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選修3-4 第十三章 實(shí)驗(yàn)十 測(cè)定玻璃的折射率
1．在用插針?lè)�測(cè)定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫(huà)出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖實(shí)－10－8①、②和③所示，其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚．他們的其他操作均正確，且均以aa′、bb′為界面畫(huà)光路圖．

(1)甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)．
(2)乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)．
(3)丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比________．
解析：用圖①測(cè)定折射率時(shí)，玻璃中折射光線偏折大了，所以折射角增大，折射率減��；用圖②測(cè)折射率時(shí)，只要操作正確，與玻璃磚形狀無(wú)關(guān)；用圖③測(cè)折射率時(shí)，無(wú)法確定折射光線偏折的大小，所以測(cè)得的折射率可大、可小、可不變．
答案：(1)偏小　(2)不變　(3)可能偏大、可能偏小、可能不變
2．在用插針?lè)�測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作步驟如下：
①用圖釘將記錄光路的白紙固定在平板上；
②手拿玻璃磚的毛面或棱，將其輕放在白紙上；
③用鉛筆環(huán)繞玻璃磚畫(huà)出邊界aa′和bb′；
④在aa′上選擇一點(diǎn)O，作為不同入射角的入射光線的共同入射點(diǎn)，畫(huà)出入射角θ1分別為0°、30°、45°的入射光線；
⑤用“插針?lè)ā狈謩e得到各條入射光線的出射光線，觀察時(shí)著重看大頭針針帽是否在一條直線上，取下玻璃磚、大頭針，連接各針孔，發(fā)現(xiàn)所畫(huà)折射光線中有兩條相交，量出各個(gè)折射角θ2；
⑥按公式分別計(jì)算sinθ1sinθ2，取三個(gè)值的算術(shù)平均值．
(1)以上步驟中有錯(cuò)誤或不妥之處的是________；
(2)應(yīng)改正為_(kāi)________________________________________________________
________________________________________________________________________
______________________________________________________________________.
解析：(1)有錯(cuò)誤或不妥之處的是③④⑤.
(2)③中應(yīng)先畫(huà)出一條直線，把玻璃磚的一邊與其重合，再使直尺與玻璃磚的界面對(duì)齊，移開(kāi)玻璃磚后再畫(huà)邊界線；④中入射角要取0°以外的三組數(shù)據(jù)；⑤中大頭針要豎直插牢，觀察時(shí)看針腳是否在同一條直線上．
答案：見(jiàn)解析
3. 一塊玻璃磚有兩個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀的
(光線不能通過(guò)此表面)．現(xiàn)要測(cè)定此玻璃的折射率．給定的器
材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚(P1、P2、P3、P4)、帶有刻
度的直角三角板、量角器．
實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個(gè)相互平行的表面
與紙面垂直．在紙上畫(huà)出直線aa′和bb′，aa′表示鍍銀的玻璃表面，bb′表示另
一表面，如圖實(shí)－10－9所示．然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2(位置如
圖)．用P1、P2的連線表示入射光線．
(1)為了測(cè)量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4?
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(試在圖實(shí)－10－9中標(biāo)出P3、P4的位置)
(2)然后移去玻璃磚與大頭針．試在圖實(shí)－10－9中通過(guò)作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入射角θ1與折射角θ2.簡(jiǎn)要寫(xiě)出作圖步驟．
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_______________________________________________________________________.
(3)寫(xiě)出用θ1、θ2表示的折射率公式為n＝________.
解析：(1)在bb′一側(cè)觀察P1、P2(經(jīng)bb′折射、aa′ 反射，再經(jīng)bb′折射后)的像，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳螾3，使得P3與P1、P2的像在一條直線上，即讓P3擋住P1、P2的像；再插上P4，讓它擋住P2及P1的像和P3.P3、P4的位置如圖所示．
(2)①過(guò)P1、P2作直線與bb′交于O；
②過(guò)P3、P4作直線與bb′交于O′；
③利用刻度尺找到OO′的中點(diǎn)；
④過(guò)O點(diǎn)作bb′的垂線CD，過(guò)點(diǎn)作bb′的垂線與aa′相交于N，如圖所示，連接ON；
⑤∠P1OD＝θ1，∠CON＝θ2.
(3)由折射率的定義可得n＝sinθ1sinθ2.
答案：(1)(2)見(jiàn)解析　(3)sinθ1sinθ2
4．如圖實(shí)－10－10所示，一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時(shí)，P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像，則該玻璃磚的折射率n＝________.有一同學(xué)把大頭針插在P1′和P2′位置時(shí)，沿著P4、P3的方向看不到大頭針的像．其原因是_____________________________________________________________．

解析：由圖可知，當(dāng)光由空氣進(jìn)入玻璃時(shí)，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.所以n＝sinθ1sinθ2＝3≈1.73.
當(dāng)光由玻璃射入空氣時(shí)，若θ1≥C，則發(fā)生全反射，而sinC＝1n＝33，當(dāng)針插在P1′P2′時(shí)，入射角θ1＝60°＞C，已發(fā)生全反射．
答案：1.73　經(jīng)過(guò)P1′P2′的光線在N處發(fā)生全反射
5．如圖實(shí)－10－11所示，一個(gè)學(xué)生用廣口瓶和刻度尺測(cè)定水的折射率，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下述實(shí)驗(yàn)步驟中的空白．
(1)用__________測(cè)出廣口瓶瓶口內(nèi)徑d.
(2)在瓶?jī)?nèi)裝滿(mǎn)水．
(3)將刻度尺沿瓶口邊緣__________插入水中．
(4)沿廣口瓶邊緣向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的
0刻度(即圖中A點(diǎn))，同時(shí)看到水面上B點(diǎn)刻度的像B′恰與A
點(diǎn)的像相重合．
(5)若水面恰與直尺的C點(diǎn)相平，讀出________和___________________________
的長(zhǎng)度．
(6)由題中所給條件，可以計(jì)算水的折射率為n＝___ ___________________.
解析：本題為測(cè)材料折射率的變式題，運(yùn)用光的反射和折射所成虛像的重合，巧妙地求出材料的折射率．由光路圖知：sinθ1＝dd2＋BC2　sinθ2＝dd2＋AC2.結(jié)論便不難得出．
答案：(1)刻度尺　(3)豎直　(5)AC　AB
(6) d2＋AC2d2＋(AB－AC)2

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.douzifanli.com/gaosan/49298.html

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