《 备考指南 物理 》课件_第12章 实验13.DOCVIP

第十二章实验十三

知识巩固练习

1．如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3使P3挡住P1、P2的像，连接OP3.图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．

(1)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，需用刻度尺测量________．则玻璃砖的折射率可表示为______________．

(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．

【答案】(1)l1和l3eq\f(l1,l3)(2)偏大

【解析】(1)sinθ1＝eq\f(l1,BO)，sinθ2＝eq\f(l3,CO)，因此玻璃砖的折射率

n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(\f(l1,BO),\f(l3,CO))＝eq\f(l1,l3)，因此只需测量l1和l3即可．

(2)玻璃砖顺时针转过一个小角度，在处理数据时，认为l1是不变的，即入射角不变，而l3减小，所以测量值n＝eq\f(l1,l3)将偏大．

2．图示是某同学在做插针法测定玻璃折射率的实验中记录的数据，其中P1、P2、P3、P4为实验中记录的四枚大头针的位置．

(1)下列说法正确的是()

A．在观察一侧插大头针P3、P4时，通过玻璃砖看到大头针P2、P1下半部分像和从玻璃砖上方看到的大头针P2、P1上半部分还是连在一起

B．在观察一侧插大头针P3、P4时，通过玻璃砖看到大头针P2、P1下半部分像和从玻璃砖上方看到的大头针P2、P1上半部分错开一段距离

C．在观察一侧插大头针P3、P4时，应使P3、P4和P1、P2在一条直线上

D．在观察一侧插针时应使P3挡住P2、P1的像，P4挡住P3和P2、P1的像

(2)如图所示，P1、P2的直线与玻璃砖的交点为A，P3、P4的直线与玻璃砖的交点为C.取AC＝CE，过C、E分别作玻璃砖界面的垂线CB和ED，B、D分别为垂足，用刻度尺量得AB＝25.0mm、CD＝40.0mm、ED＝30.0

【答案】(1)D(2)1.60

【解析】(1)实验时在直线上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P2挡住P1的像，再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置，故A、B、C错误，D正确．

(2)根据图可知，光线透过玻璃砖时，入射角为θ1，折射角为θ2，则有sinθ1＝eq\f(CD,CE)，sinθ2＝eq\f(AB,AC)，根据折射定律可知玻璃砖的折射率为n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(CD,CE)·eq\f(AC,AB)＝1.60.

综合提升练习

3．小明有一个圆形量角器，指针可绕圆心O转动，如图所示．小明用它测量透明液体的折射率，在量角器刻度盘下方300°处固定一个标记物P，然后将量角器竖直放入液体中，使液面与0～180°刻度线相平．保持量角器不动，顺时针缓慢转动指针，逆着指针方向观察，当观察到指针与标记物P在一条直线上时停止转动，此时指针对应的刻度为135°.

(1)该液体的折射率为________．

(2)不断改变标记物P在量角器圆周上的位置，让指针在0～180°范围内转动，逆着指针方向能看到标记物P，标记物P在液体中对应的刻度范围为________度到________度．

【答案】(1)eq\r(2)(2)225315

【解析】(1)根据题意，光从标记物P发出或反射，经液体折射沿指针出射，入射角为θ1＝300°－270°＝30°，在空气中的折射角为θ2＝135°－90°＝45°，根据折射定律有nsinθ1＝sinθ2，解得n＝eq\r(2).

(2)根据全反射的条件为光从光密介质进入光疏介质和入射角大于等于临界角，有sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(2),2)，可得C＝45°，故要看到标记物P的像，需要入射角0≤θ1≤45°，故法线右侧的最远位置为270°－45°＝225°，法线左侧的最远位置为270°＋45°＝315°，即标记物P在液体中对应的刻度范围为225度到315度．

4．做测量玻璃折射率的实验时，同学们被分成若干实验小组．以下是其中两个实验小组的实验情况：

(1)甲组同学在实验时用他们测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出的sinθ1－