高中物理光的折射定律实验题

玻璃对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2,紫光在玻璃中的传播距离为L,则在同一段时间内,红光在玻璃中传播的距离为___________.

（1）一列简谐横波，沿轴正向传播。位于原点的质点的振动图象如图1所示。①该振动的振幅是；②振动的周期是；③在等于周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是。图２为该波在某一时刻的波形图，点位于处。④该波的传播速度为；⑤经过周期后，点离开平衡位置的位移是。

（2）如图，置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可能看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动，刚好可以看到其顶端。求此液体的折射率。

如图所示，某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P₁和P₂，然后在棱镜的右侧观察到 P₁像和P₂像，当P₁的像恰好被P₂像挡住时，插上大头针P₃和P₄，使P₃挡住P₁、P₂的像，P₄挡住P₃和P₁、P₂的像.在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示.

① 在答题纸的图上画出对应的光路；
② 为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB作为分界面，需要测量的量是       和       ，在图上标出它们；
③ 三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=       .
④ 若在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图中的虚线位置底边仍重合），则以AB作为分界面，三棱镜材料折射率的测量值       真实值（填“大于”、“小于”、“等于”）.

一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃砖的折射率，给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P₁、P₂、P₃、P₄)、带有刻度的直角三角板、量角器．实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直．在纸面上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表示另一表面，如图所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P₁、P₂.用P₁、P₂的连线表示入射光线．

(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P₃、P₄？试在题图中标出P₃、P₄的位置．
(2)然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ₁与折射角θ₂.写出用θ₁、θ₂表示的折射率公式n＝________.

（选修模块3—4）

（1）运动周期为T，振幅为A，位于x=0点的被波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点p，关于质点p振动的说法正确的是        .

A．振幅一定为A	B．周期一定为T
C．速度的最大值一定为淄	D．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决去他离波源的距离

E.若p点与波源距离s=淄T，则质点p的位移与波源的相同
（2）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜，现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦值为sini=0.75.求：
（1）光在棱镜中传播的速率；
（2）画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程.（不考虑返回到AB和BC面上的光线）.

用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P₁、P₂，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P₁的像被P₂挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P₃和P₄，使P₃挡住P₁和P₂的像，P₄挡住P₃和P₁、P₂的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如下图所示(O为两圆弧圆心；图中已画出经P₁、P₂点的入射光线)。
   
(1) 在图上补画出所需的光路图，并在图中标出入射角i和折射角r。
(2) 用所测物理量计算折射率的公式是n=________  ；
(3)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线 在弧面AB的入射角应尽量____________(小一些，无所谓，大一些)

某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所使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8所示。

①此玻璃的折射率计算式为n =     （用图中的θ1、θ2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。
利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。实验方法如下：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1 P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率。实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等；

③某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，他应该采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　；
④为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插枚大头针。
⑤请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“×”表示，做出光路图。为了计算折射率，应该测量的量（在光路图上标出），有：　　      　　　　　　，计算折射率的公式是　　　　　　　　　　。

学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测定液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P₁、P₂，并保持P₁、P₂位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P₁、P₂的像，并在圆周上插上大头针P₃，使P₃正好挡住P₁、P₂的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P₃所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。

(1)若∠AOF＝30°，OP₃与OC的夹角为30°，则P₃处所对应的折射率的值为________。
(2)图中P₃、P₄两位置哪一处所对应的折射率大。答：。
(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为________。

如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光AO以不变的入射角θ₁照到MN表面，折射后从PQ表面射出，折射光线最后照到光电管C上，光电管将光信号转变为电信号，依据激光束在C上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化.设θ₁＝45°，玻璃对该光的折射率为，C上的光斑向左移动了Δs，则可确定玻璃的厚度比原来变________(填“厚”或“薄”)了________.

如图所示为一透明玻璃半球，在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏。两束关于中心轴OO＇对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球，恰能从球面射出。当光屏距半球上表面h₁=40cm时，球面折射出的两束光线汇聚于光屏与OO＇轴的交点，当光屏距上表面h₂=70cm时，在光屏上形成半径r=40cm的圆形光斑。求该半球形玻璃的折射率。

[物理——选修3-4](13分)
（1）．一列振幅为4cm，频率为2.5Hz的绳波，在t＝0时刻的波形图如图所示，绳上的质点P位于最大位移，质点Q位于平衡位置，质点M振动方向沿y轴正向，则（　　）

A．波沿x轴正向传播

B．t＝0时，质点N的振动方向沿y轴正向

C．t＝0.1s时，质点Q的加速度达到最大，方向沿y轴正向

D．从t＝0.1s到t＝0.2s时间内，波传播的距离为0.1m

(2)用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P₁、P₂，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P₁的像被P₂挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P₃和P₄，使P₃挡住P₁和P₂的像，P₄挡住P₃和P₁、P₂的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如下图所示(O为两圆弧圆心；图中已画出经P₁、P₂点的入射光线)。

①．在图上补画出所需的光路图
②．为了测出玻璃砖的折射率，
需要测量入射角i和折射角r，请在图中标出这两个角．
③．用所测物理量计算折射率的公式是n ="__" __________
④．为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应尽量_ ___________(小一些，无所谓，大一些)  

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．（1）此玻璃的折射率计算式为n＝__________（用图中的θ₁、θ₂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．

利用“插针法”也可以测量不平行玻璃砖的折射率。如图，就是利用“插针法”测量玻璃砖ABCD(玻璃砖的入射面AB和出射面CD不平行)折射率的实验光路图，请你分析与该实验相关的下列问题。

(1)出射光线O^/Q与入射光线PO            。(填“平行”或“不平行”)
(2)对本题实验数据的处理可采用如下方法：以入射点O为圆心，取一合适的长度为半径作圆，该圆与入射光线PO交于M点，与折射光线OO^/的延长线交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，其垂足分别为N、E，现测得MN=1.68cm；EF=1.12cm，则该玻璃砖的折射率n=  。

（1）一列简谐横波沿直线ab传播，ab=2m，a、b两点的振动情况如图所示，下列说法中正确的是   （   ）

A．若波沿直线ab向右传播，波速可能是

B．若波沿直线ab向右传播，波长可能是

C．若波沿直线ab向左传播，波速可能大于

D．若波沿直线ab向左传播，波长可能大于8m

（2）如图所示，由某种透明物质制成的直角三棱镜ABC，折射率为n，。一细束光线在纸面内从O点射人棱镜，光线与AB面间的垂线夹角为，通过观察发现此时无光线从AC面射出，有光线垂直于BC面从棱镜射出。稍稍减小，则可以观察到AC面有光线从棱镜射出。求：
①该透明物质的折射率n。
②光线与AB面间的夹角。（结果可以用夹角的三角函数表示）

如图所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况，虚线为半径与玻璃砖相同的圆，在没有其它测量工具的情况下，只需由坐标纸即可测出玻璃砖的折射率．则玻璃砖所在位置为图中的     （填“上半圆”或“下半圆”），由此计算出玻璃砖的折射率为     ．