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1、2020年高考物理一輪專題: 第55講 實驗:測定玻璃的折射率
姓名:________ 班級:________ 成績:________
一、 填空題 (共2題;共9分)
1. (3分) (2018溫州模擬) 在“測定玻璃的折射率”實驗中
①某同學(xué)在畫玻璃磚邊界時操作如圖甲所示,請指出其不當(dāng)之處:________(寫出一點即可)
②實驗中,已畫好玻璃磚邊界ab、cd后,不小心誤將玻璃磚向上稍平移了一點,如圖乙所示,其他操作正確,則測得玻璃的折射率將________(選填“變大”、“不變”或“變小”)
2. (6分) 如圖一所示,一半圓形
2、玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時,P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像.有一同學(xué)把大頭針插在P1′和P2′位置時,在MN另外一側(cè)看不到大頭針的像.其原因是________.
二、 實驗探究題 (共8題;共39分)
3. (7分) 兩位同學(xué)用兩面平行的玻璃磚做“測玻璃的折射率”實驗.
(1) 甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面aa′和bb′后,不小心碰了玻璃磚使它向aa′方向平移了少許,如圖甲所示.則他測出的折射率將如何變化?
(2) 乙同學(xué)在畫界面時,不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些,如圖乙所示,則他測得的折射率將如何變化?
3、(3) 甲同學(xué)由于沒有量角器,他在完成了光路圖以后,以O(shè)點為圓心,10.00cm長為半徑畫圓,分別交線段OA于A點,交O、O′連線延長線于C點.過A點作法線NN的垂線AB交NN于B點,過C點作法線NN的垂線CD交NN于D點,如圖1所示,用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm.由此可得出玻璃的折射率n=________.
(4) 乙同學(xué)在畫界面時,不小心將兩界面ab和cd間距畫得比玻璃磚寬度大些,下界面與實際相同,如圖2所示.若其他操作無誤,則他測得的折射率比真實值________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
4. (4分) 在利用插針法測定玻璃磚折射率的實
4、驗中:
(1) 甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面aa′和bb′后,不小心碰了玻璃磚使它向aa′方向平移了少許,如圖甲所示.則他測出的折射率將如何變化?
(2) 乙同學(xué)在畫界面時,不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些,如圖乙所示,則他測得的折射率將如何變化?
(3) 甲同學(xué)由于沒有量角器,他在完成了光路圖以后,以O(shè)點為圓心,10.00cm長為半徑畫圓,分別交線段OA于A點,交O、O′連線延長線于C點.過A點作法線NN的垂線AB交NN于B點,過C點作法線NN的垂線CD交NN于D點,如圖1所示,用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm.由此可得出玻璃
5、的折射率n=________.
(4) 乙同學(xué)在畫界面時,不小心將兩界面ab和cd間距畫得比玻璃磚寬度大些,下界面與實際相同,如圖2所示.若其他操作無誤,則他測得的折射率比真實值________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
5. (10分) (2020莆田模擬) 某同學(xué)用“插針法”測一玻璃磚的折射率。
①在木板上平鋪一張白紙,并把玻璃磚放在白紙上,在紙上描出玻璃磚的兩條邊界。然后在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩根大頭針P1、P2 , 透過玻璃磚觀察,在玻璃磚另一側(cè)豎直插大頭針P3時,應(yīng)使P3________,用同樣的方法插上大頭針P4。
②在白紙上畫出光線的徑跡,以入射
6、點O為圓心作一半徑為5. 00 cm的圓,與入射光線、折射光線分別交于A、B點,再過A、B點作法線NN的垂線,垂足分別為C、D點,如圖所示。測得AC=4.00 cm,BD=2.80 cm,則玻璃的折射率n=________。
6. (4分) 甲、乙兩同學(xué)分別用不同的方法測定一半圓柱形玻璃磚的折射率.
(1) 甲同學(xué)先在白紙上作一互相垂直的直線MN和QO交點為O,再以O(shè)為圓心畫一與玻璃磚相同的半圓,將玻璃磚平放在白紙上,使其與所畫的半圓重合,在玻璃磚外的PO上插兩枚大頭針P1和P2,在另一側(cè)先后插兩枚大頭針P3和P4,使從另一側(cè)隔著玻璃磚觀察時,大頭針P4、P3和P2、P1的像恰在一直
7、線上,移去玻璃磚和大頭針后,在白紙上得到圖甲所示的圖.
①在圖中畫出沿P1、P2連線方向的入射光線通過玻璃磚以及射出玻璃磚后的傳播方向________;標(biāo)出入射角θ1和折射角θ2;
②寫出計算玻璃折射率的表達式________.
(2) 乙同學(xué)則是在QO上插上兩根大頭針P1和P2,然后緩慢讓玻璃磚繞O點順時針轉(zhuǎn)動,并且在直徑AB這一側(cè)不斷觀察,當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動到一定的位置時突然發(fā)現(xiàn)在這一側(cè)任何位置都看不到P1和P2的像.記下這時玻璃磚的位置如圖乙所示.然后移去玻璃磚,問:
①需要測出的物理量及符號________;
②計算折射率的表達式________.
7. (5分) 在
8、“測定玻璃的折射率”的實驗中,選用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃磚,用“插針法”測定某種玻璃的折射率.
(1) 實驗時在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2,透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像,調(diào)整視線方向,直到P2檔住P1的像.再在觀察的這一側(cè)插大頭針P3,應(yīng)使它把________檔住,插大頭針P4,應(yīng)使它把________檔住,那么后兩個大頭針就確定了從玻璃磚射出的光線.
(2) 實驗中為了減少誤差,下列意見正確的是
A . 為了減少誤差,P1和P2、P3和P4的距離應(yīng)適當(dāng)取大些 B . 為了減少誤差,P1、P2的連線與NNˊ的夾角越大越好
(3) 某同學(xué)在找到入
9、射光線和折射光線以后,以入射點O為圓心,以任意長為半徑畫圓,分別與AO交于C點,與OOˊ交于D點,過C、D兩點分別向NNˊ作垂線,交NNˊ于Cˊ、Dˊ,所以折射率n=________.(用圖示中的線段表示)
(4) 根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值畫出的圖線如圖3所示.當(dāng)光線是由空氣射入玻璃磚時,則θ1和θ2中為入射角的是________;從圖線可知玻璃磚的折射率是________;該種玻璃全反射的臨界角是________.
8. (3分) 在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中,
(1) 某同學(xué)由于沒有量角器,在完成了光路以后,他以O(shè)點為圓心、10.00cm長為半徑畫圓,分別
10、交線段OA于A點,交OO′連線延長線于C點,過A點作法線NN′的垂線AB交NN′于點B,過C點作法線NN′的垂線CD交NN′于D點,如圖1所示.用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm.由此可得出玻璃的折射率n=________.
(2) 如圖2所示,一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時,P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像,則該玻璃磚的折射率n=________.有一同學(xué)把大頭針插在P1′和P2′位置時,在P3、P4一側(cè)怎么也看不到大頭針的像,其原因是________.
9. (3分) 根據(jù)所學(xué)知識完成小題:
(1) ①測定玻璃的折射率時,為
11、了減小實驗誤差,應(yīng)該注意的是:________;
A.玻璃磚的寬度宜大些B.入射角應(yīng)盡量小些
C.大頭針應(yīng)垂直的插在紙面上D.大頭針P1、P2及P3、P4之間的距離適當(dāng)大些
②某同學(xué)在畫界面時,不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大了些,其他操作均正確,則他測得的折射率與實際折射率比較結(jié)果是:________(選填“偏小”、“偏大”或“不變”)
(2) ①幾位同學(xué)進行“用單擺測定重力加速度”的實驗,黃同學(xué)分別選用四種材料不同、直徑相同的實心球做實驗,記錄的實驗測量數(shù)據(jù)如下,若要比較準(zhǔn)確的計算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎担瑧?yīng)選用第________組實驗數(shù)據(jù).
組別
擺球材料
擺
12、長L/m
最大擺角
全振動次數(shù)N/次
1
銅
0.40
15
20
2
鐵
1.00
5
50
3
鋁
0.40
15
10
4
木
1.00
5
50
②馬同學(xué)選擇了合理的實驗裝置后,測量出幾組不同擺長L和周期T的數(shù)值,畫出如圖1中T2﹣L圖象中的實線OM,羅同學(xué)也進行了與馬同學(xué)同樣的實驗,但實驗后他才發(fā)現(xiàn)自己測量擺長時忘了加上擺球的半徑,則該同學(xué)當(dāng)時做出的T2﹣L圖象應(yīng)該是________
A.虛線①,不平行OMB.虛線②,平行OM
C.虛線③,平行OMD.虛線④,不平行OM
(3) ①在“測金屬電阻率”實驗中,螺旋測微器測金屬絲的直
13、徑的讀數(shù)如圖2,則直徑d=________mm.
②已知金屬絲電阻大約為10Ω.在用伏安法準(zhǔn)確測其電阻時,有下列器材可供選擇,除必選電源(電動勢1.5V,內(nèi)阻很小)、導(dǎo)線、開關(guān)外,電流表應(yīng)選________,電壓表應(yīng)選________,滑動變阻器應(yīng)選________(填代號)
A1電流表(量程400mA,內(nèi)阻約0.5Ω)A2電流表(量程100mA,內(nèi)阻約0.6Ω)
V1電壓表(量程6V,內(nèi)阻約30kΩ)V2電壓表(量程1V,內(nèi)阻約的20kΩ)
R1滑動變阻器(范圍0﹣10Ω)R2滑動變阻器(范圍0﹣2kΩ)
③將設(shè)計好的測量電路原理圖畫在圖3虛框內(nèi)________.
10.
14、(3分) 用插針法測量矩形玻璃磚的折射率,先在白紙上放好一矩形玻璃磚,兩邊與畫好的直線aa,bb對齊,在玻璃磚一側(cè)插上兩根大頭針P1、P2 , 然后在另一側(cè)面插兩根大頭針P3、P4 , 通過玻璃磚觀察使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P3和P1、P2的像,并在紙上標(biāo)出大頭針的位置,如圖所示.
(1) 請在圖上畫出光路,并利用測量的物理量,寫出計算玻璃折射率的公式n=________.
(2) 某同學(xué)在已畫好玻璃磚界面后,不慎將玻璃磚向上平移了一些,如圖所示,在其它操作均正確的情況下,測得的折射率將________(選填“偏大、偏小或不變”).
三、 綜合題 (共1題;共10
15、分)
11. (10分) (2017自貢模擬) 學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí).某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識,設(shè)計了一個測液體折射率的儀器.如圖所示,在一個圓盤上過其圓心0作兩條互相垂直的直徑BC、EF,在半徑OA上垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P1位置不變,每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中,而且總使得液面與直徑BC相平,EF作為界面的法線,而后在圖中右上方區(qū)域觀察Pl、P2的像,并在圓周上插上大頭針P3 , 使P3正好擋住Pl、P2 , 同學(xué)們通過計算,預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值.這樣只要根據(jù)P3所插的位置,就可直接讀出液體折射率的值.則:
(1) 若∠AOF
16、=30,OP3與OC的夾角為30,則P3處所對應(yīng)的折射率的值為________.
(2) 圖中P3、P4兩位置哪一處所對應(yīng)的折射率值大?答:________.
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參考答案
一、 填空題 (共2題;共9分)
1-1、
2-1、
二、 實驗探究題 (共8題;共39分)
3-1、
3-2、
3-3、
3-4、
4-1、
4-2、
4-3、
4-4、
5-1、
6-1、
6-2、
7-1、
7-2、
7-3、
7-4、
8-1、
8-2、
9-1、
9-2、
9-3、
10-1、
10-2、
三、 綜合題 (共1題;共10分)
11-1、
11-2、