高中物理光的折射定律实验题

半径为 $R$、介质折射率为 $n$的透明圆柱体，过其轴线 $OO`$的截面如图所示。位于截面所在平面内的一细束光线，以角 $i_0$由 $O$点入射，折射光线由上边界的 $A$点射出。当光线在 $O$点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的 $B$点恰好发生全反射。求 $A$、 $B$两点间的距离。

如图13-1-8所示，一根竖直插入水中的杆AB，在水中部分长1.0 m，露出水面部分长0.3 m，已知水的折射率为.则当阳光与水平面成37°角时，杆AB在水下的影长为_________ m.

图13-1-8

如图所示，为插针法测定两面平行的玻璃砖折射率的实验，试完成下列填空：

（1）在平铺的白纸上垂直纸面插大头针A、B，AB连线为入射光线，放上玻璃砖，在玻璃砖的另一侧垂直纸面插大头针C、D，使大头针C_______________，大头针D_________________，连接C、D即为出射光线。
（2）对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是_______（填选项前字母）
A．为了减小作图误差，C和D间的距离应适当取大些
B．为减少测量误差，A和B的连线与玻璃砖界面的夹角应取得越大越好
C．无论A、B连线与法线NN’夹角多大(<90º )，光线OO’都不可能在a ’面上发生全反射
D．若A、B连线与法线NN’夹角较大(<90º)，光线OO’有可能在a ’面上发生全反射

两位同学用两面平行的玻璃砖做“测玻璃的折射率”实验。
（1）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OOˊ（法线）延长线于C点，过A点和C点作垂直OOˊ的线段分别交于B点和D点，如图所示。测量有关线段长度，可得则玻璃的折射率n= 。（用图中线段表示）

（2）乙同学在画界面时，不小心将两界面ab和cd间距画得比玻璃砖宽度大些，下界面与实际相同，如图所示。若操作无误，则他测得的折射率比真实
值 __（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

(14分)用“插针法”测一块两面不平行的玻璃砖的折射率。
（1）下列操作应该在将玻璃砖放在白纸上之前完成的有_________。

A．在白纸上画一条直线代表空气与玻璃的一个界面

B．在白纸上画两条直线代表空气与玻璃的两个界面

C．画一条线段代表入射光线

D．画一条线段代表折射光线

E．画一条线段代表光线透过玻璃砖后的传播路径
（2）放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧的合适位置插上两枚大头针P₁和P₂，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P₂挡住P₁的像；接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针P₃，P₄，使_________挡住_________的像，_________挡住_________的像。P₁、P₂、P₃、P₄在纸上的位置如图所示，虚线代表玻璃砖的四个面。
①在图上将实验所需的图补充完整；

②测量工具是量角器，为了测出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量是___________，在图上标出它们；
③计算折射率的公式n＝。(要求用②中测得的物理量表示)

测定玻璃砖折射率的实验如图13-1-18所示，在把玻璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好三条直线，它们分别是______________、______________、______________，最后按正确的要求插上大头针P₃、P₄，由P₃、P₄的位置决定了光线的的______________方向，从而确定了折射光线______________的方向.

图13-1-18

如图所示，一束光由玻璃斜射到玻璃和空气的界面上，请画出光线进入空气后的传播方向。

已知光线自空气射入甲介质中时，入射角为60°，折射角为30°；光线从乙介质射入空气时，入射角为45°，折射角为60°.则甲、乙两种介质的折射率之比n_甲∶n_乙=___________，光在甲、乙两种介质中的速度之比v_甲∶v_乙=___________.

牛顿曾让太阳发出的白光经三棱镜折射，结果得到了各种单色光．这是由于各种单色光在同一种棱镜中折射率不同的缘故（光路如图）．那么由白光色散后的单色光再在光路上加一个同样的三棱镜倒放_____________________（填写“能”或“不能”）重新复合得到白光.

有一个底面直径和高都是d的空圆筒，眼在A处恰好能看到底圆跟侧壁的交点B，如图所示.现将某种液体注满圆筒，在A处沿原方向看去，能看到底圆的中心C.则这种液体的折射率为____________.

如图所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA是画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P₁、P₂两枚大头针，如图放上玻璃砖（如粗黑线所示），然后插上P₃、P₄大头针。

①其中他确定P₃大头针位置的方法应当是：。
②若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示。则该同学利用图示的记录情况可以测得玻璃砖的折射率n=。

一束光线从空气射到折射率是的玻璃球上,入射角是60°,射入球体的光线经过一次反射后再经过一次折射从球体射出,光线的出射线和入射线间的夹角为_____________.

如图13-18所示，一个直角三棱镜的折射率为2，当入射光线垂直于斜面射入，要求最后仍从这个面射出，α角应满足的条件是_________。

图13-18

在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa^/、bb^/与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙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 aa^/、bb^/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”）；
丙同学测得的折射率与真实值相比。

(5 分) 在测定玻璃砖折射率的实验中，某同学只插了三根大头针，但记录了玻璃砖的界面MN和PQ，MN平行于PQ，请在图上完成光路图．若测得P₁到PQ上入射点的距离为10cm，P₁到PQ面上过入射点的法线的距离为cm，玻璃砖的厚度为4cm，在PQ上的入射点与MN上的出射点距离为8cm，则该玻璃璃砖的折射率为．