《(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 機(jī)械振動 機(jī)械波 光 電磁波 實(shí)驗(yàn)17 測定玻璃的折射率學(xué)案》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江專版)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 機(jī)械振動 機(jī)械波 光 電磁波 實(shí)驗(yàn)17 測定玻璃的折射率學(xué)案(6頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、實(shí)驗(yàn)17測定玻璃的折射率(加試)考綱解讀(1)會確定入射光線和折射光線,會畫光路圖。(2)會計(jì)算折射率和折射率的平均值。(3)知道入射角和折射角的其他確定方法。(4)知道實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因和減小誤差的方法。注意事項(xiàng)1.玻璃磚應(yīng)選用厚度、寬度較大的。2.大頭針要插得豎直,且間隔要大些。3.入射角不宜過大或過小,一般在1575之間。4.玻璃磚的折射面要畫準(zhǔn),不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線。5.實(shí)驗(yàn)過程中,玻璃磚和白紙的相對位置不能改變??键c(diǎn)一對實(shí)驗(yàn)原理與操作的考查1.“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中,在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針A、B,在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針C、D。在插入第四個大頭針D時,要使它_
2、。如圖是在白紙上留下的實(shí)驗(yàn)痕跡,其中直線a、a是描在紙上的玻璃磚的兩個邊。根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n_。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析確定出射光線時應(yīng)使D擋住C和A、B的像,作圖如圖所示,以O(shè)為圓心,OO為半徑作圓交AB于E點(diǎn),過E作a的平行線交法線于F,根據(jù)n得n,測量EF和OP長度得n1.8(1.61.9均正確,方法亦有多種)。答案擋住C及A、B的像1.8(1.61.9都算對)2.某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率。開始時玻璃磚的位置如圖中實(shí)線所示,使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上,該直線垂直于玻璃磚的直徑邊,然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動,同時在玻璃磚直徑
3、邊一側(cè)觀察P1、P2的像,且P2的像擋住P1的像。如此觀察,當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時,上述現(xiàn)象恰好消失。此時只需測量出_,即可計(jì)算出玻璃磚的折射率。請用你的測量量表示出折射率_。解析由題意可知,當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)過某一角度時,剛好發(fā)生全反射,在直徑邊一側(cè)觀察不到P1、P2的像,作出如圖所示的光路圖可知,當(dāng)轉(zhuǎn)過角度時有n。答案玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度n考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析方法一計(jì)算法通過測入射角和折射角,然后查數(shù)學(xué)用表。找出入射角和折射角的正弦值,再代入n中求玻璃的折射率。除用此方法之外,還有以下幾種處理數(shù)據(jù)的方法。方法二圖象法根據(jù)折射定律可得n,因此有sin 2sin 1。在多次改變?nèi)肷浣牵?/p>
4、測量相對應(yīng)的入射角和折射角并計(jì)算它們的正弦值的基礎(chǔ)上,以sin 1值為橫坐標(biāo)、以sin 2值為縱坐標(biāo),建立直角坐標(biāo)系,如圖所示。描數(shù)據(jù)點(diǎn),過數(shù)據(jù)點(diǎn)連線得一條過原點(diǎn)的直線,求解圖線斜率,設(shè)斜率為k,則k,故玻璃磚折射率n。方法三單位圓法在找到入射光線和折射光線以后,以入射點(diǎn)O為圓心,以任意長為半徑畫圓,分別與AO交于C點(diǎn),與OO(或OO的延長線)交于D點(diǎn),過C、D兩點(diǎn)分別向NN作垂線,交NN于C、D,用直尺量出CC和DD的長,如圖所示。由于sin 1,sin 2。而CODO,所以折射率n1。重復(fù)以上實(shí)驗(yàn),求得各次折射率的計(jì)算值,然后求其平均值即為玻璃磚折射率的測量值。1.某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定半圓形
5、玻璃磚的折射率n。如圖甲所示,O是圓心,MN是法線,AO、BO分別表示某次測量時光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑。該同學(xué)測得多組入射角i和折射角r,作出sin isin r圖象如圖乙所示。則()A.光由A經(jīng)O到B,n1.5B.光由B經(jīng)O到A,n1.5C.光由A經(jīng)O到B,n0.67D.光由B經(jīng)O到A,n0.67解析介質(zhì)折射率的計(jì)算為空氣中的角度和介質(zhì)中角度的正弦值之比,空氣中角度較大,對應(yīng)正弦值較大,對應(yīng)圖乙中折射角r,故OA為折射光線,光線從B經(jīng)O到A,由折射率計(jì)算公式得n1.5,故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯誤。答案B2.如圖所示把玻璃磚放在木板上,下面墊一白紙,在白紙上描出玻璃磚的兩個邊a和a。
6、然后在玻璃磚的一側(cè)插兩個大頭針A、B,AB的延長線與直線a的交點(diǎn)為O。眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個大頭針,使B把A擋住。如果在眼睛這一側(cè)再插第三個大頭針C,使它把A、B的像都擋住,插第四個大頭針D,使它把C及A、B的像都擋住,那么后兩個大頭針就確定了從玻璃磚射出的光線。在白紙上描出光線的徑跡,要計(jì)算玻璃磚的折射率需要測量的物理量是圖中的_;為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,入射角應(yīng)_(填“大些”或“小些”)。解析根據(jù)n分析可知,要計(jì)算玻璃磚的折射率需要測量和;因角度大一些,測量誤差就會小一些,故入射角應(yīng)大些。答案和大些3.某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率,所用的玻璃磚兩面平行。正確操作后,作出的光路圖及測
7、出的相關(guān)角度如圖所示。(1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n_(用圖中的1、2表示);(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇,為了減小誤差,應(yīng)選用寬度_(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量。解析據(jù)題意可知入射角為(901),折射角為(902),則玻璃的折射率為n;玻璃磚越寬,光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定,測量結(jié)果越準(zhǔn)確。故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量。答案(1)(2)大4.如圖所示,某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線,并讓入射光線過圓心O,在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像,連接OP3,圖
8、中MN為分界線,虛線半圓與玻璃磚對稱,B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn),AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)。(1)設(shè)AB的長度為l1,AO的長度為l2,CD的長度為l3,DO的長度為l4,為較方便地表示出玻璃磚的折射率,需用刻度尺測量_,則玻璃磚的折射率可表示為_。(2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時針轉(zhuǎn)過一小角度,由此測得玻璃磚的折射率將_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析(1)sin 1,sin 2,因此玻璃的折射率n,因此只需測量l1和l3即可。(2)當(dāng)玻璃磚順時針轉(zhuǎn)過一個小角度時,在處理數(shù)據(jù)時,認(rèn)為l1是不變的,即入射角不變,而l3減小,所以測量值n將偏大。答案(1)l1和l3n(2)偏大6