某同学利用防水激光笔、长方体透明水槽、圆规和刻度尺等测定水的折射率，实验过程如下：（1）将水槽平放在水平桌面上，防水激光笔固定在水槽中的S处。（2）①如图甲所示，用激光笔靠近水槽前侧面发出一细束激光，在激光传播光路上选取两个点O和A，并用记号笔在水槽前侧面上记下O、A两点的位置。②保持激光笔位置和发射激光束的方向不变，在水槽中慢慢注入清水，使水面恰好到达O点处，在水面上方的激光传播光路上选取B点，用记号笔在前侧面上记录B点的位置。③如图乙所示，用直尺在水槽前侧面上过O点作竖直线，分别连接和得到加水前后激光的出射光线。④以O点为圆心，用圆规在水槽前侧面上作辅助圆，分别交和于点和点，再分别过点和点作竖直线的垂线，垂足分别为E点和F点。⑤分别用刻度尺测量线段的长度和的长度，其中，的读数如图丙所示，则。（3）利用所测的物理量，水的折射率可表示为，由测得的数据计算水的折射率（结果保留三位有效数字）。（4）为了减小实验测量误差，下列实验操作正确的是（填正确答案标号）。A.选取A点和B点时应该尽量靠近O点B.应该尽量使激光束处于竖直面内C.激光在水面处的入射角越大越好D.辅助圆的半径应该尽量大些

1. 某同学利用防水激光笔、长方体透明水槽、圆规和刻度尺等测定水的折射率，实验过程如下：

（1）将水槽平放在水平桌面上，防水激光笔固定在水槽中的S处。

（2）①如图甲所示，用激光笔靠近水槽前侧面发出一细束激光，在激光传播光路上选取两个点O和A，并用记号笔在水槽前侧面上记下O、A两点的位置。

②保持激光笔位置和发射激光束的方向不变，在水槽中慢慢注入清水，使水面恰好到达O点处，在水面上方的激光传播光路上选取B点，用记号笔在前侧面上记录B点的位置。

③如图乙所示，用直尺在水槽前侧面上过O点作竖直线 $\text{[math]}$ ，分别连接 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 得到加水前后激光的出射光线。

④以O点为圆心，用圆规在水槽前侧面上作辅助圆，分别交 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 于 $\text{[math]}$ 点和 $\text{[math]}$ 点，再分别过 $\text{[math]}$ 点和 $\text{[math]}$ 点作竖直线 $\text{[math]}$ 的垂线，垂足分别为E点和F点。

⑤分别用刻度尺测量线段 $\text{[math]}$ 的长度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的长度 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的读数如图丙所示，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

（3）利用所测的物理量，水的折射率可表示为 $\text{[math]}$ ，由测得的数据计算水的折射率 $\text{[math]}$ （结果保留三位有效数字）。

（4）为了减小实验测量误差，下列实验操作正确的是（填正确答案标号）。

A.选取A点和B点时应该尽量靠近O点

B.应该尽量使激光束处于竖直面内

C.激光在水面处的入射角越大越好

D.辅助圆的半径应该尽量大些

【考点】

测定玻璃的折射率;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某学习小组测定一平行玻璃砖的折射率，先在白纸上描出玻璃砖两个平行面的边界a和b，用线状激光束贴近纸面，以一定角度射入玻璃砖，记录入射点O及经过下边界b的出射点S₁ ，再移去玻璃砖，记录光束经过边界b的点S₂ ，如图（a）所示。该小组在白纸上连接OS₂并反向延长，画出入射光线，再连接OS₁作出折射光线，然后以入射点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点作法线的垂线，垂足分别为M、N点，如图（b）所示，则该玻璃砖的折射率n = 。（用图中线段的字母表示）

实验探究题容易

2. 某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示），实验的主要步骤如下：

A．把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系 $\text{[math]}$ ，在白纸上画一条线段AO表示入射光线；

B．把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边 $\text{[math]}$ 与Ox轴重合，且圆心恰好位于O点；

C．在AO线段上竖直地插上两枚大头针 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ；

D．在坐标系的 $\text{[math]}$ 的区域内竖直地插上大头针 $\text{[math]}$ ，并使得从 $\text{[math]}$ 一侧向玻璃砖方向看去， $\text{[math]}$ 能同时挡住 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的像；

E．移开玻璃砖，作 $\text{[math]}$ 连线，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B，与 $\text{[math]}$ 连线的交点为C，测出B点到x、y轴的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ， C点到x、y轴的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。

(1)根据测出的B、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为： $\text{[math]}$ ；

(2)若实验中该同学在 $\text{[math]}$ 的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 像，其原因可能是：。

(3)该同学用平行玻璃砖做实验如图所示。

A．他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 后，不小心碰了玻璃砖使它向 $\text{[math]}$ 方向平移了少许，如图所示，则他测出的折射率将（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；

B．他在画界面时，不小心将两界面 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示，则他测得的折射率（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

实验探究题容易

3. 某物理实验小组按课本习题要求，用下面的方法测量液体的折射率。

（1）请将下列实验步骤补充完整：

①取一个圆形的软木塞，用游标卡尺测其直径d的示数如图甲所示，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

②在它的圆心处竖直插上一根大头针，让软木塞浮在液面上（如图乙所示）。

③调整大头针插入软木塞的深度，使它露在液体里的长度为 $\text{[math]}$ ，这时从液面上方的各个方向都恰好看不到大头针。

（2）写出用d和 $\text{[math]}$ 求折射率的计算式：。

（3）若用刻度尺测得大头针露在外面的长度为 $\text{[math]}$ ，利用测得的d和 $\text{[math]}$ 数据，求出液体的折射率 $\text{[math]}$ 。（最后结果保留三位有效数字）

实验探究题容易