（浙江專(zhuān)版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 光 電磁波 實(shí)驗(yàn)17 測(cè)定玻璃的折射率學(xué)案

《（浙江專(zhuān)版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 光 電磁波 實(shí)驗(yàn)17 測(cè)定玻璃的折射率學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專(zhuān)版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 光 電磁波 實(shí)驗(yàn)17 測(cè)定玻璃的折射率學(xué)案（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 實(shí)驗(yàn)17　測(cè)定玻璃的折射率(加試) [考綱解讀]　(1)會(huì)確定入射光線和折射光線，會(huì)畫(huà)光路圖。(2)會(huì)計(jì)算折射率和折射率的平均值。(3)知道入射角和折射角的其他確定方法。(4)知道實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因和減小誤差的方法。 注意事項(xiàng) 1.玻璃磚應(yīng)選用厚度、寬度較大的。 2.大頭針要插得豎直，且間隔要大些。 3.入射角不宜過(guò)大或過(guò)小，一般在15°～75°之間。 4.玻璃磚的折射面要畫(huà)準(zhǔn)，不能用玻璃磚界面代替直尺畫(huà)界線。 5.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚和白紙的相對(duì)位置不能改變。 考點(diǎn)一　對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與操作的考查 1.“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個(gè)大頭針A、B，在

2、另一側(cè)再豎直插兩個(gè)大頭針C、D。在插入第四個(gè)大頭針D時(shí)，要使它________。如圖是在白紙上留下的實(shí)驗(yàn)痕跡，其中直線a、a′是描在紙上的玻璃磚的兩個(gè)邊。根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n＝________。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析　確定出射光線時(shí)應(yīng)使D擋住C和A、B的像，作圖如圖所示，以O(shè)為圓心，OO′為半徑作圓交AB于E點(diǎn)，過(guò)E作a的平行線交法線于F，根據(jù)n＝得n＝，測(cè)量EF和O′P長(zhǎng)度得n＝1.8(1.6～1.9均正確，方法亦有多種)。 答案　擋住C及A、B的像　1.8(1.6～1.9都算對(duì)) 2.某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚的折射率。開(kāi)始時(shí)玻璃磚

3、的位置如圖中實(shí)線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像。如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消失。此時(shí)只需測(cè)量出________，即可計(jì)算出玻璃磚的折射率。請(qǐng)用你的測(cè)量量表示出折射率________。 解析　由題意可知，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)過(guò)某一角度θ時(shí)，剛好發(fā)生全反射，在直徑邊一側(cè)觀察不到P1、P2的像，作出如圖所示的光路圖可知，當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)角度θ時(shí)有n＝。 答案　玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ　n＝ 考點(diǎn)二　數(shù)據(jù)處理與誤差分析 方法一　計(jì)算法

4、 　通過(guò)測(cè)入射角和折射角，然后查數(shù)學(xué)用表。找出入射角和折射角的正弦值，再代入n＝中求玻璃的折射率。除用此方法之外，還有以下幾種處理數(shù)據(jù)的方法。 方法二　圖象法 　根據(jù)折射定律可得n＝，因此有sin θ2＝sin θ1。在多次改變?nèi)肷浣牵瑴y(cè)量相對(duì)應(yīng)的入射角和折射角并計(jì)算它們的正弦值的基礎(chǔ)上，以sin θ1值為橫坐標(biāo)、以sin θ2值為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，如圖所示。描數(shù)據(jù)點(diǎn)，過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)連線得一條過(guò)原點(diǎn)的直線，求解圖線斜率，設(shè)斜率為k，則k＝，故玻璃磚折射率n＝。 方法三　單位圓法 　在找到入射光線和折射光線以后，以入射點(diǎn)O為圓心，以任意長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓，分別與AO交于C點(diǎn)，與OO′(或O

5、O′的延長(zhǎng)線)交于D點(diǎn)，過(guò)C、D兩點(diǎn)分別向NN′作垂線，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的長(zhǎng)，如圖所示。 由于sin θ1＝，sin θ2＝。 而CO＝DO，所以折射率n1＝＝。 重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，求得各次折射率的計(jì)算值，然后求其平均值即為玻璃磚折射率的測(cè)量值。 1.某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定半圓形玻璃磚的折射率n。如圖甲所示，O是圓心，MN是法線，AO、BO分別表示某次測(cè)量時(shí)光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑。該同學(xué)測(cè)得多組入射角i和折射角r，作出sin i－sin r圖象如圖乙所示。則(　　) A.光由A經(jīng)O到B，n＝1.5 B.光由B經(jīng)O到A，n＝1.5 C.光由

6、A經(jīng)O到B，n＝0.67 D.光由B經(jīng)O到A，n＝0.67 解析　介質(zhì)折射率的計(jì)算為空氣中的角度和介質(zhì)中角度的正弦值之比，空氣中角度較大，對(duì)應(yīng)正弦值較大，對(duì)應(yīng)圖乙中折射角r，故OA為折射光線，光線從B經(jīng)O到A，由折射率計(jì)算公式得n＝＝＝1.5，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 答案　B 2.如圖所示把玻璃磚放在木板上，下面墊一白紙，在白紙上描出玻璃磚的兩個(gè)邊a和a′。然后在玻璃磚的一側(cè)插兩個(gè)大頭針A、B，AB的延長(zhǎng)線與直線a的交點(diǎn)為O。眼睛在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使B把A擋住。如果在眼睛這一側(cè)再插第三個(gè)大頭針C，使它把A、B的像都擋住，插第四個(gè)大頭針D，使它把C及A、B的像都擋住

7、，那么后兩個(gè)大頭針就確定了從玻璃磚射出的光線。在白紙上描出光線的徑跡，要計(jì)算玻璃磚的折射率需要測(cè)量的物理量是圖中的________；為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，入射角應(yīng)________(填“大些”或“小些”)。 解析　根據(jù)n＝分析可知，要計(jì)算玻璃磚的折射率需要測(cè)量α和β；因角度大一些，測(cè)量誤差就會(huì)小一些，故入射角應(yīng)大些。 答案　α和β　大些 3.某同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行。正確操作后，作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖所示。 (1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n＝______(用圖中的θ1、θ2表示)； (2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小

8、誤差，應(yīng)選用寬度________(填“大”或“小”)的玻璃磚來(lái)測(cè)量。 解析　據(jù)題意可知入射角為(90°－θ1)，折射角為(90°－θ2)，則玻璃的折射率為n＝＝；玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確。故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來(lái)測(cè)量。 答案　(1)　(2)大 4.如圖所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過(guò)圓心O，在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3，圖中MN為分界線，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱(chēng)，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、C

9、D均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)。 (1)設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO的長(zhǎng)度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量__________，則玻璃磚的折射率可表示為_(kāi)_______。 (2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 解析　(1)sin θ1＝，sin θ2＝，因此玻璃的折射率 n＝＝＝，因此只需測(cè)量l1和l3即可。 (2)當(dāng)玻璃磚順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度時(shí)，在處理數(shù)據(jù)時(shí)，認(rèn)為l1是不變的，即入射角不變，而l3減小，所以測(cè)量值n＝將偏大。 答案　(1)l1和l3　n＝　(2)偏大 6