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《高考物理选择性必修实验最新模拟题精练》
专题5. 测量玻璃砖的折射率
1. （2024 安徽安庆市二模） “潭清疑水浅，荷动知鱼散”，此句有唐代诗人储光羲对折射现象的描绘。
为了提高对折射规律的理解，小华利用“插针法”测定一个长方体玻璃砖的折射率。实验中，先在玻璃砖
的左侧垂直纸面插上两枚大头针
和
，然后在右侧透过玻璃砖观察，再垂直纸面正确插上大头针
、
，最后作出光路图甲，据此计算得出玻璃的折射率。
（1）下列说法正确的是________。
A. 若由于切割原因，造成玻璃砖左右表面不平行，其他操作无误，则无法测出折射率
B. 大头针
只须挡住
及
的像
C. 实验的精确度与
、
的间距，
的大小均有关
（2）此玻璃砖的折射率计算式为
________（用图中的
、
表示）。
（3）小华在画界面时，不小心将界面
画歪了一些，如图乙所示，则计算测得的折射________（选填
“偏大”、“偏小”或“不变”）。
1
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【参考答案】（1）C （2）
（3）偏小
【名师解析】
（1）．玻璃砖左右表面不平行，不影响折射率的测定，故A 错误；
大头针
必须挡住
和
、
的像，而且
、
之间的距离适当大些，才能作出正确的光路图，以
提高实验精度，故B 错误；为了提高实验精度，可以适当增大入射角，而
与入射角互余即适当减小
，
故C 正确。
（2）折射率为
（3）如图所示
由于
画歪，造成作图时，错误的将
作为折射角，因为
，故折射率变小。
2. （2024 山东威海期末）某同学将横截面为三角形的玻璃砖放在水平木板的白纸上，用插针法测定其折
射率，如图甲所示，P1、P2、P3、P4为四枚大头针，θ1、θ2分别为入射角与折射角。回答以下问题：
2
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（1）下列说法正确的是______。
A.θ1越大，实验误差越小
B.P3、P4没有竖直插入不影响测量结果
C.P3、P4间的距离小些会减小实验误差
D.入射点适当靠近A 点可以减小实验误差
（2）该同学根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图乙所示，从图线可知折射率为______
（保留两位有效数字）。
（3）该同学开始实验时忘记描绘ABC 的轮廓，记录下四枚大头针的位置，描绘ABC 的轮廓时，不小心将
玻璃砖的位置沿AC 的方向向右平移了少许（玻璃砖底边仍与AC 所在直线重合），则该材料折射率的测量
值______真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
【参考答案】 ①. D ②. 1.5 ③. 大于
【名师解析】
（1）[1]A．为了确保入射角测量的精度，入射角θ1应适当大一些，但不能够太大，故A 错误；
B．为了便于准确地确定折射光线，P3、P4应竖直插入，故B 错误；
C．为了便于准确地确定折射光线，P3、P4间的距离应适当大一些，故C 错误；
D．为了便于确定入射光路与折射光路，入射点应适当靠近A 点，使玻璃砖左右两侧截面上的入射点之间
的间距适当大一些，可以减小实验误差，故D 正确。
（2）[2]根据折射率的定义式有
则有
3
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结合图乙可知
解得
（3）[3]作出测量光路图，图中虚线为测量图，实线为实际光路图，如图所示
可知，测量光路图中，入射角不变，折射角变小，根据折射率定义式可知，该材料折射率的测量值大于真
实值。
3.（6 分）(2024 海南高考模拟6)某实验小组要测量一半圆形玻璃砖的折射率。他们先在平铺的白纸上画出
半圆形玻璃砖的直径
和圆心
，过
点画法线，并画出一条入射光线
与法线的夹角为30°。将
半圆形玻璃砖沿着直径放好，紧贴
点放置与法线平行的光屏，如图3 所示。现用一红色激光笔沿着
方向射入一束光，在光屏上的
点出现一个光斑。用刻度尺测出玻璃砖的半径为
。
图3 图4
①玻璃砖的折射率
______。（结果用分数表示）
4
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②若实验过程中，实验小组的同学不小心将玻璃砖向左下方平移，但入射光线仍能通过玻璃砖的圆心，如
图4 所示。在光屏上出现一个光斑，小组同学将此光斑仍记作
点，并在白纸上连接
两点作为出射
光线，则此时测得的折射率______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
③若改用绿色激光笔照射，其他条件不变，则光屏上的光斑会出现在______。（选填“
点上方”“
点
下方”或“
点”）
【参考答案】（2）①
②大于 ③
点下方（
【名师解析】（2）①由题意可知，入射角为
，折射角与
大小相等，且
，
根据折射定律可得玻璃砖的折射率
。
②作出光线的传播路径如图所示，
点为实际光屏上出现的光斑点，由折射率和几何知识可知，出射光线
与
平行，连接
作为出射光线，则折射角偏大，因此测得的折射率大于真实值。
③若改用绿色激光笔照射，玻璃对绿光的折射率大，光屏上的光斑会出现在
点下方。
4. （2024 贵州高考适应性考试） 某实验小组在用激光笔测量半圆形玻璃砖折射率的实验中，足够长的光
屏与半圆形玻璃砖的直边平行，O 点为玻璃砖圆心，
为法线。当激光沿AO 方向入射时光屏上未出现
光斑；当激光沿BO 方向入射时光屏上C 点出现光斑，如图所示。
5
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（1）激光沿AO 方向入射时光屏上未出现光斑的原因是_______。
（2）过B 点作
的垂线，垂足为D。测得
和
，则该玻璃砖的折射
率
______（用
和
表示）。
【参考答案】 （1）. 全反射 （2） .
【名师解析】（1）激光沿AO 方向入射时光屏上未出现光斑的原因是激光沿AO 方向入射时在半圆形玻璃
砖的平面上入射角大于临界角，发生了全反射；
（2）在光路图中标出折射角和入射角。
由图可知
，
由折射定律可知，该玻璃砖的折射率为
5 （2024 山东济宁一中2 月质检）. 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，再从镜的右侧观察P1和P2的像。
6
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（1）此后正确的操作步骤是____
A.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P4，使P4挡住P3的像
D 插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3
（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）。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=____
（用代表线段长度的字母ED、FG 表示）。
【参考答案】 （1） ①. BD##DB （2） ②. 丙 ③.
【名师解析】
（1）[1]根据题意可知，然后应插上大头针
，使
挡住
、
的像，再插上大头针
，使
挡住
和
、
的像，从而确定出射光线，故此后正确的操作步骤为BD。
（2）[2]根据题意，过
、
做一条直线与AC 变相交于H，并以入射点O 为圆心做一个圆，与入射光线
相交D，与OH 连线的延长线相交于G，过O 点做法线，过D 点做法线的垂线交于E，过G 点做法线的垂
线交于F，
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由图可知
，
，
可得，仅通过测量ED、FG 的长度便可正确计算出折射率，图丙所示；
[3]根据几何关系可得，折射率为
6. （2024 年2 月广东大联考）如图甲所示，用插针法测定玻璃砖折射率：
（1）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所
示，从图线可知玻璃砖的折射率为_______________；
（2）该实验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
的延长线分别交于A、B 点，再过A、B 点作法线
的垂线，垂足分别为
C、D 点，如图丙所示，则玻璃的折射率
_______________（用图中线段的字母表示）；
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（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面。
与玻璃砖位
置的关系分别如图丁中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其
他操作均正确，且均以
为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_______________
（填“偏大”“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比_______________（填“偏大”
“偏小”或“不变”）。
【参考答案】 （1） ①. 1.5 （2） ②.
（3） ③. 偏小 ④. 不变
【名师解析】
（1）[1]根据题意，由折射定律结合图甲可知，玻璃的折射率为
可知图乙中图像斜率的倒数等于
，即
（2）[2]根据题意，由折射定律结合图丙可知，玻璃的折射率为
又有
整理可得
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（3）[3][4]甲同学所作折射光线（虚线）与实际折射光线（实线）如图所示
此时所测折射角比实际折射角偏大，所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小。虽然乙同学所用的是梯
形玻璃砖，但在操作正确的情况下不影响入射角和折射角的测量，所以乙同学测得的折射率与真实值相比
不变。
7．（2024 年2 月17 日重庆质检）在“测定玻璃的折射率”实验时:
（1）下列做法正确的是 ；
A．入射角越大，误差越小
B．画出玻璃砖边界面后，实验过程中玻璃砖就可以任意移动了
C．插大头针时，要尽量让针处于竖直状态且间距适当远一些
D．所用玻璃砖必须是平行玻璃砖，用其他形状的玻璃砖无法测得其折射率
（2）某学生在插第三枚大头针
时，在视线中看到
、
两枚大头针“断”成了
a、b、c、d 四截，如图所示。正确的做法是让
同时挡住 。
A．a、b B．c、d C．a、c D．b、d
【参考答案】． （1） C （2） B
【名师解析】（1）在测量折射率时，入射角适当，误差小，而不是越大误差越小，A 错误；画出玻璃砖边
界面后，实验过程中玻璃砖就不可以移动了，B 错误；插大头针时，要尽量让针处于竖直状态且间距适当
远一些，C 正确；所用玻璃砖不是必须是平行玻璃砖，用其他形状的玻璃砖也可以测得其折射率，D 错误。
（2）让
同时挡住
、
两枚大头针的像c、d，而不是挡住
、
两枚大头针a、b，所以正确选项为
B。
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8. （2024 山东青岛期末）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下：
（1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界
（2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M 点水平入射，到达ef 面上的O 点后反射到N 点射出。用大头针
在白纸上标记O 点、M 点和激光笔出光孔Q 的位置
②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM 连线的延长线与ef 面的边界交于P 点，
如图所示
③用刻度尺测量PM 的长度d1为2.40cm，测量OM 的长度d2为3.20cm
（3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n=___________；由测得的数据可求得折射率n 为
___________（结果保留3 位有效数字）
（4）相对误差的计算式为
。为了减小d1、d2测量的相对误差，实验中激光
在M 点入射时应尽量使入射角__________（填“稍小一些”或“稍大一些”）。
【参考答案】 （3） ①.
②. 1.33 （4） ③. 稍小一些
【名师解析】
（3）[1]做出光线在M 点的法线，标出入射角i 和折射角r，如图
由几何关系可得
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根据折射率的公式，可得
[2]代入数据，解得
（4）[3] 为了减小d1、d2测量的相对误差，实验中d1、d2要尽量稍大一些，即激光在点入射时应尽量使入
射角稍小一些。
9. （2024 山东德州期末）某同学测量截面为直角三角形玻璃砖的折射率， 已知∠ABC=90° ，
∠BCA=60° 。实验过程如下：
（1）将玻璃砖平放在水平桌面的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。
（2）激光笔发出的激光从玻璃砖上的O 点平行于白纸入射，调整入射角，使AC 面上恰好没有光线射出，
而是从 BC 面的 P 点射出玻璃砖，用大头针在白纸上标记O 点、P 点、激光笔出光孔S 的位置和出射光路
上一点 Q。
（3）移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，做AB 界面的法线OM 和出射光线， 如图
所示，测得 PQ∥AB。
完成下列问题：
①在答题卡的图上画出玻璃砖内的光路图___________。
②玻璃砖的折射率 n=_______。
③若激光从 O 点水平入射时的入射角为α，则 sinα=__________。
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【参考答案】 ①.
②.
③.
【名师解析】（3）[1] 玻璃砖内的光路图，如图所示
[2]如图所示
AC 面上恰好没有光线射出，则AC 面上恰好发生全反射，则
得
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[3]由几何关系得，
又
得
由折射定律
得
10．（2024 江西宜春宜丰中学期末）（8 分）某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验过程如下：
①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上；
②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系
的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O 点和x 轴重
合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x 轴放置，如图（b）所示；
③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O 点水平射入，从y 轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没
有激光从玻璃砖射出至挡板上
的区域时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。
④取走玻璃砖，过P 点作y 轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ 的长度L。
根据以上步骤，回答下列问题：
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（1）测得半圆形玻璃砖直径d 的读数如图（a）所示，则
cm；
（2）步骤③中，没有激光射至挡板上
区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了 ；
（3）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式为
，若测得PQ 线段的长度
，计算可得玻璃砖的折射率为
。（结果保留3 位有效数字）
【参考答案】 （1） 6.43 （2） 全反射 （3）
1.61
【名师解析】（1）[1]由图（a）可知，玻璃砖的直径为
（2）[2]光束经玻璃砖折射后照在挡板上
的区域内，当入射角逐渐增大，折射光线消失的时候，就是
光束在玻璃界面处发生了全反射。
（3）[3]当恰好发生全反射时，有
[4]代入数据可得
11. （2024 安徽黄山一模） “测定玻璃的折射率的实验中，在白纸上放好玻璃砖，
和
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
和
，用“+“表示大头针的位置，
然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针
和
。
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（1）在插
和
时，应使__________（选填选项前的字母）。
A．
只挡住
的像 B．
只挡住
C．
同时挡住
、
的像 D．
挡住
及
、
的像
（2）用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线，现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所示的
四组插针结果并已绘出入射光线。
①从图上看，肯定把针插错了的同学是__________。（多选）
②从图上看，测量结果准确度最高
同学是__________。
【参考答案】 （1） . CD##DC （2）①. 丙丁 ② . 甲
【名师解析】
（1）[1]根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的
交点，即为折射光线，实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和
P2，然后在玻璃砖另一侧观察，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，故AB 错误，CD 正确。
（2）①[2]光线经玻璃折射再从玻璃射出后，出射光线要发生偏移，与原来未入射玻璃时的传播方向不会
在同一直线上，而丙同学在玻璃砖两侧的四根大头针都在一直线上，肯定是错的。丁同学的出射光线与上
表面入射光线在法线的同侧，所以丁同学错误。
②[3]根据实验插的四根大头针应相距远一些，才能较准确地确定光的传播方向，如果针相距太近，误差会
大一些，所以从图上看，测量结果准确度最高的同学是甲同学。
12.（6 分）（2024 湖南顶级名校联考）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。
正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。
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（1）此玻璃的折射率计算式为
______（用图中的
、
表示）。
（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度______（填“大”或
“小”）的玻璃砖来测量。
【参考答案】.（6 分，每空3 分）（1）
[或
] （2）大
【名师解析】由图可知，入射角为
，折射角为
，由折射定律可得
。选择宽度较大的玻璃砖，可以减小折射角测量的误差。
11. （2024 广东名校开学考试）某同学利用可伸缩万向支架、激光笔和长方体透明水槽测量水的折射率，
如图激光笔固定在万向支架上，调节高度和角度，使激光平行于水槽正立面（下图中所示的横截面），从
水槽的左上角射入，用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部的光点A。往水槽内缓慢注入清水，直到
水面高度接近水槽高度的一半，用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部光点B（图中未画出）和水面
CD，在水槽正立面用记号笔画直线，连接水槽左上角和A 点，相交CD 于E 点，用刻度尺分别测量EA 的长
度
，EB 的长度
，水面CD 距水槽底部高度h=12.0cm。由此可得：
（1）B 点处于A 点的___________侧（填左、右）。
（2）激光入射角的正弦值sini=___________（结果保留两位有效数字）。
（3）水
折射率n=___________（结果保留三位有效数字）。
【答案】 ①. 左 ②. 0.80 ③. 1.33
【解析】
【详解】（1）[1]由于激光在水面发生折射，而光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于折射角，做出
光路图如图所示
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可知，B 点位于A 点的左侧。
（2）[2]根据几何关系可知，激光入射角
正弦值
（3）[3]根据折射定律可知水的折射率为
而
代数数据解得
17.(2023 浙江绍兴期末) 小杨同学在通过“插针法”测量玻璃砖的折射率实验中：
①关于本实验，下列说法正确的是________；
A．手握住玻璃砖的磨砂面，用铅笔沿着玻璃砖画出两条平行直线作为界面线
B．本实验中光入射角越小越好
C．在插针的过程中，大头针
、
应该适当远一些
D．在处理数据时，仅用毫米刻度尺和圆规也能计算折射率
②关于本实验的操作步骤中哪个是正确的________；
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A．插大头针
，使
挡住
的像即可
B．插大头针
，使
挡住
的像即可
C．插大头针
，使
挡住
的像即可
D．插大头针
，使
挡住
、
的像和
即可
③如图乙所示，在实验过程中画出界面a 后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到图中虚线
位置，实验结束后按所画
界面作图，则测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）；
④另一小组选择梯形玻璃砖做该实验，在所有操作均正确的前提下，4 枚大头针所在的位置如图丙所示，
请你帮他画出光路图________
【答案】 ①. CD##DC ②. D ③. 偏大 ④.
【解析】
【详解】①[1] A．“插针法”测量玻璃砖的折射率实验通过插针确定入射光线和折射光线，而不是用铅笔，
故A 错误；
B．入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象比较明显，测量更精确，故B 错误；
C．在插针的过程中，大头针
、
应该适当远一些，这样确定折射光线的方向更准确，故C 正确；
D．在处理数据时，仅用毫米刻度尺和圆规，根据三角形的边角关系，也能计算折射率，故D 正确。
故选CD。
②[2] AB．插大头针
，应使
挡住
和
的像，故AB 错误；
CD．插大头针
，应使
挡住
、
的像和
，故C 错误，D 正确。
故选D。
③[3]在实验过程中画出界面a 后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到图中虚线位置，而在
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作光路图时界面a 仍为开始作图位置，实际光线如图中的
所示，而作图光线如图中
所示，导致折
射角偏小，所测得的折射率偏大；
④[4]光路图如图所示
23. （2023 年7 月浙江湖州期末）在“测量玻璃的折射率”实验中，实验装置如图所示。图中已画好平行
玻璃砖的界面、法线和一条入射光线，并且已插好四枚大头针 P1、P2、P3和 P4以下说法正确的是
（ ）
A. P3P4的连线一定平行于P1P2的连线
B. P3和 P4的距离要适当近些
C. 本实验中大头针 P2可不插
D. 插针法只能测平行玻璃砖的折射率
【答案】A
【解析】
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【详解】A．光线形成的光路图如图所示
由折射定律可知
，
因两界面平行，根据几何知识可知
，所以
，则P3P4的连线一定平行于P1P2的连线，故A 正确；
B．P3和 P4的距离要适当远些，确定出射光线的方向时，可以减小作图误差，故B 错误；
C．本实验中大头针 P2需要插上，再插P3时需要同时挡住P1、P2的像，故C 错误；
D．插针法可以测平行玻璃砖的折射率，也可以测界面不平行的玻璃砖的折射率，故D 错误。
17. （2023 年7 月浙江绍兴期末）小杨同学在通过“插针法”测量玻璃砖的折射率实验中：
①关于本实验，下列说法正确的是________；
A．手握住玻璃砖的磨砂面，用铅笔沿着玻璃砖画出两条平行直线作为界面线
B．本实验中光入射角越小越好
C．在插针的过程中，大头针
、
应该适当远一些
D．在处理数据时，仅用毫米刻度尺和圆规也能计算折射率
②关于本实验的操作步骤中哪个是正确的________；
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A．插大头针
，使
挡住
的像即可
B．插大头针
，使
挡住
的像即可
C．插大头针
，使
挡住
的像即可
D．插大头针
，使
挡住
、
的像和
即可
③如图乙所示，在实验过程中画出界面a 后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到图中虚线
位置，实验结束后按所画
界面作图，则测得的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）；
④另一小组选择梯形玻璃砖做该实验，在所有操作均正确的前提下，4 枚大头针所在的位置如图丙所示，
请你帮他画出光路图________
【答案】 ①. CD##DC ②. D ③. 偏大 ④.
【解析】
【详解】①[1] A．“插针法”测量玻璃砖的折射率实验通过插针确定入射光线和折射光线，而不是用铅笔，
故A 错误；
B．入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象比较明显，测量更精确，故B 错误；
C．在插针的过程中，大头针
、
应该适当远一些，这样确定折射光线的方向更准确，故C 正确；
D．在处理数据时，仅用毫米刻度尺和圆规，根据三角形的边角关系，也能计算折射率，故D 正确。
故选CD。
②[2] AB．插大头针
，应使
挡住
和
的像，故AB 错误；
CD．插大头针
，应使
挡住
、
的像和
，故C 错误，D 正确。
故选D。
③[3]在实验过程中画出界面a 后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到图中虚线位置，而在
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作光路图时界面a 仍为开始作图位置，实际光线如图中的
所示，而作图光线如图中
所示，导致折
射角偏小，所测得的折射率偏大；
④[4]光路图如图所示
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