4.2测定介质的折射率 专项测试 （word版含答案）

4.2、测定介质的折射率
一、选择题（共15题）
1．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，和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和，用“+”表示大头针的位置， 然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和，在插和时，应使（ ）
A．只挡住的像 B．只挡住的像 C．同时挡住、的像
2．在测定玻璃的折射率实验中，为了减小实验误差，以下说法错误的是 （　　）
A．玻璃砖的宽度应大些
B．入射角应尽量小些
C．大头针应垂直插在纸面上
D．大头针P1与P2及P3与P4之间的距离应适当大些
3．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是（　　）
A．若、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像
B．实验中为方便操作可用玻璃砖代替尺子画线
C．为了减小作图误差，和的距离应适当大一些
D．为减小测量误差，、连线与玻璃砖界面法线的夹角越大越好
4．小戈老师在实验室做“测定玻璃的折射率”实验，他发现实验桌上有一块呈长方体的透明厚玻璃砖，他还找来了一支激光笔、一块泡沫板、一张白纸、几颗大头针，就开始做了。他操作时发现当大头针遮挡住细激光束时，大头针上会有耀眼光斑（如图甲所示），此时按下大头针，就可在白纸上记下激光束经过的一个位置。请问小戈老师要完成图乙所示光路至少需要几根大头针（　　）
A．1根 B．2根 C．3根 D．4根
5．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图甲所示。乙同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则（　　）
A．甲测得折射率偏大，乙测得折射率偏小
B．甲测得折射率偏小，乙测得折射率不变
C．甲测得折射率不变，乙测得折射率偏小
D．甲测得折射率不变，乙测得折射率不变
6．如图所示，在“测量玻璃的折射率”实验中，小明在AB侧插上大头针P1P2，在CD侧未观察到大头针的像，为了观察到像，接下来的操作中正确的是（　　）
A．增大P1P2的距离 B．调整P1的位置增大入射角
C．向左平移玻璃砖的位置 D．将玻璃砖AB与CD面互换位置
7．在“测定玻璃的折射率”实验中，下列做法正确的是（　　）
A．入射角应适当小些
B．为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量
C．在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面
D．应选用细的大头针完成实验
8．在“测定玻璃的折射率”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P3和P4时，应使（　　）
A．P3只挡住P1的像
B．P4只挡住P2的像
C．P3同时挡住P1、P2的像
D．P3插在P1、P2的延长线上
9．做“用插针法测定玻璃折射率”实验时，图示直线aa′与bb′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面。几位同学进行了如下操作：说法正确的是（ ）
A．放置玻璃砖时两个光学面aa′、bb′前后平移了一小段，其它操作正确，会使测得的折射率偏小
B．为了减小误差，应行当使入射角适当大一些
C．一同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，不小心下边界画得上去一些，使其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其它操作正确，会使测得的折射率偏小
D．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，将看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′侧面发生了全反射
10．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，某同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系如图所示。光从以夹角射入玻璃砖，从射出，该同学其他实验操作均正确，且均以、为界面画光路图，下列说法正确的是（　　）
A．若增大，在另一侧可能观察不到出射光线
B．用不同颜色的光照射大头针，测得该玻璃砖的折射率相同
C．该同学测得的折射率与真实值相比偏大
D．该同学测得的折射率与真实值相比偏小
11．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa 和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将（　　）
A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定
12．做“用插针法测定玻璃折射率” 实验时，图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面。几位同学进行了如下操作：说法正确的是______。
A．选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行，其它操作正确，会使测得的折射率偏小
B．为了减小误差，应适当使入射角适当大一些
C．一同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，不小心下边界画得上去一些，使其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其它操作正确，会使测得的折射率偏小
D．保持O点不动，增大入射角，在bb′ 侧调整观察视线，将看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′ 侧面发生了全反射
13．“测量玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，和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和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和，在插和时，应使（ ）
A．只挡住的像 B．只挡住的像
C．同时挡住、的像 D．挡住、的像和
14．如图所示，某同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，他进行的主要步骤是：①用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d；②先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB及AB的法线OC；③将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置；④调节激光器，使光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A点距离x1，右侧亮点到A点的距离x2。则下列说法正确的是（　　）
A．利用上述实验数据计算可得玻璃折射率为
B．左侧亮点到A点的距离x1—定大于右侧亮点到A点的距离x2
C．左侧亮点到A点的距离x1—定小于右侧亮点到A点的距离x2
D．在∠BOC范围内，改变入射光PO的入射角，直尺MN上只能出现两个亮点
E．要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应调节激光器使PO光线逆时针转动减小入射角
15．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如图所示，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，P3和P4的距离应适当取大一些
B．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像
C．为减少测量误差，P1、P2连线与玻璃砖界面法线的夹角应适当取大一些
D．若P1、P2连线与法线NN′间夹角较大时，有可能在bb′一侧就看不到P1、P2的像
二、填空题
16．如图所示，某同学在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中误将界面画得离开玻璃砖边缘一段距离，但自己并未察觉．则他测得的折射率将_______（填“大于”、“等于”或“小于”真实值）．
17．在做“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中，对于如图所示的梯形玻璃砖（两个光学面不平行），实验结果可能是下列图中的___________。（请选择一个正确答案）
18．“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D．在插入第四个大头针D 时,要使它 _____________.
如图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a’是描在纸上的玻璃砖的两个边. 根据该图可算得玻璃的折射率n = _____________.(计算结果保留两位有效数字)
综合题
19．某同学做“测量玻璃的折射率”实验，操作时将玻璃砖的界线aa′、bb′画好后误用了另一块宽度稍窄的玻璃砖，如图所示。实验中除用原界线外，其他操作都正确，这样测得的玻璃折射率与真实值相比是偏大还是偏小 为什么
20．如图所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况，虚线为半径与玻璃砖相同的圆，在没有其它测量工具的情况下，只需由坐标纸即可测出玻璃砖的折射率．则玻璃砖所在位置为图中的（填“上半圆”或“下半圆”），由此计算出玻璃砖的折射率为．
21．如图所示，平行玻璃砖厚度为，若、复合光从上表面射入，入射角为60°，光的折射角比光的折射角小15°。已知光在这种玻璃砖的折射率为，求（结果均保留两位小数）：
①光在玻璃砖中传播的速度；（已知光在真空中传播速度为）
②从下表面射出玻璃砖的两个光线相对于入射光线的侧移量之差。
22．如图所示，在“用插针法测定玻璃的折射率”的实验中，一位同学已完成了部分实验操作，他在白纸上点画出界面的法线，并画出一条带箭头的线段作为入射光线。在入射光线上竖直地插上两枚大头针、，透过玻璃砖观察大头针、的像，在位置插的大头针正好挡住、的像，在位置插的大头针正好挡住前三个大头针的像。根据。可计算出玻璃的折射率，请你在图中完成整个光路图，并标出角i和角________
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
在“测定玻璃砖的折射率”实验中，由折射的光路可知插针时应使同时挡住、的像，同时挡住、、的像，故AB错误，C正确。
故选C。
2．B
【详解】
ACD．玻璃砖的宽度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P1与P2及P3与P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差，ACD说法正确；
B．入射角不能太大也不能太小，入射角太小时，测量误差较大，B说法错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．根据光路可逆可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射反射，则即使、的距离较大时，通过玻璃砖仍可以看到、的像，故A错误；
B．光在玻璃砖界面上会发生折射，实验中不能用玻璃砖代替尺子画线，故B错误；
C．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针之间的距离太小，引起的角度会较大，所以为了减小作图误差，和的距离应适当大一些，故C正确；
D．为减小测量误差，入射角应当要尽量大一些，这样折射角也会大一些，折射现象更明显，角度的相对误差会减小，但如果入射角太大，则反射光过强，折射光太弱，不宜观察，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】
测定玻璃的折射率时，关键要确定入射光线和出射光线，由于当大头针遮挡住细激光束时，大头针上会有耀眼光斑，所以只要用1根在入射光线上两个不同位置（相距较远）按下大头针，就可以确定入射光线，同样，只要用1根在出射光线上两个不同位置（相距较远）按下大头针，就可以确定出射光线，因此，小柯同学要完成图乙光路至少需要1根大头针。
故选A。
5．C
【详解】
如甲图所示
红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律
得知，甲测得的折射率将不变。如上图乙所示。红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，则由
可知，乙测得的折射率将偏小，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．在CD侧未观察到大头针的像，说明P1P2的光线未传播至CD侧，而是从BC边折射出去了，增大P1P2的距离，能适当提高测量的精确度，但无法改变光路，任在CD侧观察不到大头针的像，A错误；
B．调整P1的位置增大入射角，会使光线更向右偏，依旧在CD侧观察不到大头针的像，B错误；
C．向左平移玻璃砖的位置，光线的传播方向不变，仍然从BC边传播出去，在CD侧观察不到大头针的像，C错误；
D．将玻璃砖AB与CD面互换位置，入射光线从CD面射入，可以从AB面射出，故能观察到大头针的像，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．为了减小相对误差，入射角应适当大些，A错误；
B．只要能测出入射角和折射角，就能求出折射率，因此玻璃砖不平行也可以，B错误；
C．玻璃砖的光学面非常精密，在白纸上放好玻璃砖后，不可以用铅笔贴着光学面画出界面，C错误；
D．应选用细的大头针完成实验，这样在画光线时更精确，D正确。
故选D。
8．C
【详解】
根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线．实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在另一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像．故ABD错误，C正确．故选C．
9．B
【详解】
A．放置玻璃砖时两个光学面aa′bb′前后平移了一小段，其它操作正确，则测得的入射角及折射角都是不变的，则测得的折射率不变，故A错误；
B．为了减小误差，应行当使入射角适当大一些，故B正确；
C．如下图所示
红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏小，则由
得知，折射率测量值将偏大，故C错误；
D．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，反射光增强，折射光线减弱，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，根据光路可逆性原理，光线不可能在bb′界面发生全反射，故D错误。
故选B。
10．D
【详解】
A．若增大，入射角减小，折射后从玻璃射入空气的入射角一定小于临界角，故一定能折射出玻璃，且入射角减小，平移距离减小，故一定能在另一侧能观察到出射光线，A错误；
B．用不同颜色的光照射大头针，光的频率不同，玻璃对它的折射率也不同，光线偏折不同，测得该玻璃砖的折射率不同，B错误；
CD．如图所示，该同学作出的折射光线为图中虚线，实际折射光线为图中实线，由此可知折射角的测量值大于真实值，根据折射定律可知折射率的测量值与真实值相比偏小，C错误，D正确。
故选D。
11．C
【详解】
两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率时，其入射光线与最终射出的光线是平行的关系，尽管玻璃砖被向上移动，改变了真实的折射点，但是折射光线始终与入射光平行．由于玻璃砖平移，所以测量的入射光线与真实的入射光线重合，所以通过以上分析可知，折射角没有误差，所以测量结果不变．故选C。
12．C
【详解】
A．选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行，只要操作正确，同样会准确测得折射率，故A错误；
B．入射角大小要适当，过大过小都不好，故B错误；
C．如下图所示，红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，则由
知，折射率测量值将偏小；故C正确；
D．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，反射光增强，折射光线减弱，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，根据光路可逆性原理，光线不可能在bb′界面发生全反射，故D错误。
故选C。
13．CD
【详解】
在标记出射光线时，需要同时挡住、的像，挡住、的像和。
故选CD。
14．ACE
【详解】
A．设光线在AB面上的入射角为，折射角为，如图所示
根据几何关系有
可得玻璃折射率为
故A正确；
BC．光从玻璃射入空气，折射角大于入射角，通过几何关系知
故B错误，C正确；
D．在大于等于全发射的临界角，只有反射没有折射，则直尺上只出现一个亮点，故D错误；
E．要使左侧亮点到A点的距离增大，则折射角减小，根据折射定律可知要求减小入射角，所以应调节激光器使PO光线逆时针转动减小入射角，故E正确；
故选ACE。
15．AC
【详解】
A．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针之间的距离太小，引起的误差会较大，所以为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大一些，故A正确；
B．根据光路可逆可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射反射，则即使P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖仍可以看到P1、P2的像，故B错误；
C．为减小测量误差，入射角应当要尽量大一些，这样折射角也会大一些，折射现象更明显，故C正确；
D．若P1、P2连线与法线NN′间夹角较大时，由光路可逆性，在bb′一侧一定能看到P1、P2的像，故D错误。
故选AC。
16．小于
【详解】
试题分析：如图所示．虚线表示作图得到的光路图，而实线是实际光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，则由得，折射率测量值偏小；
17．B
【详解】
根据折射定律画出光路图，如下图所示
A图很明显违背了折射定律，画不出光路图；上下面不平行，所以射入玻璃和射出玻璃的光不平行，C图错误。
故选B。
18． 挡住C及A、B的像 1.8（1.8—1.9都算对）
【详解】
（1）在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D，使C挡住A、B的像，要使D挡住C和A、B的像，说明CD在AB的出射光线上，CD连线即为AB的出射光线，所以要使D挡住C和A、B的像。
（2）如图所示，连接AB延长交a于E点，连接CD反向延长交与G点，连接EG，以E为圆心以EG长为半径画圆， 交AB与I，分别过I、G做过E点的法线的垂线IH、GF，用刻度尺测量IH、GF，折射率
【点睛】
19．偏小
【详解】
如下图所示，实线是实际光线，虚线是同学所作的光线，由此可见，由于所画玻璃砖的宽度比实际宽度大，使入射点向左移，折射点向右移，使得所画折射角比实际折射角大，故测得的折射率偏小。
20．上半圆，1.5
【详解】
试题分析：光从介质进入空气，折射角大于入射角，从空气进入介质，折射角小于入射角，可知玻璃砖所在的位置为图中的上半圆，根据折射定律知，．
21．①；②2.11cm
【详解】
①a光在这种玻璃砖的折射率为，入射角为60°，可知
得
则
则b光在这种玻璃砖的折射率为
故b光在玻璃砖中的速度v为
②从下表面射出玻璃砖的两个光线相对于入射光线的侧移量之差为
22．见解析
【解析】
接、作出射光线，与玻璃砖下边界的交点为，连接、做为折射光线，入射光线与法线的夹角为入射角i，折射光线与法线的夹角为折射角，光路图如图。
答案第1页，共2页