測量玻璃的折射率（含解析）-2025年高考物理二輪復習實驗考點培訓

實驗搶分專練（十六）測量玻璃的折射率

（40分鐘60分）

1.（6分）（多選）測定玻璃的折射率時，為了減小實驗誤差，應注意的是（）

A.玻璃磚的厚度宜大些

B.入射角應盡量小些

C.大頭針應垂直地插在紙面上

D.大頭針尸1、尸2及尸3、尸4之間的距離應適當大些

2.（6分）（2023?南通模擬）小明同學在實驗室里用插針法測平行玻璃磚折射率的實驗中,已確定

好入射方向N。,插了兩枚大頭針Pi和尸2,如圖所示（①②③是三條直線）。對于以后的操作，下列

說法中你認為正確的是（）

A.在防側(cè)調(diào)整觀察視線,另兩枚大頭針尸3和尸4可能插在①線上

B.在防側(cè)調(diào)整觀察視線,另兩枚大頭針尸3和尸4可能插在③線上

C.若保持。點不動，減小入射角，在仍側(cè)調(diào)整觀察視線，另外兩枚大頭針尸3和04可能插在①線

上

D.若保持0點不動，增大入射角，在防側(cè)調(diào)整觀察視線,看不清Pi和P2的像,這可能是光在bb'

界面發(fā)生全反射

3.（6分）小柯同學在學校里做了“測定玻璃的折射率的實驗”，回到家里他發(fā)現(xiàn)，家里就有一塊呈

長方體的透明厚玻璃磚，他還找來了一支激光筆、一塊泡沫板、一張白紙、幾根牙簽，就開始做

實驗。他操作時發(fā)現(xiàn)當牙簽遮擋住細激光束時,牙簽上會有耀眼光斑（如圖甲所示），此時按下牙

簽，就可在白紙上記下激光束經(jīng)過的一個位置。請問小柯同學要完成圖乙光路至少需要幾根牙

簽（）

A.1根B.2根C.3根D.4根

4.（6分）（2023?海南等級考）用激光測玻璃磚折射率的實驗中，玻璃磚與屏P平行放置，從另一側(cè)

用激光筆以一定角度照射,此時在屏上的S處有激光點，移走玻璃磚，光點移到S2處。

⑴請畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖；

⑵已經(jīng)測出45=/I,CM=/2,SS2=/3,則折射率n=0

（3）若改用寬ab更小的玻璃磚做實驗，則5i&間的距離會（選填“變大”“變小”或“不

變”）。

5.（9分）某同學在做“測定玻璃折射率”的實驗時已經(jīng)畫好了部分圖線，如圖甲所示，并在入射光

線AO上插上大頭針Pl、尸2,現(xiàn)需在玻璃磚下表面折射出的光線上插上尸3和P^大頭針，便能確

定光在玻璃磚中的折射光線。

⑴確定尸3位置的方法正確的是（）

A.透過玻璃磚『3擋住P1的像

B.先插上尸4大頭針，在靠近玻璃磚一側(cè)尸3擋住尸4的位置

C.透過玻璃磚觀察，使尸3擋住Pl、P2的像

(2)作出光線在玻璃磚中和出射后的光路圖，并畫出玻璃磚中光線的折射角為；

(3)經(jīng)過多次測量作出sinOi-sin%的圖像如圖乙，玻璃磚的折射率為;(保留三位有效數(shù)

字)

(4)若該同學在確定尸4位置時，被旁邊同學碰了一下，不小心把04位置畫得偏左了一些，則測出

來的折射率(選填“偏大”“偏小”或“不變個

(5)該同學突發(fā)奇想用兩塊同樣的玻璃直角棱鏡Z5C來做實驗,兩者的ZC面是平行放置的，大

頭針尸1、P2的連線垂直于Z8面，若操作無誤，則在圖丙中右邊的大頭針應該是()

Pi尸8

Pi尸4

BC"A

丙

N.P3P6B.尸3尸8C.P5尸6D.尸7尸8

6.(9分)(1)在測定玻璃的折射率時，實驗室提供了多種形狀的玻璃磚供同學們使用，某實驗小組

使用兩種不同形狀的玻璃磚進行實驗，他們在紙上畫出的界面aa\兒與玻璃磚位置的關(guān)系分

別如圖①②所示他們的其他操作均正確，下列說法正確的是

b--------b'

①

A.學習小組沒有量角器和圓規(guī)，利用刻度尺和三角板也可以測出玻璃磚的折射率

B.光線從矩形玻璃磚上表面入射后，再從下表面射出，可能在下表面發(fā)生全反射

C.圖①測得的折射率比真實值小

D.圖②測得的折射率比真實值大

（2）另一個實驗小組使用半圓柱玻璃磚測定玻璃的折射率，他們的操作步驟如下：

A.用毫米刻度尺量出半圓柱玻璃磚的直徑/然后確定圓心的位置，記在玻璃磚上；

B.在白紙上畫一條直線作為入射光線，并在入射光線上插兩枚大頭針Pi和02；

C.讓入射光線與玻璃磚的直徑垂直，入射光線經(jīng)過圓心。；

D.以垂直于紙面過圓心。的直線為軸，緩慢逆時針轉(zhuǎn)動玻璃磚，同時調(diào)整視線方向，直到從玻璃

磚下方恰好看不到P2和Pi的像，然后沿半圓柱玻璃磚的直徑畫一條直線Z民過。畫N3的垂線

與半圓交于。點，過圓上的。點作垂直于OPi的直線交。01于。，如圖所示：

①看不到尸2和P1的像是因為發(fā)生了；

②只使用毫米刻度尺，且計算簡潔，還需要測量（選填“8”或“的長度，記作/；

③玻璃磚的折射率的表達式〃=o

7.（9分）某校開展研究性學習，某研究小組根據(jù)光學知識，設(shè)計了一個測液體折射率的儀器，如圖

所示。在一個圓盤上，過其圓心。作兩條相互垂直的直徑5C、EF。在半徑。4上，垂直盤面插

上兩枚大頭針尸1、尸2并保持位置不變。每次測量時讓圓盤的下半部分豎直浸入液體中,而且總

使得液面與直徑5。相平,E尸作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察尸1、尸2。同學們通

過計算，預先在圓周EC部分刻好了折射率的值,這樣只要根據(jù)尸3所插的位置，就可以直接讀出

液體折射率的值。

（1）若乙4。/=30。0尸3與0C之間的夾角為45。,則在尸3處刻的刻度值為0

⑵若在同一液體中沿Z。方向射入一束白光，出射點尸3最靠近0C邊的是色的光，增

大入射角度,色的光在刻度盤上先消失。

8.（9分）在做測量介質(zhì)折射率的分組實驗時，其中有兩個實驗小組用不同的介質(zhì)做的實驗情況

如下：

⑴甲組同學在做測玻璃的折射率實驗時，用他們測得的多組入射角z.與折射角r作出sin/-sinr

圖像如圖甲所示，設(shè)0.67=|,則該玻璃的折射率為。光線是A“從空氣射入玻璃”的還是

B“從玻璃射入空氣”的?答:（選填"A”或"B”）。

（2）乙組同學先畫出圖乙所示的坐標系,再在產(chǎn)0區(qū)域放入某透明介質(zhì)（以x軸為界面），并通過實

驗分別標記了折射光線、入射光線、反射光線通過的一個點，它們的坐標分別為Z（8,3）、5（l,-4）、

C（7,-4）,則：

①入射點0（圖中未標出）的坐標為；

②通過圖中數(shù)據(jù)可以求得該介質(zhì)的折射率/。（保留小數(shù)點后兩位）

解析版

1.（6分X多選）測定玻璃的折射率時，為了減小實驗誤差，應注意的是（）

A.玻璃磚的厚度宜大些

B.入射角應盡量小些

C.大頭針應垂直地插在紙面上

D.大頭針尸1、尸2及尸3、04之間的距離應適當大些

【解析】選A、C、Do玻璃磚厚度選大些，可減小測量誤差;大頭針垂直插在紙面上以及大頭

針尸1、尸2及尸3、尸4之間的距離適當大些，可減小確定光路方向時的誤差,A、C、D正確;入射

角較小時，測量誤差較大,B錯誤。

2.（6分）（2023?南通模擬）小明同學在實驗室里用插針法測平行玻璃磚折射率的實驗中,已確定

好入射方向N。,插了兩枚大頭針P1和尸2,如圖所示（①②③是三條直線）。對于以后的操作，下列

說法中你認為正確的是（）

A.在仍側(cè)調(diào)整觀察視線,另兩枚大頭針P3和尸4可能插在①線上

B.在防側(cè)調(diào)整觀察視線,另兩枚大頭針尸3和尸4可能插在③線上

C.若保持0點不動，減小入射角，在仍側(cè)調(diào)整觀察視線，另外兩枚大頭針尸3和尸4可能插在①線

上

D.若保持。點不動，增大入射角，在附側(cè)調(diào)整觀察視線,看不清P1和P2的像,這可能是光在bb'

界面發(fā)生全反射

【解析】選C。光線通過平行玻璃磚后，根據(jù)折射定律得知，出射光線與入射光線平行，故在加，

側(cè)調(diào)整觀察視線，另兩枚大頭針尸3和尸4不可能插在①線上，故A錯誤;由折射定律得知,光線通

過平行玻璃磚后向一側(cè)發(fā)生側(cè)移，因為光線在上表面折射時，折射角小于入射角，則出射光線向

②一側(cè)偏移，另兩枚大頭針尸3和尸4不可能插在③線上，故B錯誤;若保持。點不動，減小入射角,

出射光線折射角也減小，另外兩枚大頭針尸3和尸4可能插在①線上，故C正確;若保持。點不動,

增大入射角，反射光增強，折射光線減弱,在防側(cè)調(diào)整觀察視線，看不清尸1和尸2的像，根據(jù)光路可

逆性原理得知，光線不可能在防，界面發(fā)生全反射，故D錯誤。

3.（6分）小柯同學在學校里做了“測定玻璃的折射率的實驗”，回到家里他發(fā)現(xiàn)，家里就有一塊呈

長方體的透明厚玻璃病，他還找來了一支激光筆、一塊泡沫板、一張白紙、幾根牙簽，就開始做

實驗。他操作時發(fā)現(xiàn)當牙簽遮擋住細激光束時,牙簽上會有耀眼光斑（如圖甲所示），此時按下牙

簽,就可在白紙上記下激光束經(jīng)過的一個位置。請問小柯同學要完成圖乙光路至少需要幾根牙

簽（）

A.1根B.2根C.3根D.4根

【解析】選A。在激光束的這一側(cè)不需要牙簽就能記錄入射光線的位置;當激光線射過玻璃成

后，出射點的位置能觀察到，只需再用一根牙簽就能記錄出射光線的位置，故選A。

4.（6分）（2023?海南等級考）用激光測玻璃磚折射率的實驗中，玻璃磚與屏P平行放置，從另一側(cè)

用激光筆以一定角度照射,此時在屏上的Si處有激光點，移走玻璃磚，光點移到S2處。

⑴請畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖；

（2）已經(jīng)測出4B=/I,CM=/2,SS2=/3,則折射率n=。

（3）若改用寬ab更小的玻璃用故實驗，則SW間的距離會（選填“變大”“變小”或“不

變”）。

【解析】（1）根據(jù)題意結(jié)合光的傳播情況作出光路圖如圖所示:

s2sl

p

⑵根據(jù)光的折射定律可得:

sinr

根據(jù)幾何關(guān)系可得：

S1I1Z百麗向j

._AC_AB-S1S2_

smroc〃4叢5應)2+。解“二3)；+%

聯(lián)乂解得:

dl-l3)Jll+l2

⑶若玻璃磚寬度變小相當于把ad邊下移，與兩條光線的交點距離變小，即8c變小，那S1S2也會

變小。

答案：(1)光路圖見解析(2)——?(3)變小

5.(9分)某同學在做“測定玻璃折射率”的實驗時已經(jīng)畫好了部分圖線，如圖甲所示，并在入射光

線A0上插上大頭針尸1、尸2,現(xiàn)需在玻璃磚下表面折射出的光線上插上尸3和尸4大頭針，便能確

定光在玻璃磚中的折射光線。

⑴確定尸3位置的方法正確的是()

A.透過玻璃磚下3擋住尸2的像

B.先插上P4大頭針，在靠近玻璃磚一側(cè)尸3擋住尸4的位置

C.透過玻璃磚觀察，使尸3擋住尸1、尸2的像

(2)作出光線在玻璃磚中和出射后的光路圖，并畫出玻璃磚中光線的折射角仍；

(3)經(jīng)過多次測量作出sin%-sin%的圖像如圖乙，玻璃磚的折射率為;(保留三位有效數(shù)

字)

(4)若該同學在確定尸4位置時，被旁邊同學碰了一下，不小心把尸4位置畫得偏左了一些，則測出

來的折射率(選填“偏大”“偏小”或“不變個

(5)該同學突發(fā)奇想用兩塊同樣的玻璃直角棱鏡N5C來做實驗,兩者的ZC面是平行放置的，大

頭針尸1、尸2的連線垂直于28面，若操作無誤，則在圖丙中右邊的大頭針應該是()

PiPs

尸3尸4

BC"A

丙

A.P3P6B.P3P8C.P5P6D.P7P8

【解析】(1)確定尸3位置的方法正確的是:透過玻璃磚觀察，使尸3擋住馬、尸2的像，故選C；

⑵光路如圖：、

(3)根據(jù)片吟可知，圖像siM-sin仇的斜率等于折射率，由圖像可知玻璃磚的折射率為

(4)若該同學在確定04位置時，被旁邊同學碰了一下，不小心把尸4位置畫得偏左了一些，則尸4尸3

的連線與附的交點偏右，測得的折射角仇偏大，則根據(jù)〃粵可知，測出來的折射率偏小；

sin%

⑸光路圖如圖所示

ACB

?尸7?尸8

El:P??尸3?尸4

尸5尸6

根據(jù)光路圖可知,經(jīng)過尸1尸2的光線經(jīng)兩塊玻璃磚的分界處向下偏轉(zhuǎn)，然后射入右側(cè)玻璃磚后平

行射出，所以在圖丙中右邊的大頭針應該是尸5尸6,故選C。

答案:(1)C(2)見解析(3)1.49(4)偏小(5)C

6.(9分)(1)在測定玻璃的折射率時，實驗室提供了多種形狀的玻璃磚供同學們使用，某實驗小組

使用兩種不同形狀的玻璃磚進行實驗，他們在紙上畫出的界面aa\兒與玻璃磚位置的關(guān)系分

別如圖①②所示，他們的其他操作均正確，下列說法正確的是

b----------------b'

①

A.學習小組沒有量角器和圓規(guī)，利用刻度尺和三角板也可以測出玻璃磚的折射率

B.光線從矩形玻璃磚上表面入射后，再從下表面射出，可能在下表面發(fā)生全反射

C.圖①測得的折射率比真實值小

D.圖②測得的折射率比真實值大

(2)另一個實驗小組使用半圓柱玻璃磚測定玻璃的折射率，他們的操作步驟如下：

A.用毫米刻度尺量出半圓柱玻璃磚的直徑/然后確定圓心的位置，記在玻璃磚上；

B.在白紙上畫一條直線作為入射光線，并在入射光線上插兩枚大頭針Pi和尸2；

C.讓入射光線與玻璃磚的直徑垂直，入射光線經(jīng)過圓心0;

D.以垂直于紙面過圓心。的直線為軸，緩慢逆時針轉(zhuǎn)動玻璃磚，同時調(diào)整視線方向，直到從玻璃

磚下方恰好看不到尸2和Pi的像，然后沿半圓柱玻璃磚的直徑畫一條直線Z民過。畫幺5的垂線

與半圓交于。點，過圓上的。點作垂直于OPi的直線交。01于。，如圖所示:

①看不到尸2和P1的像是因為發(fā)生了；

②只使用毫米刻度尺，且計算簡潔，還需要測量(選填“8”或“C?！?的長度，記作/；

③玻璃磚的折射率的表達式n=0

【解析】⑴在入射光線和折射光線上取兩個離入射點較遠的點,分別向法線作垂線用刻度尺

量出入射角和折射角的對邊和斜邊的長度，求出入射角和折射角的正弦值，根據(jù)折射定律求出

折射率，故A正確;由于上下表面平行，光線從上表面射入下表面射出，入射角等于出射角且小于

90。,則不可能在下表面發(fā)生全反射，故B錯誤;在圖①中，通過作圖的方法，根據(jù)幾何關(guān)系可知，所

得到的光在介質(zhì)中的折射角偏大，則所測得的折射率偏小，故C正確;在圖②中，只要操作正確,

測量結(jié)果與玻璃磚的形狀無關(guān)，測得的折射率等于真實值，故D錯誤。

(2)①從玻璃磚下方恰好看不到尸2和Pi的像，說明沒有光線射出玻璃磚，則尸2和Pi的像是發(fā)生

了全反射。②③根據(jù)sin?！沟闷?,可知只需要知道臨界角的正弦值就可以得到折射率，即只

nsine

需要測量出CD的長度/,可得sinC」號則折射率〃卷

2

答案:(1)A、C(2)①全反射②CD

7.(9分)某校開展研究性學習，某研究小組根據(jù)光學知識，設(shè)計了一個測液體折射率的儀器，如圖

所示。在一個圓盤上，過其圓心。作兩條相互垂直的直徑5C、EF。在半徑。4上，垂直盤面插

上兩枚大頭針尸1、尸2并保持位置不變。每次測量時讓圓盤的下半部分豎直浸入液體中,而且總

使得液面與直徑相平，防作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察尸1、尸2。同學們通

過計算，預先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)尸3所插的位置，就可以直接讀出

液體折射率的值。

E

(1)若NZO尸=30。,。尸3與OC之間的夾角為45。,則在尸3處刻的刻度值為0

⑵若在同一液體中沿幺。方向射入一束白光，出射點尸3最靠近0C邊的是色的光，增

大入射角度,色的光在刻度盤上先消失。

【解析】(1)由圖可知F是入射角,NEO03是折射角，但在定義折射率時，光是從真空或空

氣射向介質(zhì)的，所以用光路的可逆性轉(zhuǎn)化可得“三黑，代入數(shù)據(jù)可得?=V2

(2)由于介質(zhì)對紫光的折射率最大,所以紫光偏折得最多，故最靠近。。邊的是紫光。增大入射角,

所有單色光的折