實(shí)驗(yàn) (一)測(cè)定玻璃的折射率 (時(shí)間：45分鐘，滿分：100分) [命題報(bào)告·教師用書獨(dú)具] 知識(shí)點(diǎn) 題號(hào) 實(shí)驗(yàn)步驟的考查 2、5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 1、3 實(shí)驗(yàn)誤差分析 4 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 6 1.測(cè)玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了多組入射角θ1與折射角θ2，并作出了sin θ1­sin θ2圖象如圖，則下列說法正確的是________． A．實(shí)驗(yàn)時(shí)，光線是由空氣射入玻璃 B．玻璃的折射率為0.67 C．玻璃的折射率為1.5 D．玻璃臨界角的正弦值為0.67 解析：由圖可看出入射角θ1小于折射角θ2，因此，光線應(yīng)該是由玻璃射入空氣；則玻璃折射率n＝＝＝1.5，故sin C＝＝＝0.67，所以選項(xiàng)C、D正確． 答案：CD 2．在用插針法測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作步驟如下： ①用圖釘將記錄光路的白紙固定在平板上； ②手拿玻璃磚的毛面或棱，將其輕放在白紙上； ③用鉛筆環(huán)繞玻璃磚畫出邊界aa′和bb′； ④在aa′上選擇一點(diǎn)O，作為不同入射角的入射光線的共同入射點(diǎn)，畫出入射角θ1分別為0°、30°、45°的入射光線； ⑤用“插針法”分別得到各條入射光線的出射光線，觀察時(shí)著重看大頭針針帽是否在一條直線上，取下玻璃磚、大頭針，連接各針孔，發(fā)現(xiàn)所畫折射光線中有兩條相交，量出各個(gè)折射角θ2； ⑥按公式分別計(jì)算，取三個(gè)值的算術(shù)平均值． (1) 以上步驟中有錯(cuò)誤或不妥之處的是________； (2)應(yīng)改正為_____________________________________________________ _______________________________________________________________ 解析：(1)有錯(cuò)誤或不妥之處的是③④⑤. (2)③中應(yīng)先畫出一條直線，把玻璃磚的一邊與其重合，再使直尺與玻璃磚的界面對(duì)齊，移開玻璃磚后再畫邊界線；④中入射角要取0°以外的三組數(shù)據(jù)；⑤中大頭針要豎直插牢，觀察時(shí)看針腳是否在同一條直線上． 答案：見解析 3．(2013年廣東高三質(zhì)檢)某同學(xué)利用“插針法”測(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”)的玻璃磚來測(cè)量． 解析：據(jù)題意可知入射角為(90°－θ1)，折射角為(90°－θ2)，則玻璃的折射率為n＝＝；玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確．故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測(cè)量． 答案：(1)或　(2)大 4．在用插針法測(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖①、②和③所示，其中甲、丙兩同學(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 (1)甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)． (2)乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)． (3)丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比____________． 解析：用圖①測(cè)定折射率時(shí)，玻璃中折射光線偏折小了，所以折射角增大，折射率減小；用圖②測(cè)折射率時(shí)，只要操作正確，與玻璃磚形狀無關(guān)；用圖③測(cè)折射率時(shí)，無法確定折射光線偏折的大小，所以測(cè)得的折射率可大、可小、可不變． 答案：(1)偏小　(2)不變　(3)可能偏大、可能偏小、可能不變 5．如圖所示，畫有直角坐標(biāo)系xOy的白紙位于水平桌面上．M是放在白紙上的半圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)，直邊與x軸重合．OA為畫在紙上的直線，P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針，P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針，θ1是直線OA與y軸正方向的夾角，θ2是直線OP3與y軸負(fù)方向的夾角．只要直線OA畫得合適，且P3的位置取得正確，測(cè)出角θ1和θ2，便可求得玻璃的折射率． 某學(xué)生在用上述方法測(cè)量玻璃的折射率時(shí)，在他畫出的直線OA上豎直地插上了P1、P2兩枚大頭針，但在y<0的區(qū)域內(nèi)，不管眼睛放在何處，都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像，他應(yīng)采取的措施是_______________________________． 若他已透過玻璃磚看到P1、P2的像，確定P3位置的方法是___________________________________________________________________． 若他已正確地測(cè)得了θ1、θ2的值，則玻璃的折射率n＝________. 解析：無法看到P1、P2的像是OA光線的入射角過大，發(fā)生全反射的緣故．P3能擋住P1、P2的像說明OP3是AO的折射光線． 答案：另畫一條更靠近y軸正方向的直線OA，把大頭針P1、P2豎直地插在所畫的直線上，直到在y<0區(qū)域透過玻璃磚能看到P1、P2的像　插上P3后，P3剛好擋住P1、P2的像　 6．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(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器．如圖所示，在一圓盤上，過其圓心O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、P2位置不變，每次測(cè)量時(shí)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P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像．同學(xué)們通過計(jì)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(duì)應(yīng)的折射率的值為________． (2)圖中P3、P4兩位置________處所對(duì)應(yīng)的折射率值大． (3)作AO的延長(zhǎng)線交圓周于K，K處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為________． 解析：本題考查利用插針法測(cè)定液體的折射率和對(duì)折射率的理解． (1)根據(jù)折射定律n＝， 題中θ1＝60°，θ2＝∠AOF＝30°， 所以n＝≈1.73. (2)圖中P4對(duì)應(yīng)的折射角大于P3所對(duì)應(yīng)的折射角，所以P4對(duì)應(yīng)的折射率大． (3)因A、O、K在一條直線上，入射角等于折射角，所以K處對(duì)應(yīng)的折射率為1. 答案：(1)1.73　(2)P4　(3)1