6-2、
6-3、
6-4、
7-1、
7-2、
8-1、
8-2、
9-1、
9-2、
10-1、
10-2、
10-3、
10-4、
三、 綜合題 (共1題;共10分)
11-1、
11-2、
11-3、