選考部分 選修3-4 第十三章 第4單元 一測定玻璃的折射率1在用插針法測定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界面aa、bb與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖實(shí)18、和所示，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為界面畫光路圖圖實(shí)18(1)甲同學(xué)測得的折射率與真實(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)測得的折射率與真實(shí)值相比_解析：用圖測定折射率時(shí)，玻璃中折射光線偏折大了，所以折射角增大，折射率減小；用圖測折射率時(shí)，只要操作正確，與玻璃磚形狀無關(guān)；用圖測折射率時(shí)，無法確定折射光線偏折的大小，所以測得的折射率可大、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在用插針法測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作步驟如下：用圖釘將記錄光路的白紙固定在平板上；手拿玻璃磚的毛面或棱，將其輕放在白紙上；用鉛筆環(huán)繞玻璃磚畫出邊界aa和bb；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)，畫出入射角1分別為0°、30°、45°的入射光線；用“插針法”分別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)所畫折射光線中有兩條相交，量出各個折射角2；按公式分別計(jì)算，取三個值的算術(shù)平均值(1)以上步驟中有錯誤或不妥之處的是_；(2)應(yīng)改正為_.解析：(1)有錯誤或不妥之處的是.(2)中應(yīng)先畫出一條直線，把玻璃磚的一邊與其重合，再使直尺與玻璃磚的界面對齊，移開玻璃磚后再畫邊界線；中入射角要取0°以外的三組數(shù)據(jù)；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：見解析3.一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面，其中一個表面是鍍銀的(光線不能通過此表面)現(xiàn)要測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，使上述兩個相互平行的表面與紙面垂直在紙上畫出直線aa和bb，aa表示鍍銀的玻璃表面，bb表示另一表面，如圖實(shí)19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)為了測量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4?_.(試在圖實(shí)19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)19中通過作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入射角1與折射角2.簡要寫出作圖步驟_.(3)寫出用1、2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)過P1、P2作直線與bb交于O；過P3、P4作直線與bb交于O；利用刻度尺找到OO的中點(diǎn)M；過O點(diǎn)作bb的垂線CD，過M點(diǎn)作bb的垂線與aa相交于N，如圖所示，連接ON；P1OD1，CON2.(3)由折射率的定義可得n.答案：(1)(2)見解析(3)4(2020·南京模擬)如圖實(shí)110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_圖實(shí)110解析：由圖可知，當(dāng)光由空氣進(jìn)入玻璃時(shí)，入射角160°，折射角230°.所以n1.73.當(dāng)光由玻璃射入空氣時(shí)，若1C，則發(fā)生全反射，而sinC，當(dāng)針插在P1P2時(shí)，入射角160°C，已發(fā)生全反射答案：1.73經(jīng)過P1P2的光線在MN處發(fā)生全反射5如圖實(shí)111所示，一個學(xué)生用廣口瓶和刻度尺測定水的折射率，請?zhí)顚懴率鰧?shí)驗(yàn)步驟中的空白(1)用_測出廣口瓶瓶口內(nèi)徑d.(2)在瓶內(nèi)裝滿水(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：sin1sin2.結(jié)論便不難得出答案：(1)刻度尺(3)豎直(5)ACAB(6)