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1、呼和浩特市高考物理一輪專題: 第55講 實驗:測定玻璃的折射率(II)卷
姓名:________ 班級:________ 成績:________
一、 填空題 (共2題;共9分)
1. (3分) 如圖所示的裝置測定玻璃的折射率.在光具盤的中央固定一個半圓形的玻璃磚,使二者的圓心重合,使激光束從玻璃圓弧一側(cè)入射并垂直直徑平面通過圓心O射出玻璃磚,記下入射光束在光具盤上所對應(yīng)位置的刻度,以圓心O為軸逆時針緩慢轉(zhuǎn)動光具盤,同時觀察直徑平面一側(cè)出射光線的變化:出射光線不斷向下偏轉(zhuǎn)并越來越暗,直到剛好看不到出射光線為止,并記下這時入射光線在光具盤上位置的
2、刻度,光具盤上兩次刻度之間的夾角θ就是光束從玻璃射向空氣的________.玻璃的折射率表達(dá)式n=________.
2. (6分) 如圖一所示,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.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) 某同學(xué)在利用“插針法”測定一塊紅色直角三角形玻璃磚的折射率時發(fā)現(xiàn),由于玻璃的顏色較深,在另一側(cè)很難觀測到對側(cè)所插的針.他想到可以用實驗室的紅色激光器來完成實驗.如圖所示,他在木板上固
3、定好白紙,放好玻璃磚,正確作出了界面MN、MP、NP,然后讓很細(xì)的激光平行于木板從玻璃磚的上界面MN入射.
(1) 由于激光很強(qiáng),不能用眼睛直接觀測,該同學(xué)通過在木板上插入被激光照亮的針來確定激光光路,正確的插針順序應(yīng)是
A . P1、P2、P3、P4
B . P4、P3、P2、P1
C . P1、P3、P2、P4
D . P4、P2、P3、P1
(2) 若P1P2與MN垂直,用量角器量得圖中的θ1=30,θ2=45,則玻璃的折射率約為
A . 1.41
B . 1.73
C . 1.22
D . 1.58
(3) 若激光器正常發(fā)光,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在MP一側(cè)始終找不到
4、出射光線,則可能的原因是________.
(4) 若該同學(xué)在MP一側(cè)沒有找到出射光線,但在NP一側(cè)找到了出射光線,并用“插針法”確定了激光在MN一側(cè)的入射光線和NP一側(cè)的出射光線,如果入射光線與MN相垂直,則測量后他________計算出玻璃的折射率(填“能”或“不能”).
4. (4分) 根據(jù)所學(xué)知識完成填空:
(1) 用插針法測定玻璃磚的折射率的實驗中,把P1、P2連線與玻璃磚表面垂線的夾角作為________角,這個角過小會________,過大會使從bb′面看不到P1、P2的________;若已確定了P1、P2的位置,欲確定P3的位置,應(yīng)在觀察時使P3________,
5、
(2) 在圖中作出光路圖,并標(biāo)出入射角、折射角.
(3) 該玻璃折射率的表達(dá)式為________(用圖中夾角表示)
5. (10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
6、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(dá)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(dá)式________.
6. (4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
7、為圓心、10.00cm長為半徑畫圓,分別交線段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________.
7. (5分) 在利用插針法測定玻璃
8、磚折射率的實驗中:
(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
9、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”).
8. (3分) 根據(jù)所學(xué)知識完成小題:
(1)
某組同學(xué)用插針法測平行玻璃磚的折射率,記錄下入射、折射、出射光線后,以入射點O為圓心畫單位圓,用直尺測得有關(guān)線段的長度,如圖所示,則下面四個表達(dá)式中,正確地表達(dá)折射率的關(guān)系式是
A . n= .
B . n=
C . n= .
D . n=
(2)
利用如圖
10、所示的裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時,有下面幾種說法:
其中正確的是.
A . 將屏移近雙縫,干涉條紋間距變窄
B . 將濾光片由藍(lán)色的換成紅色的,干涉條紋間距變寬
C . 將單縫向雙縫移動一小段距離后,干涉條紋間距變寬
D . 換一個兩縫之間距離較大的雙縫,干涉條紋間距變窄
E . 去掉濾光片后,干涉現(xiàn)象消失
9. (3分) 在“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)
11、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
12、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________.
10. (3分) 在測定玻璃的折射率實驗中,由于實驗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“測定玻璃的折射率”的實驗,實驗步驟如下:
a.如圖所示,先在一張白紙上作相互垂直的直線ab、a′b′作為三棱鏡的兩個界面,并在直線上標(biāo)出點O;
b.標(biāo)出P3、P4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)透過三棱鏡觀察大頭針P1、P2的像,調(diào)
13、整視線方向,直到P1的像完全被P2擋柱;
e.在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4 , 使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P1、P2的像和P3;
f.在O點作一垂直ab的線段AO,在AO上垂直地插兩枚大頭針P1、P2;
g.移去三棱鏡和大頭針,連接P3P4 , 交a′b′于O′,過O′點作與a′b′垂直的直線MN;
h.作光路圖,計算折射率n.
(1) 正確的實驗步驟順序為________;
(2) 根據(jù)題圖中所給數(shù)據(jù)求出該玻璃的折射率n=________.
三、 綜合題 (共1題;共10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
14、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(jìn)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=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:________.
第 12 頁 共 12 頁
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、
5-1、
5-2、
6-1、
6-2、
7-1、
7-2、
7-3、
7-4、
8-1、
8-2、
9-1、
9-2、
9-3、
9-4、
10-1、
10-2、
三、 綜合題 (共1題;共10分)
11-1、
11-2、