折射率及其测定试题及答案-高中物理-云返教育

如图所示，游泳池宽度L=15m，水面离岸边的高度为0.5m，在左岸边一标杆上装有一A灯，A灯距地面高0.5m，在右岸边站立着一个人，E点为人眼的位置，人眼距地面离1.5m，若此人发现A灯经水反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重合，已知水的折射率为1.3，则B灯在水面下多深处？（B灯在图中未画出）

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类型： 解答题 难度系数：中

光线以30°入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为90°，则这块玻璃的折射率应为

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类型： 单选题 难度系数：中

（2011?杭州二模）光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直入射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向．如图所示为一束激光（红、蓝混合）入射到光盘面上后的折射情况．则下列说法中正确的是（　　）

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类型： 单选题 难度系数：中

A．（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是．

（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24kJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5kJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小　 kJ，空气　（选填“吸收”或“放出”）的总能量为　 kJ．
（3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m³和2.1kg/m³，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏加德罗常数N_A=6.02×10²³mol^-1．若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．（结果保留一位有效数字）
B．（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是　．
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10^-7m，屏上P点距双缝S₁和S₂的路程差为7.95×10^-7m，则在这里出现的应是　（选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10^-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将　（选填“变宽”、“变窄”或“不变”）．
（3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出．已知入射角为i，A与O 相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d．

C．（1）研究光电效应电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压U_AK的关系图象中，正确的是　．

（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小　（选填“增大”、“减小”或“不变”），原因是　．
（3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.40eV和-1.51eV，金属钠的截止频率为5.53×10¹⁴Hz，普朗克常量h=6.63×10^-34J?s．请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．

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类型： 解答题 难度系数：中

如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况．已知池宽为L，照明灯到池底的距离为H．若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为

H

2

时，池底的光斑距离出液口

L

4

．试求当液面高为

2H

3

时，池底的光斑到出液口的距离x．

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类型： 解答题 难度系数：中

如图所示，游泳池宽度L=15m，水面离岸边的高度为0.5m，在左岸边一标杆上装有一A灯，A灯距地面高0.5m，在右岸边站立着一个人，E点为人眼的位置，人眼距地面离1.5m，若此人发现A灯经水反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重合，已知水的折射率为1.3，则B灯在水面下多深处？（B灯在图中未画出）

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类型： 解答题 难度系数：中

如图所示，有一圆筒形容器，高H=20cm，筒底直径为d=15cm，人眼在筒旁某点向筒内壁观察，可看到内侧深h=11.25cm．如果将筒内注满水，观察者恰能看到筒壁的底部．求水的折射率．

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类型： 解答题 难度系数：中

如图所示，玻璃体ABC是截面半径为R的半圆形柱体的一部分，O为圆心，OC=OB=R，∠AOB=60°，折射率n=2．一束平行光垂直AB面入射玻璃体，在BC弧面上有光线射出的部分其弧长为．

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类型： 填空题 难度系数：中

如图所示，将刻度尺直立在装满某种透明液体的宽口瓶中（液体未漏出），从刻度尺上A、B两点射出的光线AC和BC在C点被折射和反射后都沿直线CD传播，已知刻度尺上相邻两根长刻度线间的距离为1cm，刻度尺右边缘与宽口瓶右内壁间的距离d=2.5cm，由此可知，瓶内液体的折射率n= （可保留根号）．

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类型： 填空题 难度系数：中

在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲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ab、cd为界面画光路图．则甲同学测得的折射率与真实值相比；乙同学测得的折射率与真实值相比．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

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类型： 填空题 难度系数：中

在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲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ab、cd为界面画光路图．则甲同学测得的折射率与真实值相比；乙同学测得的折射率与真实值相比．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

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类型： 填空题 难度系数：中

某同学用如图所示的方法测量半圆形玻璃砖的折射率，在白纸上画出直角坐标系xOy，同时画出直线AO．将玻璃砖放在白纸上，使其圆心与坐标原点重合，底边与x轴重合．在直线AO上竖直插上两枚大头针P₁、P₂，若在），＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P₁、P₂的像，他应该采取的措施是．若他已透过玻璃砖看到了P₁、P₂的像，要在白纸上插上第三枚大头针P₃以确定折射光线，则确定P₃位置的方法是．若他已正确地测得了 α和β的值，则玻璃砖的折射率n= ．

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类型： 填空题 难度系数：中

（1）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1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．

（2）某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系．实验时，将原长约200mm的橡皮筋上端固定，在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码（质量均为20g），每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量；当挂上10只钩码后，再逐一把钩码取下，每取下一只钩码，也记下对应的橡皮筋伸长量．根据测量数据，作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量△l与拉力F关系的图象如图2所示．从图象中可以得出．（填选项前的字母）
A．增挂钩码时△l与F成正比，而减挂钩码时△l与F不成正比
B．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大
C．当所挂钩码数相同时，增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等
D．增挂钩码时所挂钩码数过多，导致橡皮筋超出弹性限度
（3）如图3所示是一些准备用来测量待测电阻R_x阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：

器材	规格
待测电阻R_x 电源E 电压表V₁ 电压表V₂ 电流表A 滑动变阻器R 开关S，导线若干	阻值在900Ω-1000Ω之间具有一定内阻，电动势约9.0V 量程2.0V，内阻r₁=1000Ω 量程5.0V，内阻r₂=2500Ω 量程3.0A，内阻r=0.10Ω 最大阻值约100Ω，额定电流0.5A

为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化．请用实线代替导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量R_x阻值的电路．

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类型： 填空题 难度系数：中

本题适合选修3-4的同学选做
（1）如图1所示，一列横波沿x轴正方向传播，速度v=12m/s，当位于x₁=7cm的A点在正向最大位移时，位于x₂=10cm的B点恰好在平衡位置开始振动，且振动方向向下，试确定波源的起振方向并写出这列波频率和波长的表达式．
（2）如图2直角三角形ABC，角A=30°，BC=2cm，n=

，平行光与AB平行射向AC，在BC的右侧有光屏P，P与BC平行，在光屏上有一光带．
（1）作出在P上形成光带的光路．
（2）屏离BC之距多大，可使连续光带最宽．

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类型： 解答题 难度系数：中

在测定玻璃的折射率实验中，
（1）操作步骤如下：

①先在白纸上画出一条直线aa'代表两种介质的界面，过 aa'上的 O点画出界面的法线 NN'，并画一条线段 AO 作为入射光线．
②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa'对齐．
③在线段 AO上竖直地插上两枚大头针 P₁、P₂，透过玻璃砖观察大头针 P₁、P₂的像．调整视线方向，直到 P₁的像被 P₂挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针P₃、P₄，使 P₃挡住 P₁、P₂，P₄挡住P₁、P₂、P₃，记下P₃、P₄的位置．
④移去大头针和玻璃砖，连接P₁、P₂作为入射光线，连接P₃、P₄作为折射光线，测量出入射角i与折射角r，填入表格中．
上述操作步骤中存在严重的缺漏，应作的补充是．
（2）实验中测出了多组入射角 i 与折射角 r，并作出了sin i-sin r图象．则下列说法正确的是　
A．实验时，光线是由空气射入玻璃
B．玻璃的折射率为0.67
C．玻璃的折射率为1.5
D．玻璃临界角的正弦值为0.67．

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类型： 解答题 难度系数：中

（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度
B．如果质点所受总是指向平衡位置的合外力，质点的运动就是简谐运动
C．静止在地面上的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，观察到的长度比杆静止时长
D．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在
E．由光子说可知，光子的能量是与频率成正比的，这说明了光的波动性与光的粒子性是统一的
F．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
（2）一列简谐横波在t=0时的波形图如图1，若波自右向左传播的，则处于平衡位置的P点此时的运动方向是　．若经过时间t=0.03s后，P 点刚好第一次到达波峰，则波的传播速度是　．
（3）如图2所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，∠A=30°．它对红光的折射率为n₁．对紫光的折射率为n₂．在距AC边d处有一与AC平行的光屏．现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜．
（1）红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？
（2）若两种光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点间的距离．