2021年高考物理最新模拟题精练专题3.20 测量玻璃的折射率(解析版)VIP免费

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-4）第三部分光学、电磁波和相对论专题3.20测量玻璃的折射率1、(2018·河北沧州模拟)(1)(10分)两位同学用两面平行的玻璃砖做“测定玻璃的折射率”实验．①甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直于法线的线段分别交法线于B点和D点，如图所示．测量有关线段长度，可得玻璃的折射率n＝________.(用图中线段表示)②乙同学在画界面时，不小心将两界面ab和cd间距画得比玻璃砖宽度大些，下界面与实际相同，如图所示．若操作无误，则他测得的折射率比真实值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．【参考答案】○1ABCD○2偏小【名师解析】①题图甲中AO为入射光线，OO′是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何知识得到sini＝ABAO，sinr＝CDOC，又AO＝OC，则折射率n＝sinisinr＝ABCD.②“测定玻璃砖折射率”的实验原理是折射定律n＝sinisinr，如图所示，右边实线表示实际的光路图，左边虚线表示作图光路图，由图可看出，画图时的入射角不变、折射角比实际的折射角变大，由折射定律可知，测出的折射率变小．2.（1）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______。③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN’的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=______。（用图中线段的字母表示）【参考答案】①AD②D③ACBD【名师解析】①采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此AD正确，光学表面是否平行不影响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因此C错误。②根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光，又因发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误.③由折射定律可知折射率sinsinAOCnBOD，sinACAOCR，sinBDBODR，联立解得ACnBD.3.(2)(10分)一同学在水平桌面上铺放一张白纸，将一横截面是直角三角形的玻璃砖平放在白纸上，并用铅笔将其边缘画在白纸上，得到如图所示的直角三角形ABC，在白纸上作一垂直BC边的直线，在该直线上竖直插上P1、P2两颗大头针，然后从玻璃砖的另一个面透过玻璃砖观察P1、P2的像，在白纸上竖直插上P3、P4两颗大头针，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，大头针的位置如图所示．(i)作出该光束完整的光路图；(ii)测得出射光线与AB边的夹角为θ(θ为锐角)，测出直角三角形顶角A的角度为α，求该玻璃砖的折射率n.【参考答案】(i)光路图如图所示．（ii）cosθcos2α【名师解析】(i)连接并延长与AB相交，延长入射线与AC相交，连接两交点即为在AC面的反射线，光路图如图所示．(ii)由光路图的几何关系可得到：折射角为γ＝π2－θ①入射角为φ＝π2－2α②玻璃砖的折射率n＝sin（π2－θ）sin（π2－2α）＝cosθcos2α.（4分）【加试题】（2019浙江杭州模拟4）如图所示，某同学利用方格坐标纸来测定半圆形玻璃砖的折射率。其中，OA作为入射光线，是首先画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针，如图放上玻璃砖（如粗黑线所示），然后插上P3、P4大头针。（1）其中他确定P4大头针位置的方法应当是：______________________；（2）若该同学实验操作规范准确，其记录情况如图所示。则该同学利用图示的记录情况可测得玻璃砖的折射率n=___________。【参考答案】【共4分，每空2分】（1）透过玻璃砖看，...