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考点规范练66测定玻璃的折射率1.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。甲乙(1)此玻璃的折射率计算式为n=(用图中的1、2表示);(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。(3)若同学选用如图乙所示的玻璃砖,AA、BB为画出的边界,则测得的折射率与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。2.下图是利用插针法测定玻璃折射率的实验图,玻璃砖的入射面ab和出射面cd并不平行。某同学操作的主要步骤如下:a.画入射面ab,放置玻璃砖,使玻璃砖上界面对准ab;b.用针沿玻璃砖下界面确定出射面cd上的两点;c.在ab面一侧插针P1、P2;d.在cd面一侧插针P3,使之挡住P1和P2;e.插针P4,使之挡住P3和P1、P2;f.移去针和玻璃砖。(1)上述步骤中有错误的步骤序号是,对应的正确操作是。(2)改正操作中的错误后,该同学正确完成实验,作好光路图,并测量相关物理量,计算出玻璃砖的折射率。他重新放上玻璃砖,发现玻璃砖的出射面实际应为cd,如图中虚线所示,cdcd,则他计算出的折射率比真实值(选填“偏大”“偏小”或“不影响结果”)。3.(2018河北邯郸质检)如图所示,某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的右侧观察到P1像和P2像,当P1的像恰好被P2的像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住P1、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)画出对应的光路。(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以AB作为分界面,需要测量的量是和,在图上标出它们。(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=。(4)若在测量过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置底边仍重合),则以AB作为分界面,三棱镜材料折射率的测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)三棱镜玻璃材料折射率的真实值。4.小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验,如图所示,他进行的主要步骤是A.用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小dB.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、AB的法线OCC.将玻璃砖放回白纸的原处,刻度尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置D.调节激光器,使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O,并使刻度尺MN的左右两侧均出现亮点,记下左侧亮点到A点的距离x1,右侧亮点到A点的距离x2。则:(1)小明利用实验数据计算此玻璃砖折射率的表达式为n=。(2)关于上述实验,以下说法正确的是。A.在BOC的范围内,改变入射光线PO的入射角,刻度尺MN上可能只出现一个亮点B.左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2C.左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2D.要使左侧亮点到A点的距离x1增大,应减小入射角考点规范练66测定玻璃的折射率1.解析(1)入射角i=90-1,折射角r=90-2,则玻璃的折射率n=sinisinr=cos1cos2。(2)宽度大些的玻璃砖,在作图时角度的相对误差会小些。(3)用图乙测玻璃砖折射率时,只要操作正确,测量的结果与玻璃砖的形状无关,故测得的折射率与真实值相比不变。答案(1)cos1cos2(2)大(3)不变2.解析(1)其中有错误之处的是c、d;在c中透过玻璃砖观察,在cd面一侧插针P3,使之挡住P1的像和P2的像;在d中插针P4,使之挡住P1的像、P2的像和P3;(2)如图所示,虚线是实际光线,实线是该同学所作的光线,可见,该同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,按实线光路测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏小,根据折射定律n=sinisinr,测得的折射率偏大。答案(1)cdc.透过玻璃砖观察,在cd面一侧插针P3,使之挡住P1的像和P2的像;d.插针P4,使之挡住P1的像、P2的像和P3(2)偏大3.解析连接P1P2并延长交AB于M,连接P3P4并延长交BC于N,连接MN;过M点作AB的垂线即为法线,P1P2与法线的夹角为入射角1,P3P4与法线的夹角为2,折射率n=sin1sin2,若三棱镜发生平移,入射角不变,折射角变小,折射率变大。答案(1)如图所示(2)入射角1折射角2(没有在图上标注不可)(3)sin1sin2(4)大于4.解析(1)设光线在AB面上的入射角为,折射角为,根据几何关系有sin=d2d22+x22,sin=d2d22+x12,则折射率n=sinsin=d2+4x22d2+4x12。(2)当入射角大于或等于发生全反射的临界角时,刻度尺MN上只出现一个亮点,A正确;光从玻璃射入空气,折射角大于入射角,通过几何关系知,x1x2,B正确,C错误;减小入射角,则折射角减小,x1增大,D正确。答案(1)d2+4x22d2+4x12(2)ABD4
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