1、课时跟踪检测（十九）测定介质的折射率课时跟踪检测（十九）测定介质的折射率 1.(多选)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是( ) A为了减少作图误差，C 和 D 的距离应适当取大一些 B为了减少测量误差，A、B 连线与法线 NN的夹角应适当大一些 C若 A、B 的距离较大时，通过玻璃砖会看不到 A、B 的像 D若 A、B 连线与法线 NN间夹角过大时，有可能在 bb一侧看不清 A、B 的像 解析：选 ABD 实验时，要将大头针竖直插在纸上，且 A 和 B 之间、B 与 O 之间、C 与 D 之间、C 与O之间距离要稍大一些，
2、入射角 1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但不宜太大，入射角太大时，反射光较强，折射光会相对较弱，有可能在 bb一侧看不清 A、B 的像，故 A、B、D 正确。 2.(多选)“测定介质的折射率”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，并依次插上大头针 P3和 P4。在插大头针 P3和 P4时，应使( ) AP3只挡住 P1的像 BP4只挡住 P2的像 CP3同时挡住 P1、P2的像 DP4同时挡住 P3和 P1、P2的像 解析：选 CD 实验中，在插大头
3、针 P3时，应使 P3同时挡住 P1、P2的像；在插大头针 P4时，应使 P4同时挡住 P3和 P1、P2的像。故选项 C、D 正确。 3在“测定介质的折射率”实验时， (1)下列做法正确的是_。 A入射角越大，误差越小 B在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着玻璃砖的光学面画出界面 C实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量 D判断像与针是否在同一直线上时，应该观察大头针的头部 (2)小明同学经正确操作后，在纸上留下四枚大头针的位置 P1、P2、P3和 P4，AB 和 CD 是描出的玻璃砖的两个边界，如图所示，请画出光路图。 解析：(1)入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角
4、度的相对误差会较小，但要注意并不是入射角越大越好，应适度，A 错误。为了防止弄脏玻璃砖，不能用铅笔贴着玻璃砖的光学面画出界面，B 错误。实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量，C 正确。判断像与针是否在同一直线上时，应该观察大头针的整体，不能只观察其头部，D 错误。 (2)根据作出的点 P1、 P2、 P3、 P4作出入射光线和出射光线， 连接 AB 和 CD 与光线的交点 O、 O， OO即为光在玻璃中的传播路径，如图所示。 答案：(1)C (2)见解析图 4.如图所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA 是画在纸上的直线，他在直线 OA的适当位置先后竖直插上 P
5、1、P2两枚大头针，如图所示放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上 P3、P4大头针。 (1)其中他确定 P3大头针位置的方法应是 _。 (2)该同学用圆规做了一个以 O 为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)，由图像可求得该玻璃砖的折射率为_。 解析：(1)透过玻璃砖看，使 P3大头针挡住 P1、P2两枚大头针的像，就可以确定 P3在折射光线上。 (2)如图所示，过 O 点作出法线，过 B 点作出法线的垂线 BC，过 E 点作出法线的垂线 ED。光从玻璃射入空气的入射角为 1BOC，折射角为 2DOE，根据光线可逆性和折射定律可得玻璃的折射率为 nsin 2sin 1，设半圆玻璃砖的
6、半径为 R，由几何知识可得 sin 1BCR，sin 2DER，从图中可以看出DEBC64，联立解得 n1.5。 答案：(1)透过玻璃砖看，使 P3大头针挡住 P1、P2两枚大头针的像 (2)1.5 5.现要估测一矩形玻璃砖的折射率 n，给定的器材有：待测玻璃砖、白纸、铅笔、大头针 1 枚、直尺、直角三角板。实验时，先将直尺的一端 O 和另一点 M 标上两个明显的标记，再将玻璃砖平放在白纸上，沿其两个长边在白纸上画出两条直线 AB、CD，再将直尺正面紧贴玻璃砖的左边缘放置，使 O 点与直线 CD相交，并在白纸上记下点 O、M 的位置，如图所示，然后在右上方通过 AB 所在界面向左下方观察，调整
7、视线方向，直到 O 点的像与 M 点的像重合，再在 AB 直线上插上大头针，使大头针挡住 M、O 的像，记下大头针 P 点的位置。 (1)请在原图上作出光路图； (2)计算玻璃砖的折射率的表达式为：n_(用字母 P 和图中已知线段字母表示)。 解析：(1)调整视线方向，当 O 点的像和 M 点的像重合时，从 O 点发出的光线经玻璃砖折射后与从 M点发出的光线经 AB 面反射后重合。在观察的一侧插上大头针，使大头针挡住 M、O 的像，则大头针的位置为折射光线射出玻璃砖的点和从 M 点发出的光线在 AB 面上的反射点，如图所示。 (2)折射率 nsin isin rAPMPAPOPOPMP。 答案
8、：(1)见解析图 (2)OPMP 6由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够，部分同学需改用直角三棱镜做“测量玻璃的折射率”实验，实验步骤如下： a如图所示，先在张白纸上作相互垂直的直线 ab、ab作为三棱镜的两个界面，并在直线上标出点 O； b标出 P3、P4的位置； c将三棱镜放在白纸上，使短边跟 ab 对齐，长边跟 ab对齐； d在长边 ab的外侧透过三棱镜观察大头针 P1、P2的像，调整视线方向，直到 P1的像完全被 P2的像挡住； e在观察的这一侧插两枚大头针 P3、P4，使 P3挡住 P1、P2的像，P4挡住 P3和 P1、P2的像； f过 O 点作一垂直 ab 的线段 OA，在 OA 上
9、垂直纸面插两枚大头针 P1、P2； g移去三棱镜和大头针，连接 P3P4交 ab于 O点，过 O点作与 ab垂直的直线 MN； h作光路图，计算折射率 n。 (1)正确的实验步骤顺序为_； (2)请在图中画出准确完整的光路图； (3)请根据图中所给数据，求出该玻璃的折射率 n。 解析：(1)利用插针法确定光路，注意有时挡住的是物体本身，有时挡住的是物体的像，目的是确定某一入射光线和对应的出射光线，以利用折射定律求解折射率。正确的实验步骤顺序为 a、f、c、d、e、b、g、h。 (2)光路图如图所示。 (3)由几何关系及图中所给的数据，可得玻璃的折射率 nsin 45sin 30 2。 答案：(
10、1)a、f、c、d、e、b、g、h (2)光路见解析图 (3) 2 7用圆弧状玻璃砖做测定介质的折射率的实验时，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竖直插两枚大头针 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(O 为两圆弧圆心，图中已画出经过 P1、P2点的入射光线)。 (1)在图甲上补画出光路图，并在 AB 分界面上画出入射角 1和折射角 2； (2)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像，由图像可知该玻璃的折射率 n_。 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，又由于 P1、P2的连线与 AB 的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两点即可作出玻璃砖中的光线，如图所示。连接 O 点与光线在 AB 上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中 1、2所示。 (2)图像的斜率 ksin 1sin 2n，由题图乙可知斜率为 1.5，即玻璃的折射率为 1.5。 答案：(1)见解析图 (2)1.5