专题11.3 本专题实验【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

专题11.3 本专题实验【讲】
【讲核心素养】
科学实验：
1、通过实验，理解光的折射定律。会测量材料的折射率。
2、会用双缝干涉实验测量光的波长
【讲考点题型】
【知识点一】实验：测定玻璃的折射率
1.实验原理
如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而画出折射光线OO′，求出折射角θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率。
2.实验器材
木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。
3.实验步骤
（1）用图钉把白纸固定在木板上。
（2）在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线MM′。
（3）画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针。
（4）在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′。
（5）眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。
（6）移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得线段OO′。
（7）用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。
（8）改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值。
4.数据处理
（1）计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的，并取平均值。
（2）作sin θ1－sin θ2图像：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2的图像，由n＝可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率。
（3）“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n。
以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，交入射光线AO于E点，交折射光线OO′于E′点，过E作NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线E′H′，如图3所示，sin θ1＝，sin θ2＝，OE＝OE′＝R，则n＝＝。只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n。
【例1】（2022·浙江温州·二模）在“测定玻璃的折射率”实验时：
（1）下列做法正确的是______；
A．入射角越大，误差越小
B．画出玻璃砖边界面后，实验过程中玻璃砖就可以任意移动了
C．插大头针时，要尽量让针处于竖直状态且间距适当远一些
D．所用玻璃砖必须是平行玻璃砖，用其他形状的玻璃砖无法测得其折射率
（2）某学生在插第三枚大头针时，在视线中看到、两枚大头针“断”成了a、b、c、d四截，如图所示。正确的做法是让同时挡住______。
A．a、b　　B．c、d　　C．a、c　　D．b、d
【答案】      C     B
【解析】（1）A．入射角不宜太大也不宜太小，入射角过大，会使折射光线亮度变暗，入射角太小则入射角、折射角的相对误差较大，A错误；
B．实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变，B错误；
C．插大头针时，让针处于竖直状态且间距适当远一些有助于减小误差，C