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在测定玻璃的折射率实验中,有一个同学设计了这样的实验方案:如图所示,画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上,在白纸上放置一半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标原点O,直边与x轴重合,OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3 是竖直地插在纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与y轴负方向的夹角,只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测得角α和β,便可求得玻璃的折射率.该同学在用上述方法测量玻璃的折射率时,在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法使P3同时挡住P1、P2的像.
(1)产生这种现象的原因是
入射角α太大,发生了全反射
入射角α太大,发生了全反射

(2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是
P3同时挡住P1、P2的像
P3同时挡住P1、P2的像

(3)若他已正确地测得了α、β的值,则玻璃的折射率n=
sinβ
sinα
sinβ
sinα

(4)有另一个同学不是将P1、P2两枚大头针插在直线OA上,而是让P1、P2的连线与y轴平行,他还能否测出玻璃砖的折射率?如果不能,请说出理由;如果能,请简述操作过程.
分析:(1)测定玻璃的折射率实验原理是折射定律n=
sini
sinr
,确定出入射角和折射角,可求得玻璃的折射率n.在y<0的区域内,不管眼睛处在何处,都无法使P3同时挡住P1、P2的像,因此不能确定P3的位置,可能光线发生了全反射.
(2)确定P3位置的方法是P3同时挡住P1、P2的像.
(3)由折射定律n=
sini
sinr
,求折射率.
(4)插上第四根大头针,确定出折射光线,测量出入射角和折射角,即可求出折射率.
解答:解:(1)在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法使P3同时挡住P1、P2的像,是因为入射角α太大,涨到发生了全反射.
(2)透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是:P3同时挡住P1、P2的像.
(3)由于光线从玻璃射入空气,则由折射定律
sini
sinr
=
1
n
,得n=
sinr
sini
=
sinβ
sinα

(4)能;可以插上第四根大头针,使大头针同时挡住P3 和P1、P2的像,作出光路图,测出光线在玻璃砖底边的入射角和折射角,求出折射率.
故答案为:
(1)入射角α太大,发生了全反射.
(2)P3同时挡住P1、P2的像.
(3)
sinβ
sinα

(4)能;可以插上第四根大头针,使大头针同时挡住P3 和P1、P2的像,作出光路图,测出光线在玻璃砖底边的入射角和折射角,求出折射率.
点评:本题用插针法测定玻璃砖的折射率,其原理是折射定律n=
sini
sinr
,注意此式的条件是光从真空进入介质.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)①测定玻璃的折射率时,为了减小实验误差,应该注意的是:
ACD
ACD

A.玻璃砖的宽度宜大些              B.入射角应尽量小些
C.大头针应垂直的插在纸面上        D.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些
②某同学在画界面时,不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大了些,其他操作均正确,则他测得的折射率与实际折射率比较结果是:
偏小
偏小
(选填“偏小”、“偏大”或“不变”)
(2)①几位同学进行“用单摆测定重力加速度”的实验,黄同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验,记录的实验测量数据如下,若要比较准确的计算当地的重力加速度值,应选用第
2
2
组实验数据.
组别 摆球材料 摆长L/m 最大摆角 全振动次数N/次
1 0.40 15° 20
2 1.00 50
3 0.40 15° 10
4 1.00 50
②马同学选择了合理的实验装置后,测量出几组不同摆长L和周期T的数值,画出如图1中T2-L图象中的实线OM,罗同学也进行了与马同学同样的实验,但实验后他才发现自己测量摆长时忘了加上摆球的半径,则该同学当时做出的T2-L图象应该是
B
B

A.虚线①,不平行OM        B.虚线②,平行OM
C.虚线③,平行OM          D.虚线④,不平行OM
(3)①在“测金属电阻率”实验中,螺旋测微器测金属丝的直径的读数如图2,则直径d=
0.900
0.900
mm.
②已知金属丝电阻大约为10Ω.在用伏安法准确测其电阻时,有下列器材可供选择,除必选电源(电动势1.5V,内阻很小)、导线、开关外,电流表应选
A2
A2
,电压表应选
V2
V2
,滑动变阻器应选
R1
R1
.(填代号)
A1电流表(量程400mA,内阻约0.5Ω)  A2电流表(量程100mA,内阻约0.6Ω)
V1电压表(量程6V,内阻约30kΩ)    V2电压表(量程1V,内阻约的20kΩ)
R1滑动变阻器(范围0-10Ω)R2滑动变阻器(范围0-2kΩ)
③将设计好的测量电路原理图画在图3虚框内.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(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.
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(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Rx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Rx
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Rx阻值的电路.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网在用插针法“测定玻璃的折射率”实验中,也可以测量不平行玻璃砖的折射率.如图,就是利用“插针法”测量玻璃砖ABCD(玻璃砖的入射面AB和出射面CD不平行)折射率的实验光路图,请你分析与该实验相关的下列问题.
(1)出射光线O′Q与入射光线PO
 
.(填“平行”或“不平行”)
(2)对本题实验数据的处理可采用如下方法:以入射点O为圆心,取一合适的长度为半径作圆,该圆与入射光线PO交于M点,与折射光线OO′的延长线交于F点,过M、F点分别向法线作垂线,其垂足分别为N、E,现测得MN=1.68cm;EF=1.12cm,则该玻璃砖的折射率n=
 

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(18分)

(1)(6分)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=      (用图中的表示);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)(6分)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△与拉力关系的图像如图所示。从图像中可以得出       。(填选项前的字母)

A.增挂钩码时△成正比,而减挂钩码时△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)(6分)如图所示是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材,器材及其规格列表如下: 

器   材

规       格

待测电阻

电源

电压表V1

电压表V2

电流表A

滑动变阻器

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=1000Ω

量程5.0V,内阻=2500Ω

量程3.0A,内阻=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阻值的电路。

 

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(18分)

(1)(6分)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=      (用图中的表示);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)(6分)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△与拉力关系的图像如图所示。从图像中可以得出       。(填选项前的字母)

A.增挂钩码时△成正比,而减挂钩码时△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)(6分)如图所示是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材,器材及其规格列表如下: 

器   材

规       格

待测电阻

电源

电压表V1

电压表V2

电流表A

滑动变阻器

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=1000Ω

量程5.0V,内阻=2500Ω

量程3.0A,内阻=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阻值的电路。

 

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