1、课时检测(八十四) 测定玻璃的折射率 (实验增分课)1.如图所示，一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3恰可挡住P1、P2所成的像，P4恰可挡住P3本身及P1、P2所成的像，则该玻璃砖的折射率n_。有一同学把大头针插在P1和P2位置时，沿着P4、P3的方向看不到大头针的像，其原因是_。解析：由题图可知，当光线由玻璃砖进入空气时，入射角130，折射角260，由光路的可逆性知，折射率n，当光由玻璃砖进入空气时，若1C，则光发生全反射，而sin C，当大头针插在P1、P2时，入射角160C，经过P1P2的光线在MN处发生全反射，所以看不到大头针的像。答案：经过P1P2的光线在
2、MN处发生全反射2.某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，实验后留下的痕迹如图所示。设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，只需用刻度尺测量_和_(均选填“l1”“l2”“l3”或“l4”)，则玻璃砖的折射率可表示为_。解析：根据折射定律可知，玻璃砖的折射率为n，其中i为入射角，r为折射角；由题图可知，sin i，sin r，显然OB、OC为圆半径，有OBOC，解得n，所以需要用刻度尺测量l1和l3，则n。答案：l1l3n3.如图所示是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验留下的痕迹。玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则：
3、(1)出射光线与入射光线_(填“仍平行”或“不再平行”)。(2)以入射点O为圆心，以R5 cm为半径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线OQ交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，测得MN1.68 cm，EF1.12 cm，则该玻璃砖的折射率n_。解析：(1)由于玻璃砖的入射面AB和出射面CD不平行，两处界面的法线不再平行，所以出射光线与入射光线不再平行。(2)该玻璃砖的折射率n1.5。答案：(1)不再平行(2)1.54.(2019福建师大附中检测)如图所示，某同学用“插针法”测定一块两面不平行的玻璃砖的折射率，以下是几个主要操作步骤：a在平木板上固定白纸，将玻璃砖放在白纸上；b用笔沿玻璃砖
4、的边缘画界面AA和BB(如图甲所示)；c在AA上方竖直插针P1、P2；d在BB下方竖直插针P3、P4，使P1、P2、P3、P4在一条直线上如图甲。(1)以上步骤有错误的是_(填步骤的字母代号)。(2)改正了错误操作并进行正确的操作和作图后，该同学作出的光路图如图乙所示，其中P1P2垂直于AA，测量出了、的角度，则该玻璃砖的折射率n_。解析：(1)由用“插针法”测定玻璃砖的折射率实验中的注意事项可知，不能用玻璃砖的光学边界面(即边缘)代替直尺，可知b步骤错误；在BB下方竖直插针P3、P4时，应使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3本身及P1、P2的像，由于AA与BB不平行，可知P3、P4所在直线
5、与P1、P2所在直线不平行，且不在同一直线上，故d步骤错误。(2)由题图乙易得，n。答案：(1)bd(2)5.某研究性学习小组利用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。实验探究方案如下：如图所示，在白纸上作一直线MN，并作出它的一条垂线AB，将半圆形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上，它的直径与直线MN重合，在垂线AB上插两枚大头针P1和P2，然后在半圆形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，从而求出玻璃砖的折射率。实验中提供的器材有半圆形玻璃砖、木板、大头针、量角器等。(1)某同学用上述方法测量玻璃砖的折射率，他在画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在
6、半圆形玻璃砖的右侧区域内，不管眼睛在何处，都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像，为同时看到P1、P2的像，他应采取的措施是_。(2)在采取相应措施后，请在图中半圆形玻璃砖的右侧画出所插大头针的可能位置，并用“”表示，作出光路图。(3)为计算折射率，将应测量的物理量标注在光路图上，并由此得出折射率的计算公式为n_。解析：(1)在半圆形玻璃砖的右侧区域内，不管眼睛在何处，都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像，是因为过P1、P2的入射光线离圆心较远，在半圆形面发生了全反射，为同时看到P1、P2的像，他应采取的措施是：沿着NM方向平移玻璃砖。(2)光路图如图所示。(3)为计算折射率，应测量出光线的入射角和折射角，标注如图中r、i所示；由折射定律可得，折射率的计算公式为n。答案：(1)沿着NM方向平移玻璃砖(2)见解析图(3)见解析图
