第一章光学仪器与光的折射规律知识点题库

用“插针法”测一块两面不平行的玻璃砖的折射率．

（1）下列操作应该在将玻璃砖放在白纸上之前完成的有．

A . 在白纸上画一条直线代表空气与玻璃的一个界面 B . 在白纸上画两条直线代表空气与玻璃的两个界面 C . 画一条线段代表入射光线 D . 画一条线段代表折射光线 E . 画一条线段代表光线透过玻璃砖后的传播路径
（2）放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧的合适位置插上两枚大头针P₁和P₂ ，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P₂挡住P₁的像；接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针P₃ ， P₄ ，使挡住的像，挡住的像．P₁、P₂、P₃、P₄在纸上的位置如图所示，虚线代表玻璃砖的四个面．
①在图上将实验所需的图补充完整；
②测量工具是量角器，为了测出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量是，
③计算折射率的公式n=．（要求用②中测得的物理量表示）

在“测定玻璃的折射率”的实验中，选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖，用“插针法”测定某种玻璃的折射率．

（1）实验时在直线AO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档住P₁的像．再在观察的这一侧插大头针P₃ ，应使它把档住，插大头针P₄ ，应使它把档住，那么后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线．
（2）实验中为了减少误差，下列意见正确的是

A . 为了减少误差，P₁和P₂、P₃和P₄的距离应适当取大些 B . 为了减少误差，P₁、P₂的连线与NNˊ的夹角越大越好
（3）某同学在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OOˊ交于D点，过C、D两点分别向NNˊ作垂线，交NNˊ于Cˊ、Dˊ，所以折射率n=．（用图示中的线段表示）
（4）根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图3所示．当光线是由空气射入玻璃砖时，则θ₁和θ₂中为入射角的是；从图线可知玻璃砖的折射率是；该种玻璃全反射的临界角是．

某同学用插针法测量半圆形的玻璃砖的折射率，实验步骤如下：

①首先在白纸上画一条直线aa′，再画一条入射光线AO．

②然后把半圆形的玻璃砖放在白纸上，使平界面与直线aa′对齐，且使其圆心与O点对齐．

③在AO上间隔一定距离竖直地插上2枚大头针P₁、P₂ ．

（1）在半圆形的玻璃砖的圆形侧插上第三枚大头针P₃ ，使其同时挡住．
（2）画出完整的光路图．
（3）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=（保留3位有效数）

根据所学知识完成题目：

（1）如图1所示，一束光以45°的入射角从空气投射到三棱镜的一个侧面上，在棱镜上发生折射，折射光线与棱镜该侧面成60°角，并在棱镜另一侧面上恰好发生全反射．由此可知，该棱镜材料的折射率为，该棱镜的顶角θ的大小为．
（2）某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P₁和P₂ ，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P₁的像被P₂的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P₃、P₄ ，使P₃挡住P₁、P₂的像，使P₄挡住P₃和P₁、P₂的像，在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图2所示．
①在图上画出所需的光路．
②为了测量出玻璃砖折射率，需要测量的物理量有（要求在图上标出）．
③写出计算折射率的公式n=．
（3）如图3所示，某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时（图a），游标卡尺的示数为0.03cm，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时（图b），游标卡尺的示数如图c所示，已知双缝间距离为0.2mm，从双缝到屏的距离为0.75m．则图c中游标卡尺的示数为cm．所测光波的波长为nm．

细束平行光以一定的入射角从空气射到直角棱镜的侧面AB ，光线进入棱镜后直接射向另一侧面AC。逐渐调整光线在AB面的入射角，使AC面恰好无光线射出，测得此时光线在AB面的入射角为α。

①画出光线在AB面的入射角为α时，在AB面、AC面两次折射的光路图；

②计算该棱镜的折射率。

图1所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的光学面面不能用手直接接触．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图2所示．计算折射率时，用（填“d”或“e”）点得到的值较小，用（填“d”或“e”）点得到的值误差较小．

在“测定玻璃的折射率”实验时，

图片_x0020_1932184809

（1）下列做法正确的是________

A . 入射角越大，误差越小 B . 在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面 C . 实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量 D . 判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部
（2）小明同学在插针时玻璃砖的位置如图所示。根据插针与纸上已画的界面确定入射点与出射点，依据上述操作所测得的折射率（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

在“测定玻璃的折射率”实验中

①下列给出的实验器材中，本实验需要用到的有

图片_x0020_100013

②实验中，下列做法正确的是(填选项前的字母)

A.入射角不宜太小

B.为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量

C.在白纸上放好玻璃破后，可以用铅笔贴着光学面画出界面

D.为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次，然后将几次测量的不同入射角、折射角求平均值，代入公式计算折射率

③实验中，已画好玻璃砖边界ab，cd后，放置玻璃砖时不小心向下稍平移了一点，如图所示。其他振作正确，则测得玻璃的折射率将(选填“变大”、“不变”或“变小“”)

图片_x0020_100014

如图所示，a、b是两条相距为L不同颜色的平行光线，沿与玻璃砖上表面成30°角入射，已知玻璃砖对单色光a的折射率为 $\text{[math]}$ ，玻璃砖的厚度为h，不考虑折射光线在玻璃砖下表面的反射，光在真空中的速度为c.

①求单色光a在玻璃中的传播时间；

②当玻璃砖厚度h与两光线距离L满足 $\text{[math]}$ 时，玻璃砖下面只有一条光线，求单色光b在上表面的折射角.

某同学用半圆柱玻璃砖测定玻璃的折射率，他的操作步骤如下：

A．用毫米刻度尺量出半圆柱玻璃砖的直径d，算出半径r= $\text{[math]}$ ，然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上；

B．在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P₁和P₂；

C．让入射光线与玻璃砖的直径垂直，入射光线经过圆心O；

D．以圆心O为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，直到从AB下方恰好看不到P₂和P₁的像，然后沿半圆柱玻璃砖直径画一条直线AB，并作出光路图，如图所示。

（1）看不到P₂和P₁的像是因为发生了；
（2）只使用毫米刻度尺，还需要测量（选择“OD”或“CD”）的长度，记作l；
（3）玻璃砖的折射率的表达式n=。

小张用“插针法”测定玻璃的折射率。玻璃砖有4个光学面A、B、C、D，如图所示，其中A、C两面相互平行，实验中该同学对入射面和出射面的认识正确的是( )

A . 只能选用A，C两面 B . 可以选用A，B两面 C . 不能选用B，D两面

实验小组要测定玻璃砖的折射率，实验室器材有：玻璃砖、大头针4枚（P₁、P₂、P₃、P₄）、刻度尺、笔、白纸。、

（1）实验时，先将玻璃砖放到白纸上，画出玻璃砖的上、下两个表面 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在白纸上竖直插上两枚大头针P₁、P₂ ，如图甲所示。再插大头针P₃、P₄时，要使______。

A . $\text{[math]}$ 要插在 $\text{[math]}$ 的连线上 B . $\text{[math]}$ 要挡住透过玻璃砖观察到的 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 要插在 $\text{[math]}$ 的连线上 D . $\text{[math]}$ 要挡住 $\text{[math]}$ 和透过玻璃砖观察到的 $\text{[math]}$
（2）作出光路如图乙所示，以O点为圆心，与入射光线相交于A点，与折射光线相交于B点；过O点做 $\text{[math]}$ 的垂线 $\text{[math]}$ ，与圆相交于M、N；过A点做 $\text{[math]}$ 的垂线交 $\text{[math]}$ 于 $\text{[math]}$ ，过B点做 $\text{[math]}$ 的垂线交 $\text{[math]}$ 于 $\text{[math]}$ 。使用刻度尺测量出线段过、的长度，就可以求出玻璃的折射率 $\text{[math]}$ 。

某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。

①下列哪些措施能够提高实验准确程度。

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖

B.选用两光学表面平行的玻璃砖

C.选用粗的大头针完成实验

D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些

②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四枚大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是。

③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=。(用图中线段的字母表示)

在“测定玻璃的折射率”实验中：

（1）为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是____

A . 选择的入射角应尽量小些 B . 大头针 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 及 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 之间的距离尽量小些 C . 大头针应垂直地插在纸面上
（2）小雪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，她以 $\text{[math]}$ 点为圆心，OA为半径画圆，交 $\text{[math]}$ 延长线于 $\text{[math]}$ 点，过A点和 $\text{[math]}$ 点作垂直法线的直线分别交于 $\text{[math]}$ 点和 $\text{[math]}$ 点，如图甲所示，她测得 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则可求出玻璃的折射率 $\text{[math]}$ 。
（3）小储在画界面时，不小心将两界面 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

如图所示，直角三棱镜ABC置于空气中，一细束单色光从直角三棱镜的AC面的中点垂直射入，进入三棱镜后在AB面恰好发生全反射，已知∠ABC=30°，AC边长等于L。MN为一光屏，且与BC边垂直。请求出：

（1）该三棱镜的折射率n；
（2）最终打在光屏上的光斑到B点的距离s 。

如图所示，用插针法测定玻璃的折射率。下列说法正确的是（）

A . 若选用两折射面不平行的玻璃砖，则无法进行实验 B . 为了提高准确度，P₁与P₂及P₃与P₄之间的离应适当大些 C . 若有多块平行玻璃砖可选，应选择两平行折射面距离较大的玻璃砖 D . 入射角 $\text{[math]}$ ₁逐渐增大到某一值后折射光线将会在平行玻璃砖的下表面发生全反射

某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。

（1）下列那些操作有助于减小测量误差____。

A . 选用较粗的大头针，以便大头针的像能看得清晰 B . 选用宽度适当大一点的玻璃砖 C . 入射角不要过大，也不要过小 D . P₃和P₄两针的距离要适当远一点 E . 玻璃砖的前后两个侧面务必平行
（2）本实验采用先画入射光线，再插上P₁和P₂两针，因入射光线已经画好，故只要P₁和P₂两针插得准、插得直就可以，对两针距离远近没有要求，这个说法是的。（填“正确”或“错误”）
（3）某同学在插P₄这枚针的时候不小心插得偏右的了一点，此操作会导致折射率的测量值。（填“偏大”、“不变”或“偏小”）

如图所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为 $\text{[math]}$ ，玻璃砖的折射率 $\text{[math]}$ ，若光从上表面射入的入射角 $\text{[math]}$ ，真空中的光速为 $\text{[math]}$ ，则折射角 $\text{[math]}$ ，光在玻璃砖中传播的时间为（不考虑光在玻璃中的反射），改变入射角 $\text{[math]}$ ，光在下表面（填“会”或“不会”）发生全反射。

某小组做“用插针法测量玻璃折射率”实验。在白纸上放好平行玻璃砖， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在玻璃砖的另一侧插上大头针 $\text{[math]}$ ，使其挡住 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的像，接着插上大头针 $\text{[math]}$ 使其挡住 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的像，用“·”表示大头针的位置，根据以上信息，请画出光路图。

如图所示，某同学在“插针法测量玻璃折射率”实验中，先将方格纸固定在木板上，再将一截面为直角三角形的玻璃砖abc放在方格纸上，在玻璃砖ab侧的方格纸上插两枚大头针 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，再按照实验步骤在玻璃砖的ac侧插上大头针 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。

（1）关于本实验操作，下列说法正确的有____。

A . 实验中选用较粗的大头针，以便大头针的像能看得清晰 B . 插好的大头针应与纸面垂直 C . 插大头针时， $\text{[math]}$ 应该挡住 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ D . 为了减小误差，插大头针时应使 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的间距适当大一些
（2）利用图中方格纸上的实验记录，可计算此玻璃砖的折射率为（答案可用根号和分数表示）。
（3）在某次实验中，该同学将大头针 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 插在bc边右侧并使 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 连线与bc边垂直，发现在ac边一侧始终找不到出射光线，其原因是。

第一章 光学仪器与光的折射规律 知识点题库

第一章光学仪器与光的折射规律知识点题库