题目内容
【题目】如图1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P1、P2两枚大头针。
①该同学接下来要完成的必要步骤有______
A. 插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像
B. 插上大头针P3,使P3挡住P1的像和P2的像
C. 插上大头针P4,使P4仅挡住P3
D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像
②过P3、P4作直线交bb′于O′,过O′作垂直于bb′的直线NN′,连接OO′.测量图1中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=______.
③如图2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另一位该同学准确的画好玻璃砖界面aa′和bb′后,实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些。如图3所示,二实验若其他操作均正确,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
【解析】
(1)用挡像法确定P3、P4的位置;
(2)应根据折射定律n=,求解折射率;
(3)将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽但仍平行,导致α角偏大,由折射率公式分析误差;
(4)通过作光路图,分析入射角和折射角是否变化,由折射定律分析折射率的误差。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有:确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3,使P3能挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像。P3和P1、P2的像,故该同学接下来要完成的必要步骤有:BD。
(2)应根据折射定律得:玻璃砖的折射率为 n=;
(3)将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽但仍平行,而其他操作正确,导致α角偏大,由于n=,故折射率的测量值将偏小。
(4)如图所示,虚线表示将玻璃砖向下平移后实际的光路图,而实线是作图时所采用的光路图,通过比较发现,入射角和折射角没有变化,则由折射定律得知,该同学测得的折射率将不变。