人教高中物理专题17 光学与热学实验（精练）（解析版）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测
专题17 光学与热学实验（精练）
1．如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点．在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有______
A．插上大头针，使仅挡住的像
B．插上大头针，使挡住的像和的像
C．插上大头针，使仅挡住
D．插上大头针，使挡住和、的像
（2）过、作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb'的直线NN'，连接OO'。测量图甲中角和的大小。则玻璃砖的折射率n=______。
（3）该同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图之后，过O作垂直于aa'的直线MM'，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO'的延长线于C点，过A点和C点作垂直MM'的线段分别交于B点和D点，如图所示。测量有关线段的长度，可得玻璃的折射率n=______。（用图中线段字母表示）
（4）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb'的间距画得过宽。若其他操作均正确，则折射率的测量值______准确值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】     BD               小于
【详解】（1）[1]该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3大头针的位置，方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置，方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像。故该同学接下来要完成的必要步骤有BD；
（2）[2]根据折射定律得玻璃砖的折射率
（3）[3]根据折射定律得根据直角三角形得；根据题意得
解得
（4）[4]画出光路图
虚线箭头为实验的折射角，可见实验的折射角比实际的折射角偏大，所以折射率偏小。
2．如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有______
A．插上大头针，使仅挡住的像
B．插上大头针，使挡住的像和的像
C．插上大头针，使仅挡住
D．插上大头针，使挡住和、的像
（2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接。测量图中角和的大小。则玻璃砖的折射率n＝______。
（3）如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值______准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）另一位同学准确地画好玻璃砖的界面和后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图所示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测量值______准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】     BD          小于     等于
【详解】（1）[1]光沿直线传播，两点确定一条直线，让同时挡住、的像，保证入射光线是唯一的且过、，同理使挡住和、的像，保证从玻璃板出来的光线是唯一的且过、，最后使四个点在同一条光线的传播路径上。AC错误，BD正确。
（2）[2] 玻璃砖的折射率是光由真空（本实验为空气）射入玻璃发生折射时的入射角正弦与折射角正弦之比，所以
（3）[3]如下图做出实际光路图（实线），和误操作后的测量光路图（虚线），则在O点光由空气射向玻璃时，误操作后的折射角偏大，根据第（2）问的分析知，折射率的测量值小于准确值
（4）[4]如下图，实际光路图为PMNG，测量光路图为PQNG，根据折射定律知，PM平行于QNG，且M点到的距离等于N点到的距离，所以四边形PMNQ为平行四边形，则折射率的测量值等于准确值。
3．在做“测定玻璃的折射率”的实验中，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，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像。如图所示，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1和P2的光线，该光线与界面交于O点，MN表示法线。
（1）请将光路图画完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角和折射角；( )
（2）该玻璃砖的折射率可表示为n=_____。（用和表示）
（3）在做“用插针法测玻璃折射率”实验中，图中所示直线、表示在白纸上画出的两个界面。两位同学选择的器材和操作如下：
A．甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面与后，将玻璃砖垂直