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1、知能演練強(qiáng)化闖關(guān)
1. 如圖2-3-7,用插針法測定玻璃折射率的實驗中,以下說法正確的是( )
圖2-3-7
(1)P1、P2及P3、P4之間的距離適當(dāng)大些,可以提高準(zhǔn)確度
(2)P1、P2及P3、P4之間的距離取得小些,可以提高準(zhǔn)確度
(3)入射角θ1適當(dāng)大些,可以提高準(zhǔn)確度
(4)入射角太大,折射光線會在玻璃磚的內(nèi)表面發(fā)生全反射,使實驗無法進(jìn)行
(5)P1、P2的間距,入射角的大小均與實驗的準(zhǔn)確度無關(guān)
A.(1)(3) B.(2)(4)
C.(3)(5) D.(1)(4)
解析:選A.實驗根據(jù)大頭針確定入射光線和出射光線,在連線
2、及測量時必然有誤差,P1、P2和P3、P4之間距離適當(dāng)大些,可以減小百分誤差,故(1)正確,(2)錯誤;實驗要求入射角不能太小,否則會導(dǎo)致測量誤差太大,(3)正確;根據(jù)幾何知識知光在第二界面的入射角等于在第一界面的折射角,即小于臨界角,不會發(fā)生全反射,(4)錯誤;綜合上述分析知(5)錯誤.故選A.
2. 某同學(xué)做測定玻璃折射率實驗時,用他測得的多組入射角θ1與折射角θ2作出sinθ1-sinθ2圖象如圖2-3-8所示,下列判斷中正確的是( )
圖2-3-8
A.他做實驗時,研究的是光線從空氣射入玻璃時的折射現(xiàn)象
B.玻璃的折射率為0.67
C.玻璃的折射率為1.5
D.玻
3、璃的臨界角的正弦值為0.67
解析:選ACD.此直線斜率k==>1,所以研究的光線是從空氣射入玻璃時的折射現(xiàn)象,A選項正確.k也就是折射率n==1.5,C選項正確.sinC==0.67,D選項正確.
3. 某同學(xué)用插針法測定玻璃磚的折射率,他的實驗方法和操作步驟正確無誤,但他處理實驗記錄時發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩個光學(xué)面aa′與bb′不平行,如圖2-3-9所示,則( )
圖2-3-9
A.AO與O′B兩條直線平行
B.AO與O′B兩條直線不平行
C.他測出的折射率偏大
D.他測出的折射率不受影響
答案:BD
4.在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中,甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出
4、的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖2-3-10中的①②和③所示,其中甲、丙同學(xué)用的是矩形玻璃磚,乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚.他們的其他操作均正確,且均以aa′、bb′為界面畫光路圖.則甲同學(xué)測得的折射率與真實值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”).乙同學(xué)測得的折射率與真實值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”).丙同學(xué)測得的折射率與真實值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”).
圖2-3-10
解析:甲同學(xué)測量的光路圖如圖甲所示,真實值n=,測量值n′=.因θ2′>θ2,故n′<n,所以甲同學(xué)測得的折射率與真實值相比偏?。?
乙同學(xué)測
5、量的光路圖如圖乙所示,測量值n=,與真實值相等.
丙同學(xué)測量可能出現(xiàn)三種可能,光路圖如圖丙所示.當(dāng)出射點為c時,測量值與真實值相同;當(dāng)出射點在c左側(cè)時,測量值小于真實值;當(dāng)出射點在c點右側(cè)時,測量值大于真實值.故丙同學(xué)測得的折射率與真實值相比可能偏大、可能偏小、可能不變.
答案:偏小 不變 可能偏大、可能偏小、可能不變
5. 如圖2-3-11所示,某同學(xué)用插針法測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,并讓入射光線過圓心O,在玻璃磚(圖中實線部分)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為分界面,虛線半圓與玻璃
6、磚對稱,B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點,AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點.
圖2-3-11
(1)設(shè)AB的長度為l1,AO的長度為l2,CD的長度為l3,DO的長度為l4,為較方便地表示出玻璃磚的折射率,需用刻度尺測量________,則玻璃磚的折射率可表示為________.
(2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時針轉(zhuǎn)過一小角度,由此測得玻璃磚的折射率將________(填“偏大”、“偏小”或“不變”).
答案:(1)l1和l3 n= (2)偏大
6.(2020·高考福建卷)某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率,所用的玻璃磚兩面平行.
7、正確操作后,作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖2-3-12所示.
圖2-3-12
(1)此玻璃的折射率計算式為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”)的玻璃磚來測量.
解析:(1)本題意在考查考生對入射角、折射角、折射率的理解和應(yīng)用.光線由空氣射入玻璃的入射角i=-θ1,折射角r=-θ2,由折射率的定義可得:n===,根據(jù)平行玻璃磚對光線的影響可知,玻璃磚寬度越大,側(cè)移量越大,折射角的測量誤差越?。?
答案:(1) (2)大
7. 用三棱鏡做測定玻璃折射率的實驗,
8、先在白紙上放好三棱鏡,在棱鏡的一側(cè)插入兩枚大頭針P1和P2,然后在棱鏡的另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使P1的像被P2擋住,接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P3和P1、P2的像,在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖2-3-13所示.
圖2-3-13
(1)在題圖上畫出所需的光路.
(2)為了測出棱鏡玻璃的折射率,需要測量的量是________,________,在圖上標(biāo)出它們.
(3)計算折射率的公式是________.
解析:(1)如圖所示,畫出通過P1、P2的入射光線,交AC面于O,畫出通過P3、P4的出射光線交AB面于O′.則光線OO′就是入射光線P1P2在三棱鏡中的折射光線.
(2)在所畫的圖上注明入射角θ1和折射角θ2,并畫出虛線部分,用量角器量出θ1和θ2(或用直尺測出線段EF、OE、GH、OG的長度).
(3)n=;.
答案:見解析