【优化方案】2020高考物理总复习 实验二知能优化演练 新人教版选修3-4

知能演练强化闯关 1. 如图237，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下说法正确的是()图237(1)P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度(2)P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度(3)入射角1适当大些，可以提高准确度(4)入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行(5)P1、P2的间距，入射角的大小均与实验的准确度无关A(1)(3)B(2)(4)C(3)(5) D(1)(4)解析：选A.实验根据大头针确定入射光线和出射光线，在连线及测量时必然有误差，P1、P2和P3、P4之间距离适当大些，可以减小百分误差，故(1)正确，(2)错误；实验要求入射角不能太小，否则会导致测量误差太大，(3)正确；根据几何知识知光在第二界面的入射角等于在第一界面的折射角，即小于临界角，不会发生全反射，(4)错误；综合上述分析知(5)错误故选A.2. 某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角1与折射角2作出sin1sin2图象如图238所示，下列判断中正确的是()图238A他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃时的折射现象B玻璃的折射率为0.67C玻璃的折射率为1.5D玻璃的临界角的正弦值为0.67解析：选ACD.此直线斜率k1，所以研究的光线是从空气射入玻璃时的折射现象，A选项正确k也就是折射率n1.5，C选项正确sinC0.67，D选项正确3. 某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤正确无误，但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa与bb不平行，如图239所示，则()图239AAO与OB两条直线平行BAO与OB两条直线不平行C他测出的折射率偏大D他测出的折射率不受影响答案：BD4在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如图2310中的和所示，其中甲、丙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aa、bb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”)丙同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“不变”)图2310解析：甲同学测量的光路图如图甲所示，真实值n，测量值n.因22，故nn，所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小乙同学测量的光路图如图乙所示，测量值n，与真实值相等丙同学测量可能出现三种可能，光路图如图丙所示当出射点为c时，测量值与真实值相同；当出射点在c左侧时，测量值小于真实值；当出射点在c点右侧时，测量值大于真实值故丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大、可能偏小、可能不变答案：偏小不变可能偏大、可能偏小、可能不变5. 如图2311所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3.图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点图2311(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量_，则玻璃砖的折射率可表示为_(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)答案：(1)l1和l3n(2)偏大6(2020高考福建卷)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2312所示图2312(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_(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量解析：(1)本题意在考查考生对入射角、折射角、折射率的理解和应用光线由空气射入玻璃的入射角i1，折射角r2，由折射率的定义可得：n，根据平行玻璃砖对光线的影响可知，玻璃砖宽度越大，侧移量越大，折射角的测量误差越小答案：(1)(2)大7. 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，在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图2313所示图2313(1)在题图上画出所需的光路(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_，_，在图上标出它们(3)计算折射率的公式是_解析：(1)如图所示，画出通过P1、P2的入射光线，交AC面于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O.则光线OO就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线(2)在所画的图上注明入射角1和折射角2，并画出虚线部分，用量角器量出1和2(或用直尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度)(3)n；.答案：见解析