1、测定玻璃的折射率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MN处发生全反射2. (1)实验室有一
2、梯形玻璃砖，某同学想用“插针法”测定玻璃的折射率。玻璃砖有4个光学面A、B、C、D，如图甲所示，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(2)该同学在选用A、C两面进行实验时，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图乙所示。此玻璃的折射率计算式为n_(用图中的1、2表示)。解析：(1)应用插针法测玻璃的折射率实验时，可以用A、C两面，A、B两面，A、D两面或B、D两面进行实验，故B正确。(2)折射角和入射角都是光线与法线的夹角，故玻璃的折射率n。答案：(1)B(2)3.如图所示，某同学用“插针法”测定
3、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、
4、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)4用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3本身及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入
5、射光线。(1)在图甲上补画出所需的光路。(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图甲中的AB分界面上画出这两个角。(3)用所测物理量计算折射率的公式为n_。(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当_(填“小一些”或“大一些”)。(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n_。解析：(1)连接P3、P4并使其连线与CD交于一点，此交点即光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图
6、所示。(2)连接O点与光线在AB上的入射点即法线，作出入射角i和折射角r如图所示。(3)由折射定律可得n。(4)为了保证能在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当小一些，才不会使光线在弧面CD上发生全反射。(5)图像的斜率kn，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。答案：(1)见解析图(2)见解析图(3)(4)小一些(5)1.55.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：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，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，然后在半
7、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，从而求出玻璃的折射率。实验中提供的器材除了半圆形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等。(1)某同学用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但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，原因是_。他应采取的措施是将半圆形玻璃砖沿MN线_(填“上移”或“下移”)。(2)为了确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，最少应插_枚大头针。请在半圆形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“”表示，作出光路图。(3)为了计算折射率，应该测量的量(在光路图上标出)有_，计算折射率的公式为n_。解析：(1)不能同时看到P1、P2的像的原因是光线沿P1P2垂直界面进入半圆形玻璃砖后到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出来，解决方法为沿MN向上移动半圆形玻璃砖，使到达圆弧面上的光线的入射角小于临界角。(2)作出光路图如图所示。由图可知，只需要1枚大头针就可以确定出折射光线。(3)为了计算折射率，应该测量的量有入射角i和折射角r，计算折射率的公式为n。答案：(1)光线在玻璃砖内圆弧面上发生全反射现象上移(2)一光路图见解析(3)入射角i、折射角r
