知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）．实验的主要步骤如下：
A．把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy，在白纸上画一条线段AO表示入射光线；
B．把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合，且圆心恰好位于O点；
C．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P₁、P₂；
D．在坐标系的y＜0的区域内竖直地插上大头针P₃，并使得从P₃一侧向玻璃砖方向看去，P₃能同时挡住P₁和P₂的像；
E．移开玻璃砖，作OP₃连线，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B，与OP₃连线的交点为C．测出B点到x、y轴的距离分别为l₁、d₁，C点到x、y轴的距离分别为l₂、d₂．
（1）根据测出的B、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为：n=    ．
（2）若实验中该同学在y＜0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P₁、P₂像，其原因可能是：    ．
（3）该同学用平行玻璃砖做实验如图所示．
（A）他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图所示．则他测出的折射率将    （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（B）他在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示，则他测得的折射率    （选填“偏大”“偏小”或“不变”）．

难度：中等

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2．（2015春•淮安校级期末）如图是某校物理兴趣小组设计的一个测量液体折射率的仪器，在一个圆盘上，过圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P₁、P₂并保持位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P₁、P₂，在EC范围内的一个合适位置插上大头针P3，量出∠AOF和∠P₃OE，就可以计算出该液体的折射率．
（1）插P₃时应满足    ；
（2）在某次测量中，测得∠AOF=45°，∠P₃OE=60°，则该液体的折射率为    ．
（3）在测量另一种液体的折射率时，发现总是无法看清P₁、P₂，要完成测量，需将∠AOF    （选填“增大”或“减小”）一些．

难度：较难

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3．两位同学用两面平行的玻璃砖做“测玻璃的折射率”实验．

（1）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′（法线）延长线于C点，过A点和C点作垂直OO′的线段分别交于B点和D点，如图所示．测量有关线
段长度，可得则玻璃的折射率n= ．（用图中线段表示）
（2）乙同学在画界面时，不小心将两界面ab和cd间距画得比玻璃砖宽度大些，下界面与实际相同，如图所示．若操作无误，则他测得的折射率比真实值（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

难度：较难

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4．（2015春•成都校级月考）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，
（1）如图所示，P₁、P₂、P₃、P₄为所插4枚大头针的位置．某同学插针的步骤如下，请在横线上补充完整步骤③：
①在入射光线AO上插上两枚大头针P₁、P₂；
②在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与直线aa′对齐，并画出另一条对齐线bb′；
③通过玻璃砖观察并调整视线，使P₂的像挡住P₁的像，然后在观察一侧插上大头针P₃，使P₃挡住P₁、P₂的像；再插P₄，使；
④移去玻璃砖，拔去大头针P₃、P₄，由大头针的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接OO′．
（2）对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是
A．为了减小作图误差，P₃和P₄的距离应适当取大些
B．为减小测量误差，P₁、P₂的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好
C．为了使玻璃砖的长边与直线bb′尽量对齐，应该用玻璃砖当尺子画出直线bb′
D．若P₁、P₂连线与法线NN′夹角过大，有可能在bb′面上发生全反射，所以在bb′一侧就看不到P₁、P₂的像．

难度：中等

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5．（2015春•绵阳期末）某实验小组利用“插针法”测定平行玻璃砖的折射率，进行正确操作后，作出了光路图并测出的相应角度θ₁、θ₂如图．
（1）此玻璃的折射率计算式为n= （用图中的θ₁、θ₂表示）；
（2）若有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量．

难度：中等

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6．测定玻璃的折射率时，不能减小实验误差的是（　　）

A．玻璃砖的宽度宜大些

B．入射角应尽量小些

C．大头针应竖直地插在纸面上

D．大头针P₁和P₂及P₃和P₄之间的距离适当大些

难度：较易

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7．

某同学在做测玻璃折射率的实验中，使用的是半圆形玻璃砖，P₁、P₂、P₃、P₄是按顺序插在软木板上的大头针，如图所示．下述实验操作中正确的是（　　）

A．若任意选取P₁、P₂连线的方向和入射点A的位置，都可以在圆弧外侧适当位置处插上第三个大头针同时挡住P₁、P₂的像

B．如果入射点A恰在玻璃砖圆心处，可不使用大头针P₄

C．本实验可以不做任何标记，撤掉玻璃砖后连接P₁、P₂和P₃、P₄计算折射率

D．为了减小误差，P₁、P₂间距和P₃、P₄间距应适当大一些

E．可以用P₁、P₂连线作为入射光线，也可以用P₄、P₃连线作为入射光线

难度：中等

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8．（2012秋•如皋市校级期末）如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P₁、P₂确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P₃，使P₃挡住，连接OP₃．图中MN为分界面，虚线为通过圆心O的法线．现已测出图中所表示的夹角i、θ，则玻璃砖的折射率可表示为n= ，实验中造成误差的可能原因是（只要填一个原因即可）．

难度：中等

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9．甲、乙两同学分别用不同的方法测定一半圆柱形玻璃砖的折射率．

（1）甲同学先在白纸上作一互相垂直的直线MN和QO交点为O，再以O为圆心画一与玻璃砖相同的半圆，将玻璃砖平放在白纸上，使其与所画的半圆重合，在玻璃砖外的PO上插两枚大头针P₁和P₂，在另一侧先后插两枚大头针P₃和P₄，使从另一侧隔着玻璃砖观察时，大头针P₄、P₃和P₂、P₁的像恰在一直线上，移去玻璃砖和大头针后，在白纸上得到图甲所示的图．
①在图中画出沿P₁、P₂连线方向的入射光线通过玻璃砖以及射出玻璃砖后的传播方向；标出入射角θ₁和折射角θ₂；
②写出计算玻璃折射率的表达式    ．
（2）乙同学则是在QO上插上两根大头针P₁和P₂，然后缓慢让玻璃砖绕O点顺时针转动，并且在直径AB这一侧不断观察，当玻璃砖转动到一定的位置时突然发现在这一侧任何位置都看不到P₁和P₂的像．记下这时玻璃砖的位置如图乙所示．然后移去玻璃砖，问：
①需要测出的物理量及符号    ；
②计算折射率的表达式    ．

难度：较难

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10．（2010•宁波二模）如图所示，某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P₁和P₂，然后在棱镜的右侧观察到 P₁像和P₂像，当P₁的像被恰好被P₂像挡住时，插上大头针P₃和P₄，使P₃挡住P₁、P₂的像，P₄挡住P₃和P₁、P₂的像．在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示．
（1）在图上画出对应的光路；
（2）为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB作为分界面，需要测量的量是     和    ，在图上标出它们；
（3）三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=    ．
（4）若在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图中的虚线位置底边仍重合），则以AB作为分界面，三棱镜材料折射率的测量值     三棱镜玻璃材料折射率的真实值（填“大于”、“小于”、“等于”）．

难度：中等

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