4.2 科学测量：玻璃的折射率基础巩固 2021—2022 学年高中物理鲁科 版（2019）选择性必修第一册 一、选择题（共 15 题） 1．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖， aa� 和 bb� 分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图 所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 并依次插上大头针 A． P3 只挡住 P1 P3 和 P4 ，在插 的像 P3 B． 和 P4 P1 P4 和 P2 ，用“+”表示大头针的位置， 然后在另一侧透过玻璃砖观察， 时，应使（ 只挡住 P2 的像 ） C． P3 同时挡住 P1 、 P2 2．在测定玻璃的折射率实验中，为了减小实验误差，以下说法错误的是 （　　） A．玻璃砖的宽度应大些 B．入射角应尽量小些 C．大头针应垂直插在纸面上 D．大头针 P1 与 P2 及 P3 与 P4 之间的距离应适当大些 3．如图所示，在“测量玻璃的折射率”的实验中，以下说法正确的是（　　） 的像 A．为了提高实验精度，必须选用两光学表面平行的玻璃砖 B．在白纸上放好玻璃砖后，首先要用铅笔贴着玻璃砖的光学面画出边界 C．判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部 D．大头针 P1 与 P2、P3 与 P4 的间距适当远一些，可以减小实验误差 4．某同学测定玻璃砖的折射率。如图所示，半圆形玻璃砖的直径边界为 EF、半圆弧边界为 EDF，CD 垂 直 EF 并过圆心 O。某次实验中，他沿 OA 画一条直线，并在 OA 线上适当位置竖直插上两枚大头针 P1、P2；放上玻璃砖后，在另一侧寻找合适位置竖直插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像，移走玻璃砖和 大头针，沿 O、P3 做直线 OB，直线 OB 可看成沿 OA 入射的光透过玻璃砖后的折射光线。下列选项正确的 是（　　） A．找折射光线时，应该在玻璃另一侧插两枚大头针 P3、P4，不能只插一枚大头针 P3 B．当∠AOC 太大时，在玻璃砖的另一侧将看不到 P1、P2 的像 C．光在玻璃中和空气中的传播速度之比为 sin�BOD sin�AOC D．该同学在插大头针 P3 前不小心将玻璃砖以 O 为圆心逆时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将 偏大 5．在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，某同学在画玻璃砖下界面 bb′时，上界面与 aa′直线离开了一段距离， 但 aa′与 bb′仍然平行，如图所示．如果其他操作不变，他测得玻璃砖的折射率比真实值将：（ A．偏大 B．偏小 C．仍然准确 D．以上均有可能 ） 6．小张用“插针法”测定玻璃的折射率。玻璃砖有 4 个光学面 A 、 B 、 C 、 D ，如图所示，其中 A 、 C 两面 相互平行，实验中该同学对入射面和出射面的认识正确的是( ) A．只能选用 A 、 C 两面 B．可以选用 A 、 B 两面 C．不能选用 B 、 D 两面 7．物理学是一门以实验为基础的科学，实验是物理的灵魂。对于下列各实验及现象，说法正确的是（　 ） A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是因为同种电荷之间存在相互排斥的库仑力 B．乙图中，若在 ab 的两端接上恒定的直流电源，开关闭合后接在 cd 端的表头示数始终不为 0 C．丙图中，使 M 摆偏离平衡位置后释放，在振动稳定后，与 M 球质量最接近的小球将获得最大的振幅 D．丁图中，若玻璃砖的 a、 a ' 两面不平行，按照丁图中的实验方法，同样可以测定玻璃砖的折射率 8．某组同学用插针法测平行玻璃砖的折射率，记录下入射光线、折射光线、出射光线后，以入射点 O 为 圆心画单位圆，用直尺测得有关线段的长度，如图所示，下面四个表达式中，正确地表达了折射率的关系 式是（　　） A． n  AB CD B． n  AB EF C． n  BO OC D． n  BO CF 9．甲，乙同学用插针法测定玻璃砖折射率的实验图景如图所示，他们按正确实验操作各插了四枚大头针， 其中大头针 a、b、c 的位置均相同，但最后一枚大头针的位置不同，甲、乙分别插在 d，e 两处，下列说法 正确的是（　　） A．实验中，入射角应小些 B．甲测得的玻璃砖折射率比乙的大 C．乙在插第四枝大头针时，使 e 挡住 a、b 的像和 c D．若入射角太大，光会在玻璃砖的下表面发生全反射 10．小明同学利用插针法测量半圆柱形玻璃砖的折射率。如图所示，他在白纸上作一直线 MN 以及它的垂 线 AB，玻璃砖的圆心为 O，其底边与直线 MN 对齐，在垂线 AB 上插两枚大头针 P1 和 P2。小明在半圆柱形 玻璃砖右侧区域内无法观察到 P1、P2 沿 AB 方向射出的光线，若要观察到，应将玻璃砖的位置作适当调整， 下列说法正确的是（　　） A．沿 MN 向 M 端平移适当距离 B．沿 MN 向 N 端平移适当距离 C．向左平移适当距离 D．向右平移适当距离 11．某同学做测定玻璃的折射率的实验，操作时将玻璃砖的界线 aa′、bb′画好后误用了另一块宽度稍窄的 玻璃砖，如图所示。实验中除仍用原界线外，其余操作都正确，则测得的玻璃砖的折射率将（　　） A．偏大 B．偏小 C．不影响结果 D．不能确定 12．某同学做测定玻璃的折射率实验，如图所示，按正确的方法在白纸上插大头针 a、b、c、d，下列说法 正确的是（　　） A．为使实验效果明显，实验中入射角只可取 45° B．插大头针 d 时，应使其挡住大头针 a、b 的像和 c C．若入射角太大，光会在玻璃砖下表面 PQ 内侧发生全反射 D．该实验方法只能测量上下两面平行的玻璃砖的折射率 13．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面 aa´和 bb′，不慎将玻璃砖向上平 移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将（　　） A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法确定 14．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面 aa′，bb′与玻璃砖位 置的关系分别如图①、②所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的 其他操作均正确，且均以 aa′，bb′为界面画光路图。下列说法正确的是（　　） A．甲同学测得的折射率与真实值相比偏大 B．甲同学测得的折射率与真实值相同 C．乙同学测得的折射率与真实值相比偏小 D．乙同学测得的折射率与真实值相同 15．如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的 两个边 MN 和 PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1 和 P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头 针 P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（　 ） A．大头针 P4 须挡住 P3 及 P1、P2 的像 B．入射角越大，折射率的测量越准确 C．利用量角器量出 i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 n sin i2 sin i1 D．如果误将玻璃砖的边 PQ 画到 P′Q′，折射率的测量值将偏大 二、填空题（共 4 题） 16．“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针 A、B,在另一侧再竖直插两个大头针 C、D．在插入第四个大头针 D 时,要使它 _____________. 如图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线 a、a’是描在纸上的玻璃砖的两个边. 根据该图可算得玻璃的折射 率 n = _____________.(计算结果保留两位有效数字) 17．在做“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中，对于如图所示的梯形玻璃砖（两个光学面不平行），实 验结果可能是下列图中的___________。（请选择一个正确答案） 18．如图所示，在“利用插针法测定玻璃砖折射率”实验中，某同学在画界面时，不小心将两界面 aa′、bb′间 距画得比玻璃砖宽度大了些，则他测得折射率_____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 19．在“测玻璃的折射率”实验中： (1)为取得较好的实验效果，下列操作正确的是___。 A．必须选用上下表面平行的玻璃砖 B．选择的入射角应尽量小些 C．大头针应垂直地插在纸面上 D．大头针 P1 和 P2 及 P3 和 P4 之间的距离适当大些 (2)有甲、乙两位同学在纸上画出的界面 aa� 、 bb� 与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所 示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以 aa� 、 bb� 为界面画光路图。则甲、乙两位同学测得的折射率与真实值相比分别是__和__（填“偏大”、“偏小”或“不 变”）。 (3)小明同学在实验室里用插针法测平行玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向 AO，插了两枚大头针 P1 和 P2，如图所示（①②③是三条直线）。在以后的操作说法中你认为正确的一项是___。 A．在 bb� 侧调整观察视线，另两枚大头针 P3 和 P4 可能插在①线上 B．在 bb� 侧调整观察视线，另两枚大头针 P3 和 P4 可能插在③线上 C．若保持 O 点不动，减少入射角，在 bb� 侧调整观察视线，另外两枚大头针 P3 和 P4 可能插在①线上 D 若保持 O 点不动，增大入射角，在 bb� 侧调整观察视线，看不清 P1 和 P2 的像，这可能是光在 bb� 界面发生 全反射 三、综合题（共 4 题） 20．某同学在测定一均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与玻璃同半径的圆，圆心为 O ，将玻 璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃一侧竖直插两枚大头针 枚大头针 P3 和 P4 ，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针 P4 恰好挡住 P3 及 P2 P1 和 和 P1 P2 ，在另一侧再先后插两 的像，移去玻璃和大头针 后，在白纸上得到如图所示的图像。 （1）在图中画出沿 P1 和 P2 连线方向的入射光线通过圆柱形玻璃后的传播方向； （2）在图中画出光线在玻璃内的传播方向； （3）在光线的入射点作法线，标出入射角 1 和折射角 2 ； （4）写出计算玻璃折射率的公式（不必计算）。 21．如图甲所示，某同学在“测玻璃砖折射率实验”时将入射光线改由从 AC 面入射，然后在 CD 界面外侧观 察 P1 P2 的像，但他始终无法在 CD 界面外侧找到 P1 P2 的像，却意外地在 BD 界面外侧看到了 P1 P2 的像，于是 按原方法钉了两枚大头针 P3 P4 ，用以标记出射光线。根据你所学知识在图乙中补全光路图。 2