高中物理 加強(qiáng)練習(xí)第十四章　135.實(shí)驗(yàn)：測(cè)量玻璃的折射率

135.實(shí)驗(yàn)：測(cè)量玻璃的折射率(分值：25分)1.(7分)(2026·山西朔州市檢測(cè))如圖所示，某同學(xué)用一個(gè)燒杯和一把刻度尺測(cè)定水的折射率，實(shí)驗(yàn)步驟如下。(1)用刻度尺(可以視為線狀物)測(cè)出燒杯杯口內(nèi)徑d(圖中OC的距離)。(2)將刻度尺沿?zé)谶吘壺Q直插入燒杯中，刻度尺的零刻度(A點(diǎn))與燒杯底部接觸，刻度尺在燒杯杯口位置(C點(diǎn))的刻度值為x1。(3)從某一方向通過杯口O點(diǎn)看，恰好可以直接看到刻度尺上的B點(diǎn)刻度值x2，接下來往燒杯內(nèi)注滿水，在相同位置相同方向觀察，恰好能看到刻度尺的A點(diǎn)。(4)(3分)在燒杯內(nèi)注滿水后，眼睛恰好能看到刻度尺的A點(diǎn)時(shí)，該同學(xué)同時(shí)還可以通過水面反射光線看到刻度尺上的刻度值為。

(5)(4分)根據(jù)以上測(cè)量和觀察結(jié)果，可以計(jì)算出水的折射率n=。

答案(4)2x1-x2(5)d解析(4)在燒杯內(nèi)注滿水后，眼睛恰好能看到刻度尺的A點(diǎn)時(shí)，該同學(xué)同時(shí)還可以通過水面反射光線看到刻度尺上B點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)的刻度值為x3=x1+(x1-x2)=2x1-x2(5)水的折射率為n=sin根據(jù)幾何關(guān)系得sinα=dd2+(x1-解得n=d22.(9分)(2025·重慶市三模)小王同學(xué)欲利用“插針法”測(cè)定某方形玻璃的折射率，正確操作后，作出的光路圖如圖甲所示。因手中無量角器，該同學(xué)便以入射點(diǎn)O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點(diǎn)，再分別過A、B點(diǎn)作法線的垂線，垂足分別為M、N點(diǎn)，如圖乙所示。(1)(3分)下列關(guān)于大頭針P3、P4的位置，說法正確的是。

A.插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像B.插上大頭針P3，使P3僅擋住P2的像C.插上大頭針P4，使P4擋住P1、P2的像和P3D.插上大頭針P4，使P4僅擋住P3(2)(3分)測(cè)出線段OA、OM、ON的長度分別為5cm、3cm、4cm，則該玻璃的折射率n=。

(3)(3分)另一同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)因粗心將法線畫歪了(如圖丙)，在其他操作均正確的情況下，則他測(cè)得的折射率將(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

答案(1)AC(2)43(3)解析(1)確定大頭針P3的位置的方法是使大頭針P3能擋住P1、P2的像，則P3必定在出射光線方向上，確定大頭針P4的位置的方法是使大頭針P4能擋住P1、P2的像和P3，則P4必定在出射光線方向上。故選A、C。(2)由題圖乙可知，OA=OB=5cm，根據(jù)幾何關(guān)系有cos∠AOM=OMOA=35，cos∠BON=ONOB=45，解得∠AOM=53°，∠BON=37°，根據(jù)折射定律可得n=sin∠(3)由題圖丙可知，入射角和折射角都減小相同的角度Δθ，則折射率的測(cè)量值為n測(cè)=sin(i-Δθ)sin(r-Δθ)，真實(shí)值為n真=sinisinr，因r<3.(9分)某同學(xué)利用如圖甲所示裝置測(cè)量透明溶液的折射率。在轉(zhuǎn)盤上共軸放置一圓柱形容器，容器被透明隔板平分為兩部分，一半充滿待測(cè)溶液，另一半是空氣。一束激光從左側(cè)沿直徑方向入射，右側(cè)放置足夠大的觀測(cè)屏。(1)(3分)首先讓容器從圖乙(俯視圖)所示位置開始逆時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，此時(shí)觀測(cè)屏上無亮點(diǎn)，光從隔板射到空氣中時(shí)發(fā)生了(選填“折射”“反射”或“全反射”)；

(2)(3分)該同學(xué)測(cè)得轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω，隨著轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，亮點(diǎn)突然出現(xiàn)，并開始計(jì)時(shí)，經(jīng)Δt時(shí)間后亮點(diǎn)消失。在Δt時(shí)間內(nèi)，容器旋轉(zhuǎn)角度θ0=；

(3)(3分)已知：光從折射率n1的介質(zhì)射入折射率n2的介質(zhì)，入射角與折射角分別為θ1與θ2，有sinθ1sinθ2=n2n1。若空氣折射率為1，隔板折射率為答案(1)全反射(2)ωΔt(3)1解析(1)由題意可知當(dāng)屏上無光點(diǎn)時(shí)，說明光線從隔板射到空氣上時(shí)發(fā)生了全反射；(2)由題圖甲可知容器與轉(zhuǎn)盤同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，二者角速度相同，則θ0=ωΔt；(3)出現(xiàn)亮點(diǎn)時(shí)，光從溶液射到隔板再射到空氣時(shí)發(fā)生了折射，可知從出現(xiàn)亮點(diǎn)到亮點(diǎn)消失，容器旋轉(zhuǎn)的角度ωΔt=2θ光恰好能