在一次测定玻璃的折射率实验中.采用了如下方法:将一块半圆形玻璃放在水平面上.如图7所示.用一束光线垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O.以O为转轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃砖.当刚好转过θ角时.观察者在玻璃平面一侧恰好看不到出射光线.这样就可以知道该玻璃砖的折射率n的大小.那么.上述测定方法主要是利用了的原理.该玻璃的折射率n= . 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

在一次测定玻璃的折射率实验中，采用了如下方法：将一块半圆形玻璃放在水平面上，如图7所示，用一束光线垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O.以O为转轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃砖，当刚好转过θ角时，观察者在玻璃平面一侧恰好看不到出射光线.这样就可以知道该玻璃砖的折射率n的大小.那么，上述测定方法主要是利用了_______的原理，该玻璃的折射率n=_______.?

全反射　

解析：恰好看不到出射光线是因为这时正好发生了全反射，也就是说这时光的入射角就是临界角，即C=θ，而sinC=，所以n=

练习册系列答案

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某同学在做完测定玻璃折射率的实验后，突发奇想，他说受到实验中光路侧移的启示，设计了一个玻璃厚度检测仪，可以用来检测玻璃厚度是否均匀，原理大致是：固定一束激光AO以不变的入射角θ₁照射到MN表面，折射后从PQ面射出，最后出射光线照射到光电管C上，光电管C可将光信号转变为电信号，如图右所示，依据激光束在C上移的距离，可确定玻璃管厚度的变化，若某次检测中发现光斑在C上左移了△s，则此玻璃的厚度与原来相比变

厚

．

（1）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．实验步骤如下：
a．将木板水平放置，把一张白纸用图钉固定在木板上；
b．在白纸上画出一条直线aa’作为入射界面，过aa’上的一点O画出界面的法线NN’，并画一条线段AO作为入射光线；
c．把矩形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa’对齐，画出玻璃砖的另一边bb’；
d．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．
e．移去大头针和玻璃砖，做出出射光线，标出入射角α、折射角β．
①请将步骤d补充完整．
②小明同学按上述步骤进行了实验，记录下5组数据，并计算出不同入射角时玻璃的折射率，如下表所示．

组别项目	第1组	第2组	第3组	第4组	第5组
入射角α	25°	35°	45°	50°	75°
折射角β	16°	22.5°	28°	32°	42°
sinα	0.423	0.574	0.707	0.766	0.966
sin β	0.276	0.383	0.469	0.530	0.669
折射率n	1.533	1.499	1.506	1.446	1.443

但其中有一组数据是不真实的，李老师给出了该玻璃砖的折射率为n=1.521，arcsin(

1.521

)=0.717（弧度）=41.081°．根据老师给出的数据可以判断，小明同学记录的数据中，不真实的是第

组．
③赵亮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）
（2）在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的器材除螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外，还有：

待测粗细均匀的金属丝R_x （阻值约为10Ω）
直流电流表：A₁（量程100mA，内阻为2Ω）
A₂（量程400mA，内阻约为0.3Ω）
直流电压表：V₁（量程4V，内阻约为3kΩ）
V₂（量程15V，内阻约为12kΩ）
滑动变阻器：R （阻值范围0～10Ω）
电源：E （电动势为3V，内阻约为0.04Ω）
①实验时，用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径，某次测量的情况如图所示，其读数为

0.900

mm．
②某同学选择如图（甲）所示的电路图测该金属丝的电阻，为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表

A₂

，电压表

V₁

．（填器材的符号）
③选择了正确的器材后，请你根据电路图（甲），用笔画线代替导线，在实物图（乙）上连线．
④若电压表、电流表读数用U、I表示，导线的长度为L，直径为d，用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ=

如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P₁、P₂两枚大头针。

（1）该同学接下来要完成的必要步骤有

A. 插上大头针P₃，使P₃仅挡住P₂的像

B. 插上大头针P₃，使P₃挡住P₁的像和P₂的像

C. 插上大头针P₄，使P₄仅挡住P₃

D. 插上大头针P₄，使P₄挡住P₃和P₁、P₂的像

（2）过P₃、P₄作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′。测量图甲中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n＝。

（3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

乙

（4）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，玻璃折射率n＝，对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（）

A. 为了减小作图误差，P₃和P₄的距离应适当取大些

B. 如果在界面aa′光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖

C. 不论光以什么角度从aa′射入，经一次折射后达到界面bb′都能射出

D. 当光在界面aa′的入射角i＝arctan时，反射光线跟折射光线恰好垂直

由于实验室中矩形玻璃砖数量不够，部分同学须改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”实验，实验步骤如下：

a．如右图先在一张白纸上作出相互垂直的直线ab和a^/b^/，以ab和a^/b^/作为三棱镜的两个界面，并在直线ab上标出O点．
b．描出P₃、P₄的位置．
c．将三棱镜放在白纸上，使短边跟ab对齐，长边跟a^/b^/对齐，画出斜边bb^/．
d．在长边a^/b^/的外侧透过三棱镜观察大头针P₁、P₂的像，调整视线方向，直到P₁的像完全被P₂的像挡住．
e．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P₁、P₂的像及P₃．
f．过O点作一垂直于ab的线段OA，在OA上垂直纸面插上两枚大头针P₁、P₂．
g．移去三棱镜和大头针，连接P₃、P₄交a^/b^/于点O^/，作过O^/与a^/b^/垂直的直线MN．
h．作出光路图，计算折射率n．
根据上面叙述回答下列问题：
①正确实验步骤顺序为              。
②请在图中画出准确完整的光路图。
③请根据图中所给数据，求出该玻璃的折射率n=             。
（2）某同学在做完测定玻璃折射率的实验后，突发奇想，他说受到实验中光路侧移的启示，设计了一个厚度检测仪，可以用来检测玻璃厚度是否均匀，原理大致是：如图所示，取一块厚度均匀的矩形玻璃砖摆放好，固定的一束激光AO以不变的入射角θ₁照射到MN表面，折射后从PQ面射出，最后出射光线照射到光电管C上，光电管C可将光信号转变为电信号，如右图所示，依据激光束在C上移动的距离，可确定玻璃砖厚度的变化，若某次检测中发现光斑在C上左移了Δs，则此玻璃砖的厚度与原来相比变           （填“厚”或“薄”）。