考點(diǎn)62實(shí)驗(yàn)十三測(cè)定玻璃的折射率

考點(diǎn)33實(shí)驗(yàn)十三測(cè)定玻璃磚的折射率1.3年真題考點(diǎn)分布題型實(shí)驗(yàn)題高考考點(diǎn)利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的基本實(shí)驗(yàn)要求；利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)；新高考2023廣東卷11題、海南卷14題、2022無(wú)2021浙江卷18題、2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】近3年新高考卷對(duì)于本實(shí)驗(yàn)考查共計(jì)3次，主要考查：利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的基本實(shí)驗(yàn)要求；利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)；【備考策略】理解并掌握利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的基本實(shí)驗(yàn)要求，數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)；【命題預(yù)測(cè)】本實(shí)驗(yàn)近3年新高考地區(qū)出現(xiàn)次數(shù)偏少，屬于新高考中的冷門(mén)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，2024年考生對(duì)于本實(shí)驗(yàn)花時(shí)間不要太多，但最基本的原理，數(shù)據(jù)處理和誤差分析的方法還是必須要掌握的，畢竟本實(shí)驗(yàn)也是高考考綱必考的實(shí)驗(yàn)之一?？挤?實(shí)驗(yàn)基本要求1．實(shí)驗(yàn)原理如圖所示，當(dāng)光線AO以一定的入射角θ1穿過(guò)兩面平行的玻璃磚時(shí)，通過(guò)插針?lè)ㄕ页龈肷涔饩€AO對(duì)應(yīng)的出射光線O′B，從而求出折射光線OO′和折射角θ2，再根據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)或n＝eq\f(PN,QN′)計(jì)算出玻璃的折射率．2．實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、玻璃磚、大頭針、圖釘、量角器、三角板、鉛筆．3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把白紙固定在木板上．(2)在白紙上畫(huà)一條直線aa′，并取aa′上的一點(diǎn)O為入射點(diǎn)，作過(guò)O點(diǎn)的法線NN′.(3)畫(huà)出線段AO作為入射光線，并在AO上插上P1、P2兩根大頭針．(4)在白紙上放上玻璃磚，使玻璃磚的一條長(zhǎng)邊與直線aa′對(duì)齊，并畫(huà)出另一條長(zhǎng)邊的對(duì)齊線bb′.(5)眼睛在bb′的一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察兩個(gè)大頭針并調(diào)整視線方向，使P1的像被P2的像擋住，然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上P4，使P4擋住P3和P1、P2的像．(6)移去玻璃磚，拔去大頭針，由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O′B及出射點(diǎn)O′，連接O、O′得線段OO′.(7)用量角器測(cè)量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.(8)改變?nèi)肷浣牵貜?fù)實(shí)驗(yàn)，算出不同入射角時(shí)的eq\f(sinθ1,sinθ2)，并取平均值．【典例1】（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）小明同學(xué)在做“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)只有3枚大頭針，他把大頭針A、B、C插在如圖所示位置，并測(cè)出了玻璃的折射率。請(qǐng)?jiān)诖痤}紙相應(yīng)方框中畫(huà)出光路圖，標(biāo)出入射角i和折射角r，并寫(xiě)出折射率n的計(jì)算式。【答案】【詳解】光路圖如圖所示根據(jù)折射定律可知?！咀兪?】（2024·云南大理·云南省下關(guān)第一中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）同學(xué)們用“插針?lè)ā睖y(cè)玻璃的折射率，如圖甲所示。（1）下列說(shuō)法正確的是。A．實(shí)驗(yàn)中，可以將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫(huà)界線B．為了減小作圖誤差，大頭針、和、之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些C．測(cè)梯形玻璃磚、三角形玻璃磚和半圓形玻璃磚的折射率均可用“插針?lè)ā盌．若光線的入射角較大，有可能在面發(fā)生全反射，所以在一側(cè)就看不到、的像（2）一位同學(xué)為了避免筆尖觸劃玻璃磚的折射面，畫(huà)出的比實(shí)際向外側(cè)平移了一些（如圖乙所示），其他操作均正確無(wú)誤，并仍以和為折射面畫(huà)出了光路圖，這樣測(cè)出的折射率將（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（3）一位同學(xué)手頭有圓規(guī)和刻度尺但沒(méi)有量角器，在完成了光路圖以后，以O(shè)點(diǎn)為圓心，OA為半徑畫(huà)圓，交延長(zhǎng)線于C點(diǎn)，過(guò)A點(diǎn)和C點(diǎn)作垂直法線的直線，與法線的交點(diǎn)分別為B點(diǎn)和D點(diǎn)，如圖丙所示。用刻度尺測(cè)得AB的長(zhǎng)度為x1，CD的長(zhǎng)度為x2，則玻璃磚的折射率（用測(cè)量的字母表示）?！敬鸢浮緽C偏小【詳解】（1）[1]A．實(shí)驗(yàn)中，不能將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫(huà)界線，故A錯(cuò)誤；B．大頭針和及和之間的距離適當(dāng)大些時(shí)，引起的角度誤差會(huì)減小，故B正確；C．只要操作正確，任何形狀的玻璃磚均可用“插針?lè)ā睖y(cè)量折射率，故C正確；D．由幾何知識(shí)可知，光線在上表面的折射角等于在下表面的入射角，根據(jù)光路可逆原理可知，光線一定會(huì)從下表面射出，折射光線不會(huì)在玻璃磚的下表面發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。（2）[2]如圖所示作圖得到的光路圖和實(shí)際光路圖相比，入射角沒(méi)有變化，折射角的測(cè)量值偏大，由知折射率偏小。（3）[3]由幾何關(guān)系可知，則玻璃磚的折射率為【變式2】（2022·浙江溫州·?？寄M預(yù)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組做“用插針?lè)y(cè)定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)。(1)在白紙上放好平行玻璃磚，aa′和bb′分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，如圖所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，用“”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察，并依次插上大頭針P3和P4，在插P3時(shí)，應(yīng)使P3，在插P4時(shí)，應(yīng)使P4；(2)該小組完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是；A．B．C．D．(3)該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫(huà)出光線的徑跡，以入射點(diǎn)O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點(diǎn)，再過(guò)A、B點(diǎn)作法線NN′的垂線，垂足分別為C、D點(diǎn)，如圖所示，則玻璃的折射率n=（圖中線段的字母表示）?！敬鸢浮繐踝1、P2的像擋住P3以及P1、P2的像D【詳解】(1)[1][2]在插P3時(shí)，應(yīng)使P3擋住P1、P2的像，在插P4時(shí)，應(yīng)使P4擋住P3以及P1、P2的像；(2)[3]光線經(jīng)過(guò)玻璃磚后出射光線和入射光線是平行的，且錯(cuò)開(kāi)一定的距離，即圖像D正確。(3)[4]玻璃的折射率考法2數(shù)據(jù)處理及注意事項(xiàng)1．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)計(jì)算法：用量角器測(cè)量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.算出不同入射角時(shí)的eq\f(sinθ1,sinθ2)，并取平均值．(2)作sinθ1－sinθ2圖象：改變不同的入射角θ1，測(cè)出不同的折射角θ2，作sinθ1－sinθ2的圖象，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知圖象應(yīng)為直線，如圖2所示，其斜率為折射率．(3)“單位圓”法確定sinθ1、sinθ2，計(jì)算折射率n.以入射點(diǎn)O為圓心，以一定的長(zhǎng)度R為半徑畫(huà)圓，交入射光線OA于E點(diǎn)，交折射光線OO′于E′點(diǎn)，過(guò)E作NN′的垂線EH，過(guò)E′作NN′的垂線E′H′.如圖3所示，sinθ1＝eq\f(EH,OE)，sinθ2＝eq\f(E′H′,OE′)，OE＝OE′＝R，則n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(EH,E′H′).只要用刻度尺量出EH、E′H′的長(zhǎng)度就可以求出n.2．注意事項(xiàng)(1)用手拿玻璃磚時(shí)，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光潔的光學(xué)面，嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺子畫(huà)玻璃磚的另一邊bb′.(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚在紙上的位置不可移動(dòng)．(3)大頭針應(yīng)豎直地插在白紙上，且玻璃磚每?jī)擅洞箢^針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)大一點(diǎn)，以減小確定光路方向時(shí)造成的誤差．(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角不宜過(guò)小，否則會(huì)使測(cè)量誤差過(guò)大，也不宜過(guò)大，否則在bb′一側(cè)將看不到P1、P2的像.【典例2】（2023·安徽亳州·蒙城第一中學(xué)?？既＃┰凇皽y(cè)玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：（1）如圖1，用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是。A．若不小心用手觸摸了光學(xué)表面，不會(huì)影響測(cè)量B．為減少測(cè)量誤差，的連線與法線的夾角應(yīng)盡量小些C．為了減小作圖誤差，和的距離應(yīng)適當(dāng)取大些D．界面一定要與平行，否則會(huì)有誤差（2）如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度（填“大”或“小”）的玻璃磚來(lái)測(cè)量。（3）在該實(shí)驗(yàn)中，光線是由空氣射入玻璃磚，根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值畫(huà)出的圖像如圖2所示，從圖像可知玻璃磚的折射率等于。（4）如圖3所示，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中畫(huà)出界面a后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導(dǎo)致界面面到圖中虛線位置，而在作光路圖時(shí)界面a仍為開(kāi)始所畫(huà)的，則所測(cè)得的折射率將（填“偏大”“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮緾大1.5偏大【詳解】（1）[1]A．手拿光學(xué)元器件時(shí)切忌用手觸摸“工作面”，以防臟污甚至腐蝕光學(xué)面造成永久的損壞，故A錯(cuò)誤；B．為減少測(cè)量誤差，入射角應(yīng)適當(dāng)大一些，即的連線與法線的夾角應(yīng)盡量大些，故B錯(cuò)誤：C．為了減小作圖誤差，將出射光線確定得更準(zhǔn)確些，和的距離應(yīng)適當(dāng)取大些，故C正確：D．測(cè)折射率時(shí)，只要操作正確，與玻璃磚形狀無(wú)關(guān)，故玻璃的兩個(gè)光學(xué)面不平行，對(duì)玻璃折射率的測(cè)定結(jié)果沒(méi)有影響，故D錯(cuò)誤。故選C。（2）[2]如果有幾塊寬度不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來(lái)測(cè)量，寬度越大，出射光線的側(cè)位移越大，折射角的測(cè)量越準(zhǔn)確，故為了減小誤差應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來(lái)測(cè)量。（3）[3]根據(jù)折射率定義公式有代入數(shù)據(jù)可得玻璃磚的折射率為（3）[4]在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，畫(huà)出界面a后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導(dǎo)致界面畫(huà)到圖中虛線位置，而在作光路圖時(shí)界面a仍為開(kāi)始所畫(huà)的，實(shí)際光線如圖中的所示，而作圖光線如圖中OQ所示，導(dǎo)致折射角偏小，所測(cè)得的折射率偏大?！咀兪?】（2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中?？寄M預(yù)測(cè)）如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在“測(cè)量玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，將玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面和。O為直線AO與的交點(diǎn)。在直線AO上豎直地插上、兩枚大頭針。（1）選出實(shí)驗(yàn)接下來(lái)要完成的必要步驟并按順序填寫(xiě)選項(xiàng)前的序號(hào)。A．在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針，使僅擋住的像B．在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針，使擋住的像和的像C．在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針，使僅擋住D．在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針，使擋住、的像和的像（2）過(guò)、作直線交于，連接。完成以上步驟后，實(shí)驗(yàn)小組內(nèi)的同學(xué)采用不同的方式測(cè)量玻璃的折射率：①甲同學(xué)過(guò)O作直線垂直于。多次改變?nèi)肷浣牵瑴y(cè)出對(duì)應(yīng)的折射角，建立平面直角坐標(biāo)系，作圖像如圖2所示，若圖像的斜率表示玻璃的折射率，則圖像的y軸、x軸表示的物理量依次為。A．、B．、C．、D．、②乙同學(xué)如圖3所示，以O(shè)為圓心作圓，與入射光線AO、折射光線分別交于E、F點(diǎn)，再過(guò)E、F點(diǎn)作的垂線，垂足分別為G、H點(diǎn)，用刻度尺測(cè)得，，則該玻璃磚的折射率數(shù)值為（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（3）一位同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)確地畫(huà)好玻璃磚的界面和后，不慎將玻璃磚向下平移了一些，如圖4所示，而實(shí)驗(yàn)的其他操作均正確，則折射率的測(cè)量值準(zhǔn)確值（選填“大于”、“小于”或“等于”）?！敬鸢浮緽DB1.45等于【詳解】（1）[1]在直線AO上豎直地插上、兩枚大頭針，然后在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針，使擋住的像和的像，最后在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針，使擋住、的像和的像；故實(shí)驗(yàn)接下來(lái)要完成的必要步驟是：BD。（2）①[2]根據(jù)折射定律可得，可得，可知圖像的斜率表示玻璃的折射率，即圖像的y軸、x軸表示的物理量依次為、。故選B。②[3]該玻璃磚的折射率為（3）[4]如圖所示實(shí)線表示將玻璃磚向下平移后實(shí)際的光路圖，而虛線是作圖時(shí)采用的光路圖，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)入射角和折射角均沒(méi)有變化，由折射定律可知，折射率的測(cè)量值等于準(zhǔn)確值?！咀兪?】（2023·安徽合肥·合肥市第八中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，利用“插針?lè)ā睖y(cè)定長(zhǎng)方體形狀的玻璃磚的折射率（有一個(gè)表面鍍銀，光線不能透過(guò)）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚平放到水平面內(nèi)的白紙上，鍍銀面與紙面垂直。貼著玻璃磚前后兩個(gè)面在紙上畫(huà)出直線a1a2和b1b2，其中b1b2側(cè)為鍍銀面。然后在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2。（1）如圖乙，插第四枚大頭針P4時(shí)，這枚大頭針應(yīng)()A．只擋住P3B．只擋住P1和P2的像

B．同時(shí)擋住P1和P2的像和P3（2）下列哪些操作有助于減小測(cè)量誤差()A．選用較粗的大頭針，以便大頭針的像能看得清晰B．選用寬度適當(dāng)大一點(diǎn)的玻璃磚C．P3和P4兩針的距離要適當(dāng)遠(yuǎn)一點(diǎn)（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，P4這枚針不小心插得偏右的了一點(diǎn)，此操作會(huì)導(dǎo)致折射率的測(cè)量值（選填“偏大”“不變”或“偏小”）?！敬鸢浮緽BC偏小【詳解】（1）[1]插第四枚大頭針P4時(shí)，這枚大頭針應(yīng)同時(shí)擋住和的像和。故選C；（2）[2]A．選用較粗的大頭針，對(duì)確定光線的方向會(huì)產(chǎn)生更大的誤差，故A錯(cuò)誤；B．選用寬度適當(dāng)大一點(diǎn)的玻璃磚，偏折現(xiàn)象更加明顯，有助于棫小誤差，故B正確；C．和兩針的距離要適當(dāng)遠(yuǎn)一點(diǎn)，可減小確定光線方向時(shí)產(chǎn)生的誤差，故C正確。故選BC。（3）[3]偏右，會(huì)導(dǎo)致繪制的MN向左移動(dòng)，導(dǎo)致折射角測(cè)量偏大，此操作會(huì)導(dǎo)致折射率的測(cè)量值偏小?！净A(chǔ)過(guò)關(guān)】1．（2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）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)角度如圖甲所示．（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，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度（填“大”或“小”）的玻璃磚來(lái)測(cè)量．（3）若該同學(xué)用他測(cè)得的多組入射角i與折射角r，作出sini－sinr的圖像如圖乙所示，下列判斷不正確的是．A．他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究的是光線從空氣射入玻璃的折射現(xiàn)象【答案】大B【詳解】（1）[1]由折射率公式可得（2）[2]玻璃磚的寬度越大，出射光線的側(cè)移量越大，玻璃磚中折射光線的誤差越小，所以應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來(lái)測(cè)量。（3）[3]由sini－sinr圖像可知故光是從空氣射入玻璃的，又由折射率的定義知，故B錯(cuò)誤，AC正確。故選B。2．（2023·全國(guó)·二模）為了測(cè)量直角三棱鏡的折射率，某實(shí)驗(yàn)小組在木板上鋪一張白紙，將三棱鏡放在白紙上并用細(xì)線描出三棱鏡的輪廓，如圖中的實(shí)線所示，接著在垂直于AB的方向上插上兩枚大頭針和，在棱鏡的BC側(cè)透過(guò)三棱鏡觀察兩個(gè)大頭針，當(dāng)?shù)南袂『帽坏南駬踝r(shí)，插上大頭針，使擋住、的像，再插上大頭針，使擋住P和、的像。移去三棱鏡和大頭針，大頭針在紙上的位置如圖所示。（1）將實(shí)驗(yàn)需要的光路圖補(bǔ)充完整；（2）實(shí)驗(yàn)中，在棱鏡的BC側(cè)透過(guò)三棱鏡觀察兩個(gè)大頭針，使的像擋住的像的目的是；（3）實(shí)驗(yàn)小組用量角器量出光穿過(guò)BC界面的入射角為α、折射角為β，則三棱鏡的折射率；（4）若實(shí)驗(yàn)中三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移，如圖中虛線所示，則測(cè)得的折射率真實(shí)值（選填“大于”、“等于”或“小于”）?！敬鸢浮看_定從AB面進(jìn)入三棱鏡的光線小于【詳解】（1）[1]根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，由折射定律和反射定律，畫(huà)出光路圖，如圖所示（2）[2]使的像擋住的像的目的是確定從AB面進(jìn)入三棱鏡的光線。（3）[3]根據(jù)題意，由折射定律可得，折射率為（4）[4]若實(shí)驗(yàn)中三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移，實(shí)際光路圖如圖所示由圖可知，測(cè)量的角偏大，則測(cè)得的折射率小于真實(shí)值。3．（2023·海南·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)室提供了圖1所示的兩塊表面平行的玻璃磚A和B，玻璃磚兩表面的間距，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選（填“A”或“B”）。（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．如圖2，在白紙上放好玻璃磚，描出玻璃磚的兩個(gè)邊a和；B．在玻璃磚的一側(cè)同一直線上插兩個(gè)大頭針、，所在直線作為入射光線；C．在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察，依次插上大頭針和，插時(shí)，應(yīng)使擋?。ㄌ睢啊薄ⅰ啊?、“和”）的像，同樣插上，確定了從玻璃磚射出的光線；D．在白紙上描出光線的徑跡，測(cè)量相應(yīng)的角度，計(jì)算玻璃的折射率n?！敬鸢浮緽和【詳解】（1）[1]為了使折射光線的方向畫(huà)得較準(zhǔn)確，減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使入射點(diǎn)與出射點(diǎn)距離稍大一些，則玻璃磚應(yīng)選寬一些的。故選B。（2）[2]在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察，依次插上大頭針和，插時(shí)，應(yīng)使擋住和的像。4．（2023·海南·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）某小組的甲、乙同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃的折射率，如圖1所示。（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列操作正確的是。A．必須選擇邊界平行的玻璃磚B．選擇的入射角應(yīng)盡量小些C．沒(méi)有刻度尺時(shí)，可以將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫(huà)界線D．大頭針和之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些（2）甲同學(xué)手頭有圓規(guī)和刻度尺但沒(méi)有量角器，在完成了光路圖以后，以點(diǎn)為圓心，為半徑畫(huà)圓，交延長(zhǎng)線于點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)和點(diǎn)作垂直法線的直線，與法線的交點(diǎn)分別為點(diǎn)和點(diǎn)，如圖2所示。用刻度尺測(cè)得的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為，則玻璃磚的折射率（用測(cè)量的字母表示）。（3）乙同學(xué)正確操作后，在實(shí)驗(yàn)中多次改變?nèi)肷浣牵瑴y(cè)出多組相關(guān)角度，作出的圖像，如圖3所示，則此玻璃磚的折射率。【答案】D【詳解】（1）[1]A．作插針?lè)y(cè)定折射率時(shí)，玻璃磚上下表面不一定要平行，故A錯(cuò)誤；B．為了減小測(cè)量的相對(duì)誤差，選擇的入射角應(yīng)盡量大些，可減小相對(duì)誤差，效果會(huì)更好，故B錯(cuò)誤；C．沒(méi)有刻度尺時(shí)，將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫(huà)界線會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差，故C錯(cuò)誤；D．大頭針和及和之間的距離適當(dāng)大些時(shí)，引起的角度誤差會(huì)減小，效果會(huì)好些，故D正確。故選D。（2）[2]根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可知，則玻璃磚的折射率為（3）[3]根據(jù)圖1，由折射定律可得，折射率為整理可得結(jié)合的圖像可得解得【能力提升】1．（2023·云南昆明·統(tǒng)考一模）某同學(xué)用插針?lè)y(cè)量某種材料制成的三棱鏡的折射率，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）先在木板上鋪一張方格紙，方格紙上的小格子均為正方形，將棱鏡放在方格紙上，然后畫(huà)出棱鏡的界面，如圖所示．在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針和，用“?”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過(guò)棱鏡觀察，并依次插上大頭針和，利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材測(cè)出棱鏡的折射率，下列說(shuō)法正確的有；A．只需擋住的像B．擋住的同時(shí)，還要擋住和的像C．該實(shí)驗(yàn)除刻度尺外，還必須使用量角器D．該實(shí)驗(yàn)僅需使用刻度尺，無(wú)需使用量角器（2）經(jīng)正確操作，四枚大頭針的位置如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D上作出實(shí)驗(yàn)光路圖；（3）依據(jù)光路圖，可得該棱鏡的折射率為（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮緽D/DB【詳解】（1）[1]AB．實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，要先在白紙上放好玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在玻璃磚另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在一側(cè)相繼又插上兩枚大頭針P3和P4，使P3同時(shí)擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．該實(shí)驗(yàn)僅需使用刻度尺，無(wú)需使用量角器，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。（2）[2]光路圖如圖所示[3]根據(jù)折射定律可知需要測(cè)量入射角和折射角，運(yùn)用刻度尺測(cè)量出入射角和折射角的正弦值，故折射率為2．（2023·湖北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）在用“插針?lè)ā睖y(cè)量玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中：（1）在“用兩面平行的玻璃磚測(cè)定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)中，其實(shí)驗(yàn)光路圖如下圖所示，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的一些具體問(wèn)題，下列說(shuō)法正確的是。A．為減小作圖誤差，和的距離應(yīng)適當(dāng)小一些B．為減小測(cè)量誤差，和連線與玻璃磚界面法線的夾角應(yīng)適當(dāng)取大一些C．為減小誤差，應(yīng)當(dāng)選用寬度較大的玻璃磚完成實(shí)驗(yàn)D．實(shí)驗(yàn)中玻璃磚在紙上的位置不可移動(dòng)，可用玻璃磚代替尺子畫(huà)出邊界線以固定玻璃磚在紙上的位置（2）甲同學(xué)在紙上正確畫(huà)出玻璃磚的兩個(gè)界面和后，不小心碰了玻璃磚使它向一側(cè)平移了少許，如圖2所示，他隨后實(shí)驗(yàn)測(cè)出的折射率。（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。（3）乙同學(xué)在畫(huà)界面時(shí)，不小心將兩界面、間距畫(huà)得比玻璃寬度大些（仍然與平行），如圖3所示，他隨后實(shí)驗(yàn)測(cè)得的折射率（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。（4）丙同學(xué)在畫(huà)界面時(shí)，不小心將界面畫(huà)歪了一些，如圖4所示，他隨后實(shí)驗(yàn)測(cè)得的折射率?！敬鸢浮緽C/CB不變偏小見(jiàn)解析【詳解】（1）[1]A．為減小作圖誤差，和的距離應(yīng)適當(dāng)大一些，A錯(cuò)誤；B．和連線與玻璃磚界面法線的夾角適當(dāng)大一些，折射現(xiàn)象根明顯，誤差較小，B正確；C．寬度較大的玻璃磚，光在玻璃磚中的路程長(zhǎng)，入射點(diǎn)與出射點(diǎn)距離較大，確定角度越準(zhǔn)確，誤差越小，C正確；D．不可用玻璃磚代替尺子，應(yīng)沿玻璃磚描點(diǎn)后，用尺子畫(huà)出玻璃磚界面，D錯(cuò)誤。故選BC。（2）[2]根據(jù)題意，如圖入射角與折射角沒(méi)有誤差，測(cè)量的折射率不變。（3）[3]根據(jù)題意，如圖入射角不受影響，當(dāng)折射角的測(cè)量值大于真實(shí)值，根據(jù)因此測(cè)得折射率偏小。（4）[4]畫(huà)出的界面與真實(shí)界面存在交點(diǎn)，左側(cè)界面寬度變小，若光線從左側(cè)出射，則測(cè)得折射率偏大；若從交點(diǎn)出射，測(cè)得折射率不變，；若從右側(cè)出射，測(cè)得折射率偏小。故不能準(zhǔn)確說(shuō)明測(cè)得折射率誤差，視情況而定。3．（2023·陜西咸陽(yáng)·統(tǒng)考三模）在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：（1）圖甲中某同學(xué)在畫(huà)玻璃磚邊界時(shí)操作如圖甲所示，請(qǐng)指出其不當(dāng)之處：（寫(xiě)出一點(diǎn)即可），實(shí)驗(yàn)中，已畫(huà)好玻璃磚邊界后，不小心誤將玻璃磚向上稍平移了一點(diǎn)，如圖乙所示，其他操作正確，則測(cè)得玻璃的折射率將（選填“變大”“不變”或“變小”）。（2）圖丙中，若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可；A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)C．將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D．使用間距更小的雙縫（3）圖丙實(shí)驗(yàn)，若雙縫間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測(cè)得第2條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為x，則單色光的波長(zhǎng)為?！敬鸢浮坑檬种苯佑|摸玻璃磚的光學(xué)面；用玻璃磚代替直尺畫(huà)邊界線不變B【詳解】（1）[1]不當(dāng)之處：用手直接觸摸玻璃磚的光學(xué)面；用玻璃磚代替直尺畫(huà)邊界線。[2]如圖所示，實(shí)線表示將玻璃磚向上平移后實(shí)際的光路圖，而虛線是未將玻璃磚向上平移時(shí)作圖時(shí)所采用的光路圖，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，入射角和折射角沒(méi)有變化，則由折射定律得知，測(cè)得的折射率將不變。（2）[3]若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，則要減小條紋的寬度，根據(jù)公式可知，減小雙縫到屏的距離L或增大雙縫之間的距離d都減小條紋的間距，故B正確，ACD錯(cuò)誤；故選B。（3）[4]條紋間距根據(jù)公式可得4．（2023·安徽蕪湖·統(tǒng)考二模）在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，在白紙上放好平行玻璃磚，a和a′分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，如圖（a）所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察，并插上大頭針P3，使其擋住P2、P1的像；接著插上大頭針P4，使其擋住P3、P2和P1的像，用“·”表示大頭針的位置，這樣大頭針P1、P2就確定了射入玻璃磚的光線。（1）根據(jù)以上信息，請(qǐng)?jiān)趫D（a）中畫(huà)出光路圖。（2）正確做出光路圖后，測(cè)量a分界面上的入射角i和折射角r。多次改變?nèi)肷浣牵瑴y(cè)得多組入射角和折射角，根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值，畫(huà)出了如圖（b）所示的圖像，由圖像可知該玻璃的折射率n=（保留兩位有效數(shù)字）。（3）如圖（c）所示，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中畫(huà)出界面a后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導(dǎo)致界面a′畫(huà)到圖中虛線位置，而在作光路圖時(shí)界面a仍為開(kāi)始所畫(huà)的，則所測(cè)得的折射率將（填“偏大”“偏小”或“不變”）。【答案】

1.5偏大【詳解】（1）[1]畫(huà)出的光路圖如圖所示（2）[2]根據(jù)折射定律所以根據(jù)圖像得解得（3）[3]如圖（c）所示，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中畫(huà)出界面a后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導(dǎo)致界面a′畫(huà)到圖中虛線位置，而在作光路圖時(shí)界面a仍為開(kāi)始所畫(huà)的，入射角i不變，導(dǎo)致折射角r偏小，則所測(cè)得的折射率將偏大。5．（2023·黑龍江哈爾濱·哈師大附中?？寄M預(yù)測(cè)）如圖所示的陰影部分ABC為一透明光學(xué)元件的橫截面，AC為圓心在O的圓弧面，ABCO構(gòu)成正方形?，F(xiàn)要測(cè)定該元件的折射率，可供選用的器材還有：大頭針、筆、刻度尺、圓規(guī)、平整的木板、圖釘、白紙。I.某小組進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)操作，請(qǐng)將步驟補(bǔ)充完整。（1）將白紙用圖釘固定在平整木板上，在白紙上畫(huà)出光學(xué)元件的橫截面圖，標(biāo)好對(duì)應(yīng)關(guān)系，把光學(xué)元件放在白紙上，使它的橫截面與圖中畫(huà)線對(duì)齊；（2）在O點(diǎn)豎直插大頭針P。（3）在D點(diǎn)豎直插大頭針，發(fā)現(xiàn)在AB外側(cè)無(wú)論怎樣調(diào)整視線都不能觀察到大頭針P和的像在一條直線上，則應(yīng)使連線OD與OA的角度（填“變大”或“變小”），才能在AB外側(cè)觀察到大頭針P和的像在一條直線上；（4）選擇合適的點(diǎn)豎直插大頭針，在BC外側(cè)調(diào)整視線觀察到大頭針P和的像在一條直線上，再豎直插上兩枚大頭針，使擋住，擋??；（5）移去大頭針和光學(xué)元件，記錄好、和的孔洞位置，在固定好的白紙上作出直角坐標(biāo)系，軸與OC重合，軸與OA重合，用刻度尺測(cè)出、和在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，，。則此光學(xué)元件折射率測(cè)量值的表達(dá)式為；（用測(cè)量的坐標(biāo)值表示）Ⅱ.根據(jù)小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度。A．應(yīng)選用較粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)B．應(yīng)選用較細(xì)的大頭針完成實(shí)驗(yàn)C．插在光學(xué)元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應(yīng)適當(dāng)小些D．插在光學(xué)元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應(yīng)適當(dāng)大些Ⅲ.小組測(cè)得該元件折射率為2，光學(xué)元件圓弧面的半徑為R。若只考慮首次從圓弧AC直接射向AB和BC的光線，從插在O點(diǎn)的大頭針P射入圓弧AC的光中，有一部分不能從AB、BC面直接射出，則這部分光照射圓弧AC的弧長(zhǎng)為。【答案】變小P和的像和P、的像BD【詳解】I．（3）[1]在AB外側(cè)無(wú)論怎樣調(diào)整視線都不能觀察到大頭針P和的像在一條直線上，說(shuō)明光線發(fā)生了全反射，應(yīng)使連線OD與OA的角度減小，使入射角小于臨界