第十三章 第二节
沙场点兵·名校真题·实效检测
1．(2020·浙江温州“共美联盟”高二下学期期末)在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中
(1)下列操作可以减小实验误差的是__AC__(填字母代号)
A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些
B．选择平行玻璃砖进行实验
C．入射角适当大些
D．若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较小的
(2)正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，此玻璃的折射率计算式为n＝____(用图中的α、β表示)
解析：(1)大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些。故A正确；作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行。故B错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好。故C正确；若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较大一些的，故D错误。
(2)由图可知，入射角为90°－α，折射角为90°－β；则由折射定律可知：n＝＝
2．(2020·山东省寿光一中高二下学期期末)用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。
(1)在图中画出所需的光路。__如图所示__
(2)为了测出玻璃棱镜的折射率，需要测量的量是__入射角i__、__折射角r__，在图中标出它们。__如图所示__
(3)计算折射率的公式是n＝____。
解析：(1)如图所示，过P1、P2作直线交AB于O，过P3、P4作直线交AC于O′，连接OO′就是光在棱镜中的光路。
(2)如图所示，需要测量入射角i、折射角r。
(3)由折射定律有n＝。
3．学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2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像，并在圆周上插上大头针P3，使P3，正好挡住P1、P2。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，就可直接读出液体折射率的值。则：
(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所刻折射率的值为____。
(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大？__P4__。
(3)做AO的延长线交圆周于K，K处对应的折射率值应为__1__。
解析：(1)由图看出，入射角为i＝∠AOF＝30°，折射角r＝∠EOP3＝60°，则P3处所对应的折射率的值为n＝＝。
(2)根据折射定律，n＝，可知P4处对应的折射率较大。
(3)作AO的延长线交圆周于K，这种情况下折射角与入射角相等，则知K处所对应的折射率的值是1。(共21张PPT)
物 理
选修3-4
·
人教版
新课标导学
第十三章
光
实验：测定玻璃的折射率
【素养目标定位】
※
测定玻璃砖的折射率
※
理解其测量原理，掌握测量方法
【素养思维脉络】
1
课内互动探究
2
课内随堂达标
3
课时强化作业
课内互动探究
3．实验器材
白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，平木板，长方形玻璃砖。
4．实验步骤及调整安装
(1)将白纸用图钉按在绘图板上。
(2)在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线。
(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′。
(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像。再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置。
(5)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。
(6)连接OO′，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′。用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中。
二、实验注意事项及数据处理
1．注意事项
(1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O点之间，P3与P4之间，P3与O′之间距离要稍大一些。
(2)入射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小。
(3)在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。
(4)在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。
(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5
cm以上。若宽度太小，则测量误差较大。
(2020·江苏省扬州中学高二下学期期中)如图1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。
典
例
典题例析
(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bb′的直线NN′，连接OO′。测量图1中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n＝______。
BD
(3)如图2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________准确值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)另一位同学准确地画好玻璃砖的界面aa′和bb′后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图3所示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测量值________准确值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
小于
等于
(4)如图所示，虚线表示将玻璃砖向下平移后实际的光路图，而实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，该同学测得的折射率将不变。
(2020·河北武邑中学期中)如图所示是利用插针法测定玻璃砖的折射率时得到的光路图。玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则：
对点训练
(1)出射光线与入射光线__________。(选填“平行”或“不平行”)
(2)以入射点O为圆心，以R为5
cm长度为半径画圆，与入射线PO交于M点，与折射线OQ交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得MN＝1.68
cm，EF＝1.12
cm，则该玻璃砖的折射率n＝________。
不平行
1.5
课内随堂达标
课时强化作业
