第十三章 实验 专题针对训练

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1、1．某同学做“测定玻璃的折射率”的实验时，用他测得的多组入射角i与折射角r作出sini－sinr图象如图实－9所示，下列判断中正确的是(　　)A．他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃时的折射现象B．玻璃的折射率为0.67C．玻璃的折射率为1.5D．玻璃的临界角的正弦值为0.67图实－9解析：此直线斜率k＝＝＞1，所以研究的是光线从空气射入玻璃时的折射现象，A选项正确．k也就是折射率n＝＝1.5，C选项正确．sinC＝＝0.67，D选项正确．答案：ACD2．如图实－10所示，用插针法测定玻璃的折射率的实验中，以下各说法中正确的是(　　)①P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确

2、度②P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度③入射角i适当大些，可以提高准确度④入射角太大，入射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，图实－10使实验无法进行⑤P1、P2的间距和入射角的大小均与实验的准确度无关A．①③　　　　　　　　B．②④C．③⑤D．①④解析：因为实验中的入射光线和折射光线都是通过隔着玻璃砖观察在一直线上后确定的，相互间的距离太小，容易出现偏差，①正确②错误．入射角适当大些，相应的折射角也增大，折射现象较明显，容易测量些，③正确⑤错误．由于光通过玻璃砖时，各相关角度互相制约着，其出射角恒等于入射角，而对于入射的界面，光线是从光疏介质射入光密介质，折射角必小于入

3、射角，当入射角趋于最大值90°时，折射角也趋于最大值rmax，而对于出射的界面，在玻璃砖内的折射光线的入射角最大值也只能为rmax，根据光路可逆原理，出射角最大值也趋于90°，即始终能透过玻璃砖看到入射光线，④错．答案：A3．在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，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实－11①、②和③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．图实－11(1)甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(2)乙同学测得的折射率

4、与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(3)丙同学测得的折射率与真实值相比________．解析：用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变．答案：(1)偏小　(2)不变　(3)可能偏大、可能偏小、可能不变4．(2011·温州模拟)一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃的折射率．给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三

5、角板、量角器．图实－12实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直．在纸面上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表示另一表面，如图实－12所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图实－12所示)．用P1、P2的连线表示入射光线．(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4?试在题图中标出P3、P4的位置．(2)然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤．(3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n＝______________________________

6、___.解析：(1)在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′反射，再经bb′折射)的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的像；再插上P4，让它挡住P2(或P1)的像和P3，P3、P4的位置如图所示．(2)①过P1、P2作直线与bb′交于O；②过P3、P4作直线与bb′交于O′；③利用刻度尺找到OO′的中点M；④过O点作bb′的垂线CD，过M点作bb′的垂线与aa′相交于N，如图所示，连接ON；⑤∠P1OD＝θ1，∠CON＝θ2(3)由折射率的定义可得n＝答案：见解析5．在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下：①用图钉将

7、记录光路的白纸固定在平板上；②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上；③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′；④在aa′上选择一点O，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角θ1分别为0°、30°、45°的入射光线；⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角θ2；⑥按公式分别计算，