Question

（1）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”）．
（2）在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：
①用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度l．再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，某次测量结果如图3所示，则这次测量的读数D=

 

mm．
②为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表（×1挡）粗测拟接入电路的金属丝的阻值R．欧姆调零后，将表笔分别与金属丝两端连接，某次测量结果如图4所示，则这次测量的读数R=

 

Ω．
③使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值．为了安全、准确、方便地完成实验，除电源（电动势为4V，内阻很小）、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用

 

，电流表应选用

 

，滑动变阻器应选用

 

（选填器材前的字母）．
A．电压表V₂（量程3V，内阻约3kΩ）
B．电压表V₁（量程15V，内阻约15kΩ）
C．电流表A₁（量程600mA，内阻约1Ω）
D．电流表A₂（量程3A，内阻约0.02Ω）
E．滑动变阻器R₁（总阻值10Ω，额定电流2A）       
F．滑动变阻器R₂（总阻值100Ω，额定电流2A）
④若采用图5所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的

 

点相连（选填“a”或“b”）．若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、l、U、I）写出电阻率ρ的计算式：ρ=

 

．
⑤铜        1.710-8Ω?m钨        5.310-8Ω?m康铜      5.010-7Ω?m锰铜      4.410-7Ω?m镍铬合金  1.110-6Ω?m
所列的是一些材料在20°C时的电阻率．实验中使用的金属丝是方框中列出的某一种材料．某次实验中，测得金属丝的长度为52.80cm，直径为0.495mm，阻值为2.9Ω．则金属丝的材料为

 

（选填金属名称）．

Answer 1

分析：（1）①测定玻璃砖折射率的原理是折射定律n=

sinβ

sinα

．确定P₃大头针的位置的方法是大头针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P₁、P₂P₃的像．
②应根据折射定律n=

sinβ

sinα

，求出折射率，取各组所测量的折射率的平均值．
③作图时，玻璃砖应与所画的边界相齐．该同学的做法中，出射光线的侧向偏移距离小于理论的侧向偏移距离，所以测量出的折射角要小于真实的折射角
（2）①螺旋测微器在读数时，要先读主尺刻度，再读可动刻度
②欧姆表读数完成后要乘以倍率；
③电流表和电压表在使用的过程中，要使指针尽量偏转到

1

3

～

2

3

之间；分压式接法中，滑动变阻器要选择小电阻．
④由于待测电阻的电阻值比较小，所以要使用电流表外接法，即要连在b端；
根据欧姆定律：R=

U

I

和电阻定律：R=ρ

L

S

即可求解；
⑤先计算出电阻率，再根据计算的结果判定．

解答：解：（1）①确定P₃大头针的位置的方法是大头针P₃能挡住P₁、P₂的像，则P₃必定在出射光线方向上．所以确定P₃大头针的位置的方法是大头针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P₁、P₂P₃的像，故选BD．
②测定玻璃砖折射率的原理是折射定律n=

sinβ

sinα

．
③作图时，玻璃砖应与所画的边界相齐．该同学的做法中，出射光线的侧向偏移距离小于理论的侧向偏移距离，所以测量出的折射角要小于真实的折射角，导致测量值偏小．
（2）①螺旋测微器在读数时，要先读主尺刻度，再读可动刻度，即：0.5mm+1.6×0.01=0.516mm
②欧姆表的读数：3×1=3Ω
③电流表和电压表在使用的过程中，要使指针尽量偏转到

1

3

～

2

3

之间；电源的电动势4v，所以电压表选择量程为3V的电压表A；待测电阻的数值约3Ω，所以流过电流表的最大电流：I=

U

R

=1A，所以要选择0.6A的电流表C；分压式接法中，滑动变阻器要选择小电阻，所以滑动变阻器选择较小的E．
④由于待测电阻的电阻值比较小，所以要使用电流表外接法，即要连在b端；
根据欧姆定律：R=

U

I

和电阻定律：R=ρ

L

S

，所以：ρ=

πUD2

4Il

⑤代人数据计算得：ρ=

πUD2

4Il

=1.056Ω?m所以金属丝的材料为镍铬合金．
故答案为：（1）①B D； ②

sinβ

sinα

； ③小于
（2）①0.516 （0.515～0.519）；②3Ω；③A C E； ④b  

πUD2

4Il

； ⑤镍铬合金

点评：本题用插针法测量玻璃砖的折射率，数据处理时，每组所测量的折射率是同一介质的，是相关联的，可取平均值．