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考点74 实验十九 测量玻璃的折射率
强基固本对点练
1.同学们用“插针法”测玻璃的折射率，如图甲所示．
(1)下列说法正确的是______．
A．实验中，可以将玻璃砖界面当尺子画界线
B．为了减小作图误差，大头针P1、P2 和P3、P4 之间的距离应适当大些
C．测梯形玻璃砖、三角形玻璃砖和半圆形玻璃砖的折射率均可用“插针法”
D．若光线的入射角θ1 较大，有可能在bb′面发生全反射，所以在bb′一侧就看不到P1、
P2 的像
(2)一位同学为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的bb′比实际向外侧平移了一些(如
图乙所示)，其他操作均正确无误，并仍以aa′和bb′为折射面画出了光路图，这样测出的折
射率将______(填“偏大”“偏小”或“不变”).
(3)一位同学手头有圆规和刻度尺但没有量角器，在完成了光路图以后，以O 点为圆心，
OA 为半径画圆，交OO′延长线于C 点，过A 点和C 点作垂直法线的直线，与法线的交点分
别为B 点和D 点，如图丙所示．用刻度尺测得AB 的长度为x1，CD 的长度为x2，则玻璃砖
的折射率n＝________________________(用测量的字母表示).
2．在“测玻璃的折射率”实验中：
(1)如图1，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是______．
A.若不小心用手触摸了光学表面，不会影响测量
B．为减少测量误差，P1、P2 的连线与法线NN′的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差，P3 和P4 的距离应适当取大些
D．bb′界面一定要与aa′平行，否则会有误差
(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．
(3)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
的图像如图2 所示，从图像可知玻璃砖的折射率等于__________．
(4)如图3 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，而在作光路图时界面a 仍为开始所画的，则所测得的折射率将
________(填“偏大”“偏小”或“不变”).
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．
(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).
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4.[2024·湖北省武汉市六校联考]如图所示的阴影部分ABC 为一透明光学元件的横截面，
AC 为圆心在O 的1
4 圆弧面，ABCO 构成正方形．现要测定该元件的折射率，可供选用的器
材还有：大头针、笔、刻度尺、圆规、平整的木板、图钉、白纸．
Ⅰ.某小组进行了如下的实验操作，请将步骤补充完整．
(1)将白纸用图钉固定在平整木板上，在白纸上画出光学元件的横截面图，标好对应关
系，把光学元件放在白纸上，使它的横截面与图中画线对齐；
(2)在O 点竖直插大头针P1.
(3)选择合适的点竖直插大头针P2，在BC 外侧调整视线观察到大头针P1 和P2 的像在一
条直线上，再竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3 挡住__________，P4 挡住__________；
(4)移去大头针和光学元件，记录好P2、P3 和P4 的孔洞位置，在固定好的白纸上作出直
角坐标系xOy，Ox 轴与OC 重合，Oy 轴与OA 重合，用刻度尺测出P2、P3 和P4 在直角坐
标系xOy 中的坐标P2(2，1.5)，P3(7，7)，P4(10，11).则此光学元件折射率测量值为n＝
__________(结果保留3 位有效数字)；
Ⅱ.根据小组的实验过程，下列哪些措施能够提高实验精确度__________．
A．应选用较粗的大头针完成实验
B．应选用较细的大头针完成实验
C．插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当小些
D．插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当大些
5．[2023·广东卷]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(a)所示
③用刻度尺测量PM 和OM 的长度d1 和d2.PM 的示数如图(b)所示，则d1 为________
cm．测得d2 为3.40 cm
(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
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δ＝测量值－真实值
真实值
×100%.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________．
