2024秋新教材高中物理課時(shí)跟蹤檢測十九測定介質(zhì)的折射率粵教版選擇性必修第一冊

課時(shí)跟蹤檢測（十九）測定介質(zhì)的折射率1.(多選)在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃的折射率的試驗(yàn)中，其試驗(yàn)光路如圖所示，對試驗(yàn)中的一些詳細(xì)問題，下列說法正確的是()A．為了削減作圖誤差，C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些B．為了削減測量誤差，A、B連線與法線NN′的夾角應(yīng)適當(dāng)大一些C．若A、B的距離較大時(shí)，通過玻璃磚會看不到A、B的像D．若A、B連線與法線NN′間夾角過大時(shí)，有可能在bb′一側(cè)看不清A、B的像解析：選ABD試驗(yàn)時(shí)，要將大頭針豎直插在紙上，且A和B之間、B與O之間、C與D之間、C與O′之間距離要稍大一些，入射角θ1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測量角度的誤差，但不宜太大，入射角太大時(shí)，反射光較強(qiáng)，折射光會相對較弱，有可能在bb′一側(cè)看不清A、B的像，故A、B、D正確。2.(多選)“測定介質(zhì)的折射率”的試驗(yàn)中，在白紙上放好玻璃磚，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)透過玻璃磚視察，并依次插上大頭針P3和P4。在插大頭針P3和P4時(shí)，應(yīng)使()A．P3只攔住P1的像B．P4只攔住P2的像C．P3同時(shí)攔住P1、P2的像D．P4同時(shí)攔住P3和P1、P2的像解析：選CD試驗(yàn)中，在插大頭針P3時(shí)，應(yīng)使P3同時(shí)攔住P1、P2的像；在插大頭針P4時(shí)，應(yīng)使P4同時(shí)攔住P3和P1、P2的像。故選項(xiàng)C、D正確。3．在“測定介質(zhì)的折射率”試驗(yàn)時(shí)，(1)下列做法正確的是________。A．入射角越大，誤差越小B．在白紙上放好玻璃磚后，用鉛筆貼著玻璃磚的光學(xué)面畫出界面C．試驗(yàn)時(shí)既可用量角器，也可用圓規(guī)和直尺等工具進(jìn)行測量D．推斷像與針是否在同始終線上時(shí)，應(yīng)當(dāng)視察大頭針的頭部(2)小明同學(xué)經(jīng)正確操作后，在紙上留下四枚大頭針的位置P1、P2、P3和P4，AB和CD是描出的玻璃磚的兩個(gè)邊界，如圖所示，請畫出光路圖。解析：(1)入射角盡量大些，折射角也會大些，折射現(xiàn)象較明顯，角度的相對誤差會較小，但要留意并不是入射角越大越好，應(yīng)適度，A錯(cuò)誤。為了防止弄臟玻璃磚，不能用鉛筆貼著玻璃磚的光學(xué)面畫出界面，B錯(cuò)誤。試驗(yàn)時(shí)既可用量角器，也可用圓規(guī)和直尺等工具進(jìn)行測量，C正確。推斷像與針是否在同始終線上時(shí)，應(yīng)當(dāng)視察大頭針的整體，不能只視察其頭部，D錯(cuò)誤。(2)依據(jù)作出的點(diǎn)P1、P2、P3、P4作出入射光線和出射光線，連接AB和CD與光線的交點(diǎn)O、O′，OO′即為光在玻璃中的傳播路徑，如圖所示。答案：(1)C(2)見解析圖4.如圖所示，某同學(xué)利用方格坐標(biāo)紙測定半圓形玻璃磚的折射率，OA是畫在紙上的直線，他在直線OA的適當(dāng)位置先后豎直插上P1、P2兩枚大頭針，如圖所示放上玻璃磚(如粗黑線所示)，然后插上P3、P4大頭針。(1)其中他確定P3大頭針位置的方法應(yīng)是________________________________________________________________________。(2)該同學(xué)用圓規(guī)做了一個(gè)以O(shè)為圓心，半徑與玻璃磚相同的半圓(如圖中虛線所示)，由圖像可求得該玻璃磚的折射率為__________。解析：(1)透過玻璃磚看，使P3大頭針攔住P1、P2兩枚大頭針的像，就可以確定P3在折射光線上。(2)如圖所示，過O點(diǎn)作出法線，過B點(diǎn)作出法線的垂線BC，過E點(diǎn)作出法線的垂線ED。光從玻璃射入空氣的入射角為θ1＝∠BOC，折射角為θ2＝∠DOE，依據(jù)光線可逆性和折射定律可得玻璃的折射率為n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)，設(shè)半圓玻璃磚的半徑為R，由幾何學(xué)問可得sinθ1＝eq\f(BC,R)，sinθ2＝eq\f(DE,R)，從圖中可以看出eq\f(DE,BC)＝eq\f(6,4)，聯(lián)立解得n＝1.5。答案：(1)透過玻璃磚看，使P3大頭針攔住P1、P2兩枚大頭針的像(2)1.55.現(xiàn)要估測一矩形玻璃磚的折射率n，給定的器材有：待測玻璃磚、白紙、鉛筆、大頭針1枚、直尺、直角三角板。試驗(yàn)時(shí)，先將直尺的一端O和另一點(diǎn)M標(biāo)上兩個(gè)明顯的標(biāo)記，再將玻璃磚平放在白紙上，沿其兩個(gè)長邊在白紙上畫出兩條直線AB、CD，再將直尺正面緊貼玻璃磚的左邊緣放置，使O點(diǎn)與直線CD相交，并在白紙上登記點(diǎn)O、M的位置，如圖所示，然后在右上方通過AB所在界面對左下方視察，調(diào)整視線方向，直到O點(diǎn)的像與M點(diǎn)的像重合，再在AB直線上插上大頭針，使大頭針攔住M、O的像，登記大頭針P點(diǎn)的位置。(1)請?jiān)谠瓐D上作出光路圖；(2)計(jì)算玻璃磚的折射率的表達(dá)式為：n＝________(用字母P和圖中已知線段字母表示)。解析：(1)調(diào)整視線方向，當(dāng)O點(diǎn)的像和M點(diǎn)的像重合時(shí)，從O點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)玻璃磚折射后與從M點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)AB面反射后重合。在視察的一側(cè)插上大頭針，使大頭針攔住M、O的像，則大頭針的位置為折射光線射出玻璃磚的點(diǎn)和從M點(diǎn)發(fā)出的光線在AB面上的反射點(diǎn)，如圖所示。(2)折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(\f(A′P,MP),\f(A′P,OP))＝eq\f(OP,MP)。答案：(1)見解析圖(2)eq\f(OP,MP)6．由于試驗(yàn)室中矩形玻璃磚的數(shù)量不夠，部分同學(xué)需改用直角三棱鏡做“測量玻璃的折射率”試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟如下：a．如圖所示，先在—張白紙上作相互垂直的直線ab、a′b′作為三棱鏡的兩個(gè)界面，并在直線上標(biāo)出點(diǎn)O；b．標(biāo)出P3、P4的位置；c．將三棱鏡放在白紙上，使短邊跟ab對齊，長邊跟a′b′對齊；d．在長邊a′b′的外側(cè)透過三棱鏡視察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像完全被P2的像攔?。籩．在視察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3攔住P1、P2的像，P4攔住P3和P1、P2的像；f．過O點(diǎn)作一垂直ab的線段OA，在OA上垂直紙面插兩枚大頭針P1、P2；g．移去三棱鏡和大頭針，連接P3P4交a′b′于O′點(diǎn)，過O′點(diǎn)作與a′b′垂直的直線MN；h．作光路圖，計(jì)算折射率n。(1)正確的試驗(yàn)步驟依次為______________；(2)請?jiān)趫D中畫出精確完整的光路圖；(3)請依據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，求出該玻璃的折射率n。解析：(1)利用插針法確定光路，留意有時(shí)攔住的是物體本身，有時(shí)攔住的是物體的像，目的是確定某一入射光線和對應(yīng)的出射光線，以利用折射定律求解折射率。正確的試驗(yàn)步驟依次為a、f、c、d、e、b、g、h。(2)光路圖如圖所示。(3)由幾何關(guān)系及圖中所給的數(shù)據(jù)，可得玻璃的折射率n＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)。答案：(1)a、f、c、d、e、b、g、h(2)光路見解析圖(3)eq\r(2)7．用圓弧狀玻璃磚做測定介質(zhì)的折射率的試驗(yàn)時(shí)，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)視察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像攔住，接著在眼睛所在的一側(cè)豎直插兩枚大頭針P3和P4，使P3攔住P1和P2的像，P4攔住P3以及P1和P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓如圖甲所示(O為兩圓弧圓心，圖中已畫出經(jīng)過P1、P2點(diǎn)的入射光線)。(1)在圖甲上補(bǔ)畫出光路圖，并在AB分界面上畫出入射角θ1和折射角θ2；(2)多次變更入射角，測得幾組入射角和折射角，依據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值，畫出了如圖乙所示的圖像，由圖像可知該玻璃的折射率n＝________。解析：(1)連接P3、P4與CD交于一點(diǎn)，此交點(diǎn)即為光線從玻璃磚中射出的位置，又由于