2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第四章第二节测定介质的折射率 Word版含解析.doc

2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第四章 第二节测定介质的折射率 Word版含解析 基础过关 1.测定玻璃的折射率时，为了减少实验误差，应该注意的是( ) A.玻璃砖的宽度宜大些 B.入射角应尽量小些 C.大头针应垂直地插在纸面上 D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些 解析：该实验误差来源主要是折射角的测量值，为使折射角的测量值尽量准确，（1）要使入射角大些；（2）玻璃砖的宽度大些；（3）大头针的间距要大些；（4）大头针要竖直插，故A、C、D正确. 答案：ACD 2.某同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00 cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O和O′连线延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线，AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图4-2-5所示，用刻度尺量得OB=8.00 cm,CD=4.00 cm,由此可得出玻璃的折射率n=______________. 图4-2-5 解析：由光路图以及几何关系可知：n==1.5 答案：1.5 3.测定玻璃砖折射率的实验如图4-2-6所示，在把玻璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好三条直线，它们分别是____________、____________、____________，最后按正确的要求插上大头针P3、P4，由P3、P4的位置决定了光线____________的方向，从而确定了折射光线____________的方向. 图4-2-6 解析：首先画出直线aa′代表玻璃砖的一个侧面，再画MM′表示法线，画AO表示入射光线，根据光沿直线传播的经验，利用大头针P3P4确定出射光线，也就确定了出射光线的出射点O′，画出OO′直线为折射光线. 答案：aa′,MM′,AO,O′B,O′O 综合运用 4.用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图4-2-7所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果 图4-2-7 （1）在这四个图中肯定把针插错了的是________________. （2）在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是________________________，计算玻璃的折射率的公式是________________________. 解析：（1）垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行（除过圆心的光线），A错. （2）测量较准确的是图D，因B图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C图的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差，测量出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率n=. 答案：（1）A （2）D，n= 5.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，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4-2-8所示. 图4-2-8 （1）在本题的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n=___________. 解析：（1）如图4-2-9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. 图4-2-9 （2）在所画的图上，标明入射角i和折射角r，并画出虚线部分.用量角器测量出i和r或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度. （3）n=或因为sini=,sinr=, 则n=. 答案：（1）见上图 （2）入射角i，折射角r （3)n= 6.两个同学各设计一个数据记录表格，而且都已完成了计算，你认为谁的是对的？ 甲设计的表格是： 次数 i sini r sinr n n 1 30 0.500 20.9 0.322 1.552 1.542 2 45 0.707 30.5 0.461 1.533 3 60 0.866 38.0 0.562 1.541 乙设计的表格是： 次数 1 2 3 角平均值 正弦值 n i 30 45 60 45 0.707 1.568 r 20.9 30.5 38.0 29.8 0.451 解析：由n=可知，n的测量值应为每次测量的入射角的正弦与折射角的正弦比值的平均值，而不是每次测量的入射角的平均值的正弦与折射角的平均值的正弦之比，故甲正确. 答案：甲正确 7.在《测定玻璃的折射率》的实验中，已画好玻璃砖界面的两直线aa′和bb′后，不慎误将玻璃砖向上平移如图4-2-10中的虚线所示，若其他操作正确，测量得的折射率将_____________（填“偏大”“偏小”或“不变”）. 图4-2-10 解析：测定玻璃折射率的实验关键是找出入射光线在玻璃砖中的折射光线从而找出折射角.现在将其光路图作出后，进行比较，看一看由于玻璃砖向上的平移，是否影响到折射角大小的变化.如图4-2-11所示，由图可知，由于是平移，玻璃砖的界面与两直线aa′和bb′均平行，入射光的入射角在两平行线上的入射角相同，又由于aa′和bb′的距离与玻璃砖的厚度相同，从玻璃砖出射的光线的出射点和上表面的入射点连线就是在玻璃砖中的折射光线，由图4-2-11可知，尽管玻璃砖发生了平移，但是实际上的折射光线（图中的实线）和所作的折射光线（图中的虚线）是互相平行的，也就是说入射光线在玻璃砖中的折射角相同，入射角一定，折射角相同，故不影响实验结果，所以填“不变”. 图4-2-11 答案：不变 8.某同学做“测定玻璃的折射率”实验时，已得到一块平行玻璃（图中的MN-QP）的实验光路图.因未及时处理数据，过一段时间后拿出图一看，不知被谁在MN一侧多画了几道“光线”，如图4-2-12所示.请指出a、b、c、d中_______________线才是他实验中得到的光线. 图4-2-12 解析：根据折射定律，出射光线应与入射光线平行，且向左下方平移，故只有光线c才是实际中得到的入射光线. 答案：C 9.如图4-2-13所示，等腰直角棱镜ABO的两腰长都是16 cm.为了测定它的折射率，棱镜放在直角坐标系中，使两腰与Ox、Oy轴重合.从OB边的C点注视A棱，发现A棱的视位置在OA边上的D点，在C、D两点插上大头针，看出C点的坐标位置（0，12），D点的坐标位置（9，0），由此计算出该棱镜的折射率为______________. 图4-2-13 解析：从C点注视A棱，发现A棱的视位置在OA边上的D点，说明光线AC经OB边发生折射，反向延长线过D点，由此可作出由A棱入射到C点的光路如图4-2-14所示， 则n=. 图4-2-14 答案： 附送： 2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第四章 第五节用双缝干涉实验测定光的波长 Word版含解 析 基础过关 1.在相同条件下，红光的干涉条纹的间距大于绿光干涉条纹的间距，这表明红光的波长比绿光的波长长. 2.观察红光的干涉条纹，第一次用缝距为0.25 cm的双缝，第二次用缝距为0.20 cm的双缝，屏到双缝的距离不变，那么第二次看到的干涉条纹间距必定大于第一次的. 3.如图4-5-4所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题： 图4-5-4 （1）如果A图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用C图样表示最合适. （2）如果将B图样的双缝距离变小，那么得到的图样用D图样表示最合适. （3）如果将A图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用C图样表示最合适. （4）如果将A图样的装置从空气中放入水中，产生的干涉图样用C图样表示最合适. 综合运用 4.分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验.在屏上得到相邻的条纹间的距离分别为Δx1和Δx2，则( ) A.Δx1＜Δx2 B.Δx1＞Δx2 C.若双缝间距离d减小，而其他条件保持不变，则Δx1增大 D.若双缝间距离d减小，而其他条件保持不变，则Δx1不变 解析：由波长计算公式λ=得Δx=,因为λ红＞λ紫，故红光的条纹间距大于紫光的，B正确；当双缝间距d减小，其他条件不变时，条纹间距应增大，故C正确. 答案：BC 5.图4-5-5为双缝干涉实验中产生的条纹图样.甲图为绿光进行实验的图样，a为中央亮条纹.乙为换用另一种单色光进行实验的图样，a为中央亮条纹，则以下说法正确的是( ) 图4-5-5 A.乙图可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长 B.乙图可能是用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长 C.乙图可能是用紫光实验产生的条纹,表明紫光波长较短 D.乙图可能是用红光实验产生的条纹,表明红光波长较短 解析：因为条纹间距与波长成正比,乙图中条纹间距大于甲图,故乙图中照射光的波长长,可能为红光,故A正确. 答案：A 6.从点光源L发出的白光,经过透镜后成一平行光束,垂直照射到挡光板P上,板上开有两条靠得很近的平行狭缝S1、S2如图4-5-6所示,在屏Q上可看到干涉条纹,图中O点是屏上与两狭缝等距离的一点,则( ) 图4-5-6 A.干涉条纹是黑白的,O点是亮点 B.干涉条纹是黑白的,O点是暗点 C.干涉条纹是彩色的,O点是亮点 D.干涉条纹是彩色的,O占是暗点 解析：白光是复色光,通过双缝形成的干涉条纹是彩色条纹,由题意知，即光程差等于零，在O点振动加强，形成亮点，所以A、B、D错误，C正确. 答案：C 7.双缝干涉实验中观察到的红光的干涉图样是…( ) A.一系列明暗相同的同心圆 B.一些杂乱无章的点 C.平行、等间距的明暗相间条纹 D.条纹中间宽、两边窄 答案：C 8.在双缝干涉实验中,屏上一点到双缝的距离之差为900 nm,若用频率为5.01014 Hz的单色光照射双缝,且在两缝处光的振动情况完全相同,则该点将出现____________条纹. 解析：知道屏上一点到双缝的光程差.要求这一点的条纹情况就必须通过光程差和波长的比值来判断. 该单色光的波长：λ＝m=6.010-7 m. 再计算路程差是半波长的多少倍.n==3是半波长的奇数倍,所以这是一个暗条纹. 答案：暗