实验 测量玻璃的折射率公开课教案教学设计课件资料.docx

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1、实验:测量玻璃的折射率课时训练1 .某同学在利用“插针法”测定一块红色直角三角形玻璃砖的折射率时发现，由于玻璃的颜色较深,在另一侧很难观测到对侧所插的针。他想到可以用实验室的红色激光器来完成实验。如图所示,他在木板上固定好白纸,放好玻璃砖,正确作出了界面MN、MP、NP,然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面MN入射。由于激光很强,不能用眼睛直接观测，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路,正确的插针顺序应是O.P1、P2、P3、P1B. P1P3、P2、P1C. P1、P2、P1、PsD. P4P3、Pi、P2若PR与MN垂直,用量角器量得图中的。尸60。，。2二30。，则玻

2、璃的折射率为OA.3B.-C.-D.-332解析：(1)四根针应该先插光路后面的针,否则光被挡住,后面的针无法确定位置,故正确的插针顺序应是P4、P3、P2、Pb故选B。(2)在MP界面上，光的入射角为i=90。-。尸30。，折射角为r=90o-2=60o,则玻璃的折射率为n二任二当一二5,故选A。smisn30答案：（I）B（2）A2 .（2023绍兴期末）在“测量玻璃的折射率”实验中，实验用的长方体玻璃砖如图甲所示,用手可以接触的部位应是玻璃砖的（选填“磨砂面”或“光学面”）o某同学用插针法进行实验,绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、C的位置如图乙所示,而且插在C位置的大头针恰好挡住插在a、b

3、位置的大头针的像,但第四个大头针的针孔位置发现有两处,分别为d1.Cb两点,请你判断正确位置应是（选填“山”或“cb”）处。若用不正确的另一处来计算玻璃的折射率,实验结果将（选填“偏大”或“偏小”）。磨砂面玻璃砖光学面甲解析:用手可以接触的部位应是玻璃破的磨砂面。因射入玻璃砖的光线与射出光线是平行的，则ab连线与Cd连线平行,则出位置是正确的。若用Cb位置来计算玻璃的折射率，由光路图可知,光线在玻璃砖的上表面的折射角偏大，根据n=曾可知，实验求得的折射率结果将sin2偏小。答案:磨砂面d1偏小3 .如图甲所示,在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜,并确定

4、AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2,再从棱镜的右侧观察Pi和P2的像。甲此后正确的操作步骤是（多选）。.插上大头针P3,使P3挡住P2的像B.插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像C.插上大头针P,使PI挡住P3的像D.插上大头针P4,使PI挡住P1、P2的像和P3正确完成上述操作后,在纸上标出大头针P3、P,的位置（图中已标出）O为测量该种玻璃的折射率,两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路图和若干条辅助线,如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图（选填“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式n=（用代

5、表线段长度的字母ED.FG表示）。解析：（1）此后正确的操作步骤是,插上大头针P3,使P3挡住Pi0的像;插上大头针P力使R挡住巳、P2的像和PB、D正确。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图丙。根据折射定律nED-Sini-5-EDsin2答案：（I）BD（2）丙一里一FGOGEDFG4 .（2023诸暨期末）在“测定玻璃的折射率”的实验中，如图甲所示,A、B、C、D为四枚大头针。乙实验过程中大头针应该（选填“垂直”或“平行”）纸面插放,通过玻璃砖观察大头针（选填A、B的像”或“C、D的像”）。根据实验数据在Sin1-sin02坐标系中描出各个点如图乙所示,根据图线求出玻

6、璃的折射率为（结果保留3位有效数字）；图乙中数据点（选填“a”“b”或“c”）对应的光线通过玻璃砖后侧移最大。解析：在“测定玻璃的折射率”的实验过程中，大头针应该垂直纸面插放,通过玻璃砖观察大头针A、B的像。根据折射率公式粤,代入数据,有n=震芸=125o图乙中数据点C对应的入射角和折射角最大，由于玻璃砖的厚度相同,入射点和射出点的水平偏移x=dsin。2最大,也即对应的光线通过玻璃砖后侧移最大。答案：垂直A、B的像（2）1.25c5 .某研究小组根据光学知识,设计了一个测液体折射率的仪器Q如图所示,在一个圆盘上,过其圆心。作两条相互垂直的直径BC、EFo在半径OA上,垂直盘面插上两枚大头针R

7、、PZ并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P-P2,在圆周EC部分插上P-使P3挡住Pi、P2的像。同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P：,所插的位置,就可以直接读出液体折射率的值。若NAoF=30,0P3与OC之间的夹角为30,则P3处刻的折射率的值为O图中P3、Pq两处,对应折射率较大的是O（3）下列关于该实验的说法,正确的是o（多选）A.大头针P1、P2应适当远一些B. NAOF可以非常小C. EC弧上的刻度是不均匀的D.插大头针P3应垂直于盘面解析：（1）若NA

8、oF=30,0P3与OC之间的夹角为30,可知在空气中的折射角为60,根据折射定律得n三吟二百。由题意知,光线在液体中的入射角不变,采用逆向思维,根据折射定律n=曾,在空气中的折射角越大,折射率越大,可知R处对应的sin2折射率大。(3)大头针P1与P2连线代表入射光线,两点间距离远一些能让连线方向更准确,A正确；ZAOF非常小时不利于实验,并且测量误差较大,B错误;根据n=则EC弧上的刻度是不均匀的,C正确;因为在圆周EC部分插上P3,使P3挡住P1、P2的像,因此P3应垂直于盘面,D正确。答案：遮(2)P4(3)ACD6.在“测定玻璃的折射率”实验中，(1)下列给出的实验器材中,本实验不需

9、要用到的有OOI今ABCD(2)一同学在画界面时,不小心将两界面ab和Cd间距画得比玻璃砖宽度大些,下界面与实际相同,如图所示。若其他操作无误,则他测得的折射率比真实值(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。解析：(1)用插针法测量折射率,在实验中需要确定界面、入射角和折射角，所以需要的器材有玻璃成一块,大头针四枚，白纸一张,直尺一把,还需要量角器、图钉和三角板，故B、C、D不符合题意,A符合题意。如图所示,虚线表示该同学画图时的光路图,入射角测量没有误差,而折射角偏大,则根据折射定律得知,测出的折射率n将偏小。答案：（I）A（2）偏小7.（1）在“测定玻璃的折射率”的实验中，甲同学在实验桌上看到

10、方木板上有一张白纸，白纸上有如图甲所示的实验器材,他认为缺少一种器材,请写出所缺器材的名称:o老师将器材配齐后,他进行实验，图乙是他在操作过程中的一个状态,请你指出第四枚大头针应在图乙中的位置（选填“A”“B”或C”）0（2）乙同学利用方格坐标纸测定玻璃破的折射率,如图丙所示,AO是画在纸上的直线,他在直线AO适当位置竖直插上P1.P2两枚大头针,放上半圆形玻璃砖,然后插上P3、P两枚大头针，以确定折射光线。其中他确定P3大头针位置的方法应当是o操作完成后,他用圆规作了一个以。为圆心、半径与玻璃破半径相同的半圆（如图丙中虚线所示），则他测出玻璃的折射率n=o解析：（1）在实验桌上看到方木板上有

11、一张白纸，白纸上有如题图甲所示的实验器材,其中包含有量角器、大头针、铅笔和玻璃砖,还缺少刻度尺；A,ABC图a依据光的折射定律及玻璃砖上下表面平行,那么出射光线与入射光线相互平行,因此第四枚大头针应在题图乙中的位置B处,如图a所示。透过玻璃砖看,观察大头针P1、P2的像,调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住,再在观察的这一侧插上大头针P3挡住P1、P2两枚大头针的像。如图b,作出法线,过圆与入射光线和折射光线的交点作CE和DB垂直于法线，由数学知识得入射角和折射角的正弦值分别为sini=UJsin厂案,其中,CO=OD,则折射率n二二Mq二15。ODSiniCE4答案：(1)刻度尺B(2)透

12、过玻璃砖看P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像158 .某同学用插针法测定一长方体玻璃砖的折射率。操作步骤如下：在白纸上放好玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1P2;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P,使P3挡住P1和P2的像,Pq挡住P3和P1、P2的像;用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa和bb;取下玻璃砖、大头针,在白纸上描出光线的径迹,量出入射角i和折射角r,计算出折射率；改变入射角，重复上述过程,求出多组折射率并取其平均值。以上步骤中有错误或不妥之处的是（填步骤前序号）。为了减小实验误差,实验时应注意的是o（多选）.入射

13、角应尽量小些B.玻璃砖的宽度宜小一些C.大头针应垂直的插在纸面上D.大头针PI、P2及P3、P,之间的距离应适当大些该同学在画界面时,不小心将两界面aa，、b1间距画得比玻璃砖宽度大些,如图甲所示,则他测得折射率（选填“偏大”“偏小”或“不变”）o（4）若该同学没有量角器,在完成光路图后，以O点为圆心画圆，分别交线段OA于A点,交00连线延长线于B点,如图乙所示,请利用毫米刻度尺测量相关距离，并计算得出玻璃的折射率n=.（结果保留3位有效数字）。解析：(1)步骤中应该是在玻璃砖两侧分别描两个点,然后移开玻璃砖,接着分别过两点作出边界aa和bb,而不能用铅笔沿玻璃砖画出边界。(2)为了减小实验误

14、差,入射角应适当大些,玻璃砖的宽度应适当宽一些,故A、B错误;为了使大头针挡住前面大头针的像,大头针应垂直插在纸面上,故C正确；为了减小实验误差,大头针已、P2及P3、Pu之间的距离应适当大些,故D正确。(3)界面aaz.b1间距画得比玻璃砖宽度大些，导致折射角偏大,则导致折射率偏小。用刻度尺测得A点到直径虚线的距离为1=1.OOcm,B点到直径虚线的距离为1二0.60cmo设。点入射角为。卜折射角为。2,则玻璃的折射率为n二曾二幸67osin2IOB答案：(2)CD(3)偏小(4)1.679 .(2023杭州月考)在“测玻璃的折射率”实验中：为了取得较好的实验效果,下列做法正确的是o(多选)

15、.必须选用上下表面平行的玻璃破B.选择的入射角应尽量小些C.大头针应垂直插在纸面上D.大头针P1和P2及P3和Pi之间的距离适当大些(2)乙同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器,在完成了光路图以后，如图所示，以O点为圆心,OA为半径画圆,交00延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,则他只需要测量,就可求出玻璃的折射率n=O解析：(1)用插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行,故A错误;为了减小测量的误差,选择的入射角不能太小,也不能太大,故B错误;为了准确确定入射光线和折射光线,大头针应垂直插在纸面上，故C正确;大头针P1和P2及P,和P”之间的距离适当大些时,相同的距离误差引起的角度误差会减小,效果会好些,故D正确。需要测量AB、CD的长度。AB根据折射定律-陷端OC答案：CD(2)AB.CD的长度