2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册4.1 专题 测定玻璃折射率实验练习 (Word版含答案)
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| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册4.1 专题 测定玻璃折射率实验练习 (Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 779.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-26 12:45:22 | ||
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文档简介
测定玻璃折射率实验练习
1．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，O为直线AO与aa′的交点，在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
（2）过P3、P4作直线交bb′于O′，过O作垂直于aa′的直线NN′，连接OO′测量图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n＝________；
（3）如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb′移到图中虚线位置，而在作光路图时aa′不变，则所测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）若所使用的玻璃砖的bb′与aa′不平行，其他操作无误，则所测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
2．（2018·四川遂宁·高二期末）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点的像相重合．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＝________.
3．（2021·浙江·高二月考）（1）在“测定玻璃的折射率”实验中
①某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：___________（写出一点即可）。
②实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将______（填“变大“不变”或“变小”）。
（2）在“用双缝干涉测单色光的波长”实验中，看到的单色光的双缝干涉条纹是___________，挡住双缝中的一个缝后，看到的是___________。
A.没有条纹的亮光 B.不等间距明暗相间条纹
C.等间距明暗相间条纹 D.稍暗些的等间距明暗相间条纹
4．（2018·江西·九江市同文中学高二期中）如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光AO以不变的入射角θ1照到MN表面，折射后从PQ表面射出，折射光线最后照到光电管C上，光电管将光信号转变为电信号，依据激光束在C上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化.设θ1＝45°，玻璃对该光的折射率为，C上的光斑向左移动了Δs，则可确定玻璃的厚度比原来变________(填“厚”或“薄”)了________.
5．（2021·全国·高二专题练习）在测量玻璃折射率的实验中：
（1）某同学做实验插针的步骤如下：
A．在表示入射光线的上插上大头针和；
B．通过玻璃砖观察和，调整视线，直到的像被的像挡住；
C．在观察一侧插上大头针和，并记下和的位置，
这位同学在操作中的重要疏漏是________。
（2）以通过的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与交于P，与的延长线交于Q，从P和Q分别作玻璃砖界面的法线的垂线，和分别为垂足，如图所示，用刻度尺量得，，则玻璃砖的折射率的表达式为__________，折射率的值为__________。
6．（2021·湖南·武冈市展辉学校高二月考）（1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．若 、 的距离较大时，通过玻璃砖会看不到 、的像
B．为减少测量误差， 、的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差， 和 的距离应适当取大些
D．若 、的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到 、的像
（2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是________。
（3）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n = ______（用图中线段的字母表示）；进一步测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为_____。
（4）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面 、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以 、 为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
7．（2021·云南·昆明一中高三开学考试）如图甲所示，为测定一块三棱镜的折射率， 将三棱镜固定在一张白纸上，并确定好AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。
①此后正确的操作步骤是___________
A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
②正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置，如图乙所示，过P1、P2做一条直线与AB边相交于O点，过P3、P4做一条直线与AC变相交于H，并以入射点O为圆心做一个圆，与入射光线相交D，与OH连线的延长线相交于G，过O点做法线，过D点做法线的垂线交于E，过G点做法线的垂线交于F，则所测玻璃折射率的表达式n=___________。（用代表线段长度的字母表示）。
8．（2020·北京市八一中学高二期末）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有___________
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
D．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
（2）过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb’的直线NN'，连接OO’。测量图甲中角a和β的大小。则玻璃砖的折射率n=___________。
（3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb’的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值准确___________（选填“大于”、“小于”或“等于）。
（4）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，玻璃折射率，对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是___________
A．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
B．如果在界面aa'光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖
C．不论光以什么角度从aa'射入，经一次折射后达到界面bb’都能射出
9．（2021·江西抚州·高二期末）在“测玻璃的折射率”实验中。
（1）为了取得较好的实验效果，下列操作不正确的是___________；
A．必须选用上下表面平行的玻璃砖
B．大头针应垂直地插在纸面上
C．选择的入射角应尽量小些
D．大头针和及和之间的距离适当大些
（2）从和一侧观察时，、、、应满足的关系为__________；
（3）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得，，则可求出玻璃的折射率_____________；
（4）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图，则甲同学测得的折射率与真实值相比___________；乙同学测得的折射率与真实值相比_________。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）
10．（2021·浙江·效实中学高二期中）某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2，在圆周EC部分插上P3，使P3挡住P1、P2的像。同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值。
（1）若∠AOF=30°，OP3与OC之间的夹角为30°，则P3处刻的折射率的值为___________；
（2）图中P3、P4两处，对应折射率较大的是___________；
（3）下列关于该实验的说法，正确的是___________。
A．大头针P1、P2应适当远一些
B．∠AOF可以非常小
C．EC弧上的刻度是不均匀的
D．插大头针P3应垂直于盘面
测定玻璃折射率实验 答案解析
1．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，O为直线AO与aa′的交点，在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
（2）过P3、P4作直线交bb′于O′，过O作垂直于aa′的直线NN′，连接OO′测量图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n＝________；
（3）如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb′移到图中虚线位置，而在作光路图时aa′不变，则所测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）若所使用的玻璃砖的bb′与aa′不平行，其他操作无误，则所测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】BD 偏大 不变
【详解】
（1）[1]确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，故AC错误，BD正确。
故选BD。
（2）[2]如图，光线在aa′面的折射角为α，折射角为β，则根据折射定律得：玻璃砖的折射率
n＝.
（3）[3]如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb′移到图中虚线位置，而在作光路图时aa′不变，作出光路图：线①表示作图时所用的光路，线②表示实际的光路，可见，测量得到的入射角没有变化，而折射角偏小，根据折射率公式
n＝
可知所测得的折射率将偏大．
（4）[4]测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关．所以若所使用的玻璃砖的bb′边与aa′不平行（如图所示），其他操作无误，则所测得的折射率将不变。
2．（2018·四川遂宁·高二期末）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点的像相重合．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＝________.
【答案】∠OAC ∠OB′C或∠OBC AC AB或 BC 或
【详解】
（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，∠OBC等于折射角；
（5）用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d，读出AC和AB，或AC和BC的长度，即可测量入射角和折射角。
（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，根据数学知识得知：
sini=，sinr=，则折射率为，根据对称性有：B′C=BC，联立可得：n=或。
点睛：此题实验的原理是光的反射定律和折射定律，由折射率公式求折射率．
3．（2021·浙江·高二月考）（1）在“测定玻璃的折射率”实验中
①某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：___________（写出一点即可）。
②实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将___________（选填“变大“不变”或“变小”）。
（2）在“用双缝干涉测单色光的波长”实验中，看到的单色光的双缝干涉条纹是___________，挡住双缝中的一个缝后，看到的是___________。
A.没有条纹的亮光
B.不等间距明暗相间条纹
C.等间距明暗相间条纹
D.稍暗些的等间距明暗相间条纹
【答案】用手直接触摸玻璃砖的光学面，用玻璃砖代替直尺画边界线（写出一点即可） 不变 C B
【详解】
（1）[1]该同学在画玻璃砖边界时用手直接触摸玻璃砖的光学面，容易使光学面变脏变污，影响实验结果；另外，该同学用玻璃砖代替直尺画边界线，由于玻璃砖比较厚，会使所画边界相对玻璃砖的实际位置有所偏移。
[2]由于玻璃砖的上下表面分别与所画边界平行，根据折射定律和几何关系可知玻璃砖平移后，实际的折射光线与玻璃砖未平移时的折射光线平行，因而对所测折射角无影响，则测得玻璃的折射率将不变。
（2）[3] 在“用双缝干涉测单色光的波长”实验中，看到的单色光的双缝干涉条纹是等间距明暗相间条纹，故选C。
[4] 挡住双缝中的一个缝后，看到的将是单缝衍射图样，即不等间距明暗相间条纹，故选B。
4．（2018·江西·九江市同文中学高二期中）如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光AO以不变的入射角θ1照到MN表面，折射后从PQ表面射出，折射光线最后照到光电管C上，光电管将光信号转变为电信号，依据激光束在C上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化.设θ1＝45°，玻璃对该光的折射率为，C上的光斑向左移动了Δs，则可确定玻璃的厚度比原来变________(填“厚”或“薄”)了________.
【答案】厚
【详解】
要使C上的光斑向左移动，则需要加厚玻璃的厚度．
如图所示，设变化的高度为d，有：，
得．
5．（2021·全国·高二专题练习）在测量玻璃折射率的实验中：
（1）某同学做实验插针的步骤如下：
A．在表示入射光线的上插上大头针和；
B．通过玻璃砖观察和，调整视线，直到的像被的像挡住；
C．在观察一侧插上大头针和，并记下和的位置，
这位同学在操作中的重要疏漏是________。
（2）以通过的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与交于P，与的延长线交于Q，从P和Q分别作玻璃砖界面的法线的垂线，和分别为垂足，如图所示，用刻度尺量得，，则玻璃砖的折射率的表达式为__________，折射率的值为__________。
【答案】插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像 1.5
【详解】
(1)[1]这位同学的疏漏是：插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像；
(2)[2]设光线在玻璃砖上表面的入射角为α，折射角为β，根据数学知识得
则折射率为
[3]代入数值可得
6．（2021·湖南·武冈市展辉学校高二月考）（1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是（__________）
A．若 、 的距离较大时，通过玻璃砖会看不到 、的像
B．为减少测量误差， 、的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差， 和 的距离应适当取大些
D．若 、的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到 、的像
（2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是________。
（3）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n = ______（用图中线段的字母表示）；进一步测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为_____。
（4）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面 、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以 、 为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】C 1.5 1.5 偏小 不变
【详解】
（1）[1]A．根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出， 光线不会在玻璃砖的的内表面发生全反射，则即是、 的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到、的像，A错误；
B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，则 、的连线与法线NN'的夹角应尽量大些，B错误；
C．为了减小作图误差， 和 的距离应适当取大些，C正确；
D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，D错误。
故选C。
（2）[2]由折射率公式，即
代入数据，可得
（3）[3]设圆的半径为，入射角为，则有
折射角为，则有
故可得玻璃的折射率为
[4]当测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为
（4）[5]图①甲同学测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示，
实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小；
[6]图②测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
7．（2021·云南·昆明一中高三开学考试）如图甲所示，为测定一块三棱镜的折射率， 将三棱镜固定在一张白纸上，并确定好AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。
①此后正确的操作步骤是___________
A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
②正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置，如图乙所示，过P1、P2做一条直线与AB边相交于O点，过P3、P4做一条直线与AC变相交于H，并以入射点O为圆心做一个圆，与入射光线相交D，与OH连线的延长线相交于G，过O点做法线，过D点做法线的垂线交于E，过G点做法线的垂线交于F，则所测玻璃折射率的表达式n=___________。（用代表线段长度的字母表示）。
【答案】BD
【详解】
①[1]在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，确定入射光线，然后插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，从而确定出射光线．故选：BD．
②[2]设入射角为α，折射角为β，根据折射定律得，根据几何关系有：对于乙图
折射率
8．（2020·北京市八一中学高二期末）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有___________
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
D．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
（2）过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb’的直线NN'，连接OO’。测量图甲中角a和β的大小。则玻璃砖的折射率n=___________。
（3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb’的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值准确___________（选填“大于”、“小于”或“等于）。
（4）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，玻璃折射率，对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是___________
A．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
B．如果在界面aa'光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖
C．不论光以什么角度从aa'射入，经一次折射后达到界面bb’都能射出
【答案】BC 小于 AC
【详解】
（1）[1]确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像，则P3必定在出射光线方向上．所以确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像．确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3以及P1、P2、的像，AC错误，BD正确。
故选BD。
（2）[2]测定玻璃砖折射率的原理是折射定律，则得该玻璃砖的折射率为
n=
（3）[3]画出光路图
虚线箭头为实验的折射角，可见实验的折射角比实际的折射角偏大，所以折射率偏小
（4）[4]A．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度，A正确；
B．在界面aa′光的入射角大于临界角，也不会在玻璃砖的上表面发生全反射，一定进入玻璃砖，B错误；
C．根据光路可逆性原理可知，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，光线一定会从下表面射出，C正确。
故选AC。
9．（2021·江西抚州·高二期末）在“测玻璃的折射率”实验中。
（1）为了取得较好的实验效果，下列操作不正确的是___________；
A．必须选用上下表面平行的玻璃砖
B．大头针应垂直地插在纸面上
C．选择的入射角应尽量小些
D．大头针和及和之间的距离适当大些
（2）从和一侧观察时，、、、应满足的关系为__________；
（3）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得，，则可求出玻璃的折射率_____________；
（4）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图，则甲同学测得的折射率与真实值相比___________；乙同学测得的折射率与真实值相比_________。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）
【答案】BD P2挡住P1；P3挡住P1、P2的像；P4挡住P3和P1、P2的像； 1.6 偏小 不变
【详解】
（1）[1]玻璃上下表面不平行也能测出折射率，A错误；大头针应垂直地插在纸面上，防止产生误差，选项B正确；选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，C错误；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生的误差，选项D正确。
故选BD。
（2）[2]从P3和P4一侧观察时，P1、P2、P3、 P4应满足的关系是P2挡住P1；P3挡住P1、P2的像；P4挡住P3和P1、P2的像；
（3）[3]折射率
（4）[4][5]如图为在①图中分别作出的实际光路图（图中实线）和以 ab、cd为界面、以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图（图中虚线）
比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知：折射角测量值偏大，则折射率偏小； ②图中对折射率的测量无影响，即乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
10．（2021·浙江·效实中学高二期中）某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2，在圆周EC部分插上P3，使P3挡住P1、P2的像。同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值。
（1）若∠AOF=30°，OP3与OC之间的夹角为30°，则P3处刻的折射率的值为___________；
（2）图中P3、P4两处，对应折射率较大的是___________；
（3）下列关于该实验的说法，正确的是___________。
A．大头针P1、P2应适当远一些
B．∠AOF可以非常小
C．EC弧上的刻度是不均匀的
D．插大头针P3应垂直于盘面
【答案】 P4 ACD
【详解】
（1）[1] 若∠AOF=30°，OP3与OC之间的夹角为30°，可知在空气中的折射角为60°，根据折射定律得
（2）[2] 由题意知，光线在液体中的入射角不变，采用逆向思维，根据折射定律
在空气中的折射角越大，折射率越大，可知P4处对应的折射率大。
（3）[3]A．大头针P1与P2连线代表入射光线和出射光线，两点间距离远一些能让连线方向更准确，A正确；
B．∠AOF可以非常小，即折射角非常小，不利于实验，B错误；
C．根据
则EC弧上的刻度是不均匀的，C正确；
D．因为在圆周EC部分插上P3，使P3挡住P1、P2的像，P3应垂直于盘面，D正确。
故选ACD。
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
1．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，O为直线AO与aa′的交点，在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
（2）过P3、P4作直线交bb′于O′，过O作垂直于aa′的直线NN′，连接OO′测量图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n＝________；
（3）如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb′移到图中虚线位置，而在作光路图时aa′不变，则所测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）若所使用的玻璃砖的bb′与aa′不平行，其他操作无误，则所测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
2．（2018·四川遂宁·高二期末）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点的像相重合．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＝________.
3．（2021·浙江·高二月考）（1）在“测定玻璃的折射率”实验中
①某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：___________（写出一点即可）。
②实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将______（填“变大“不变”或“变小”）。
（2）在“用双缝干涉测单色光的波长”实验中，看到的单色光的双缝干涉条纹是___________，挡住双缝中的一个缝后，看到的是___________。
A.没有条纹的亮光 B.不等间距明暗相间条纹
C.等间距明暗相间条纹 D.稍暗些的等间距明暗相间条纹
4．（2018·江西·九江市同文中学高二期中）如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光AO以不变的入射角θ1照到MN表面，折射后从PQ表面射出，折射光线最后照到光电管C上，光电管将光信号转变为电信号，依据激光束在C上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化.设θ1＝45°，玻璃对该光的折射率为，C上的光斑向左移动了Δs，则可确定玻璃的厚度比原来变________(填“厚”或“薄”)了________.
5．（2021·全国·高二专题练习）在测量玻璃折射率的实验中：
（1）某同学做实验插针的步骤如下：
A．在表示入射光线的上插上大头针和；
B．通过玻璃砖观察和，调整视线，直到的像被的像挡住；
C．在观察一侧插上大头针和，并记下和的位置，
这位同学在操作中的重要疏漏是________。
（2）以通过的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与交于P，与的延长线交于Q，从P和Q分别作玻璃砖界面的法线的垂线，和分别为垂足，如图所示，用刻度尺量得，，则玻璃砖的折射率的表达式为__________，折射率的值为__________。
6．（2021·湖南·武冈市展辉学校高二月考）（1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．若 、 的距离较大时，通过玻璃砖会看不到 、的像
B．为减少测量误差， 、的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差， 和 的距离应适当取大些
D．若 、的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到 、的像
（2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是________。
（3）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n = ______（用图中线段的字母表示）；进一步测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为_____。
（4）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面 、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以 、 为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
7．（2021·云南·昆明一中高三开学考试）如图甲所示，为测定一块三棱镜的折射率， 将三棱镜固定在一张白纸上，并确定好AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。
①此后正确的操作步骤是___________
A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
②正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置，如图乙所示，过P1、P2做一条直线与AB边相交于O点，过P3、P4做一条直线与AC变相交于H，并以入射点O为圆心做一个圆，与入射光线相交D，与OH连线的延长线相交于G，过O点做法线，过D点做法线的垂线交于E，过G点做法线的垂线交于F，则所测玻璃折射率的表达式n=___________。（用代表线段长度的字母表示）。
8．（2020·北京市八一中学高二期末）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有___________
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
D．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
（2）过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb’的直线NN'，连接OO’。测量图甲中角a和β的大小。则玻璃砖的折射率n=___________。
（3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb’的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值准确___________（选填“大于”、“小于”或“等于）。
（4）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，玻璃折射率，对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是___________
A．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
B．如果在界面aa'光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖
C．不论光以什么角度从aa'射入，经一次折射后达到界面bb’都能射出
9．（2021·江西抚州·高二期末）在“测玻璃的折射率”实验中。
（1）为了取得较好的实验效果，下列操作不正确的是___________；
A．必须选用上下表面平行的玻璃砖
B．大头针应垂直地插在纸面上
C．选择的入射角应尽量小些
D．大头针和及和之间的距离适当大些
（2）从和一侧观察时，、、、应满足的关系为__________；
（3）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得，，则可求出玻璃的折射率_____________；
（4）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图，则甲同学测得的折射率与真实值相比___________；乙同学测得的折射率与真实值相比_________。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）
10．（2021·浙江·效实中学高二期中）某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2，在圆周EC部分插上P3，使P3挡住P1、P2的像。同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值。
（1）若∠AOF=30°，OP3与OC之间的夹角为30°，则P3处刻的折射率的值为___________；
（2）图中P3、P4两处，对应折射率较大的是___________；
（3）下列关于该实验的说法，正确的是___________。
A．大头针P1、P2应适当远一些
B．∠AOF可以非常小
C．EC弧上的刻度是不均匀的
D．插大头针P3应垂直于盘面
测定玻璃折射率实验 答案解析
1．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，O为直线AO与aa′的交点，在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
（2）过P3、P4作直线交bb′于O′，过O作垂直于aa′的直线NN′，连接OO′测量图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n＝________；
（3）如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb′移到图中虚线位置，而在作光路图时aa′不变，则所测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）若所使用的玻璃砖的bb′与aa′不平行，其他操作无误，则所测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】BD 偏大 不变
【详解】
（1）[1]确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，故AC错误，BD正确。
故选BD。
（2）[2]如图，光线在aa′面的折射角为α，折射角为β，则根据折射定律得：玻璃砖的折射率
n＝.
（3）[3]如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb′移到图中虚线位置，而在作光路图时aa′不变，作出光路图：线①表示作图时所用的光路，线②表示实际的光路，可见，测量得到的入射角没有变化，而折射角偏小，根据折射率公式
n＝
可知所测得的折射率将偏大．
（4）[4]测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关．所以若所使用的玻璃砖的bb′边与aa′不平行（如图所示），其他操作无误，则所测得的折射率将不变。
2．（2018·四川遂宁·高二期末）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点的像相重合．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＝________.
【答案】∠OAC ∠OB′C或∠OBC AC AB或 BC 或
【详解】
（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，∠OBC等于折射角；
（5）用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d，读出AC和AB，或AC和BC的长度，即可测量入射角和折射角。
（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，根据数学知识得知：
sini=，sinr=，则折射率为，根据对称性有：B′C=BC，联立可得：n=或。
点睛：此题实验的原理是光的反射定律和折射定律，由折射率公式求折射率．
3．（2021·浙江·高二月考）（1）在“测定玻璃的折射率”实验中
①某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：___________（写出一点即可）。
②实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将___________（选填“变大“不变”或“变小”）。
（2）在“用双缝干涉测单色光的波长”实验中，看到的单色光的双缝干涉条纹是___________，挡住双缝中的一个缝后，看到的是___________。
A.没有条纹的亮光
B.不等间距明暗相间条纹
C.等间距明暗相间条纹
D.稍暗些的等间距明暗相间条纹
【答案】用手直接触摸玻璃砖的光学面，用玻璃砖代替直尺画边界线（写出一点即可） 不变 C B
【详解】
（1）[1]该同学在画玻璃砖边界时用手直接触摸玻璃砖的光学面，容易使光学面变脏变污，影响实验结果；另外，该同学用玻璃砖代替直尺画边界线，由于玻璃砖比较厚，会使所画边界相对玻璃砖的实际位置有所偏移。
[2]由于玻璃砖的上下表面分别与所画边界平行，根据折射定律和几何关系可知玻璃砖平移后，实际的折射光线与玻璃砖未平移时的折射光线平行，因而对所测折射角无影响，则测得玻璃的折射率将不变。
（2）[3] 在“用双缝干涉测单色光的波长”实验中，看到的单色光的双缝干涉条纹是等间距明暗相间条纹，故选C。
[4] 挡住双缝中的一个缝后，看到的将是单缝衍射图样，即不等间距明暗相间条纹，故选B。
4．（2018·江西·九江市同文中学高二期中）如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光AO以不变的入射角θ1照到MN表面，折射后从PQ表面射出，折射光线最后照到光电管C上，光电管将光信号转变为电信号，依据激光束在C上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化.设θ1＝45°，玻璃对该光的折射率为，C上的光斑向左移动了Δs，则可确定玻璃的厚度比原来变________(填“厚”或“薄”)了________.
【答案】厚
【详解】
要使C上的光斑向左移动，则需要加厚玻璃的厚度．
如图所示，设变化的高度为d，有：，
得．
5．（2021·全国·高二专题练习）在测量玻璃折射率的实验中：
（1）某同学做实验插针的步骤如下：
A．在表示入射光线的上插上大头针和；
B．通过玻璃砖观察和，调整视线，直到的像被的像挡住；
C．在观察一侧插上大头针和，并记下和的位置，
这位同学在操作中的重要疏漏是________。
（2）以通过的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与交于P，与的延长线交于Q，从P和Q分别作玻璃砖界面的法线的垂线，和分别为垂足，如图所示，用刻度尺量得，，则玻璃砖的折射率的表达式为__________，折射率的值为__________。
【答案】插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像 1.5
【详解】
(1)[1]这位同学的疏漏是：插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像；
(2)[2]设光线在玻璃砖上表面的入射角为α，折射角为β，根据数学知识得
则折射率为
[3]代入数值可得
6．（2021·湖南·武冈市展辉学校高二月考）（1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是（__________）
A．若 、 的距离较大时，通过玻璃砖会看不到 、的像
B．为减少测量误差， 、的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差， 和 的距离应适当取大些
D．若 、的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到 、的像
（2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是________。
（3）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n = ______（用图中线段的字母表示）；进一步测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为_____。
（4）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面 、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以 、 为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】C 1.5 1.5 偏小 不变
【详解】
（1）[1]A．根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出， 光线不会在玻璃砖的的内表面发生全反射，则即是、 的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到、的像，A错误；
B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，则 、的连线与法线NN'的夹角应尽量大些，B错误；
C．为了减小作图误差， 和 的距离应适当取大些，C正确；
D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，D错误。
故选C。
（2）[2]由折射率公式，即
代入数据，可得
（3）[3]设圆的半径为，入射角为，则有
折射角为，则有
故可得玻璃的折射率为
[4]当测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为
（4）[5]图①甲同学测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示，
实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小；
[6]图②测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
7．（2021·云南·昆明一中高三开学考试）如图甲所示，为测定一块三棱镜的折射率， 将三棱镜固定在一张白纸上，并确定好AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。
①此后正确的操作步骤是___________
A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
②正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置，如图乙所示，过P1、P2做一条直线与AB边相交于O点，过P3、P4做一条直线与AC变相交于H，并以入射点O为圆心做一个圆，与入射光线相交D，与OH连线的延长线相交于G，过O点做法线，过D点做法线的垂线交于E，过G点做法线的垂线交于F，则所测玻璃折射率的表达式n=___________。（用代表线段长度的字母表示）。
【答案】BD
【详解】
①[1]在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，确定入射光线，然后插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，从而确定出射光线．故选：BD．
②[2]设入射角为α，折射角为β，根据折射定律得，根据几何关系有：对于乙图
折射率
8．（2020·北京市八一中学高二期末）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有___________
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
D．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
（2）过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb’的直线NN'，连接OO’。测量图甲中角a和β的大小。则玻璃砖的折射率n=___________。
（3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb’的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值准确___________（选填“大于”、“小于”或“等于）。
（4）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，玻璃折射率，对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是___________
A．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
B．如果在界面aa'光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖
C．不论光以什么角度从aa'射入，经一次折射后达到界面bb’都能射出
【答案】BC 小于 AC
【详解】
（1）[1]确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像，则P3必定在出射光线方向上．所以确定P3大头针的位置的方法是大头针P3能挡住P1、P2的像．确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3以及P1、P2、的像，AC错误，BD正确。
故选BD。
（2）[2]测定玻璃砖折射率的原理是折射定律，则得该玻璃砖的折射率为
n=
（3）[3]画出光路图
虚线箭头为实验的折射角，可见实验的折射角比实际的折射角偏大，所以折射率偏小
（4）[4]A．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度，A正确；
B．在界面aa′光的入射角大于临界角，也不会在玻璃砖的上表面发生全反射，一定进入玻璃砖，B错误；
C．根据光路可逆性原理可知，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，光线一定会从下表面射出，C正确。
故选AC。
9．（2021·江西抚州·高二期末）在“测玻璃的折射率”实验中。
（1）为了取得较好的实验效果，下列操作不正确的是___________；
A．必须选用上下表面平行的玻璃砖
B．大头针应垂直地插在纸面上
C．选择的入射角应尽量小些
D．大头针和及和之间的距离适当大些
（2）从和一侧观察时，、、、应满足的关系为__________；
（3）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得，，则可求出玻璃的折射率_____________；
（4）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图，则甲同学测得的折射率与真实值相比___________；乙同学测得的折射率与真实值相比_________。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）
【答案】BD P2挡住P1；P3挡住P1、P2的像；P4挡住P3和P1、P2的像； 1.6 偏小 不变
【详解】
（1）[1]玻璃上下表面不平行也能测出折射率，A错误；大头针应垂直地插在纸面上，防止产生误差，选项B正确；选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，C错误；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生的误差，选项D正确。
故选BD。
（2）[2]从P3和P4一侧观察时，P1、P2、P3、 P4应满足的关系是P2挡住P1；P3挡住P1、P2的像；P4挡住P3和P1、P2的像；
（3）[3]折射率
（4）[4][5]如图为在①图中分别作出的实际光路图（图中实线）和以 ab、cd为界面、以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图（图中虚线）
比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知：折射角测量值偏大，则折射率偏小； ②图中对折射率的测量无影响，即乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
10．（2021·浙江·效实中学高二期中）某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2，在圆周EC部分插上P3，使P3挡住P1、P2的像。同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值。
（1）若∠AOF=30°，OP3与OC之间的夹角为30°，则P3处刻的折射率的值为___________；
（2）图中P3、P4两处，对应折射率较大的是___________；
（3）下列关于该实验的说法，正确的是___________。
A．大头针P1、P2应适当远一些
B．∠AOF可以非常小
C．EC弧上的刻度是不均匀的
D．插大头针P3应垂直于盘面
【答案】 P4 ACD
【详解】
（1）[1] 若∠AOF=30°，OP3与OC之间的夹角为30°，可知在空气中的折射角为60°，根据折射定律得
（2）[2] 由题意知，光线在液体中的入射角不变，采用逆向思维，根据折射定律
在空气中的折射角越大，折射率越大，可知P4处对应的折射率大。
（3）[3]A．大头针P1与P2连线代表入射光线和出射光线，两点间距离远一些能让连线方向更准确，A正确；
B．∠AOF可以非常小，即折射角非常小，不利于实验，B错误；
C．根据
则EC弧上的刻度是不均匀的，C正确；
D．因为在圆周EC部分插上P3，使P3挡住P1、P2的像，P3应垂直于盘面，D正确。
故选ACD。
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