题目内容

在测定玻璃的折射率的实验中,对一块两面平行的玻璃砖,用插针法找出与入射光线对应的出射光线,现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图13-1-3所示的四组插针结果.

13-1-3

(1)从图上看,肯定把大头针插错了的同学是________________________________.

(2)从图上看,测量结果准确度最高的同学是________________________________.

解析:由上图可知,乙图中出射线向左上侧偏移不符合实际,肯定插错了,甲、丙和丁相比较,前面两者入射角及两个插针间距比图丁小些,故丁同学测量最准确.

答案:(1)乙(2)丁

练习册系列答案
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(1)在“测定玻璃的折射率”的实验中,选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖,用“插针法”测定某种玻璃的折射率.实验步骤如下:
a.将木板水平放置,把一张白纸用图钉固定在木板上;
b.在白纸上画出一条直线aa’作为入射界面,过aa’上的一点O画出界面的法线NN’,并画一条线段AO作为入射光线;
c.把矩形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa’对齐,画出玻璃砖的另一边bb’;
d.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P2档住P1的像.再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4
使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及P1、P2的像
使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及P1、P2的像
,记下P3、P4的位置.
e.移去大头针和玻璃砖,做出出射光线,标出入射角α、折射角β.
①请将步骤d补充完整.
②小明同学按上述步骤进行了实验,记录下5组数据,并计算出不同入射角时玻璃的折射率,如下表所示.
组别
项目
第1组 第2组 第3组 第4组 第5组
入射角α 25° 35° 45° 50° 75°
折射角β 16° 22.5° 28° 32° 42°
sinα 0.423 0.574 0.707 0.766 0.966
sin β 0.276 0.383 0.469 0.530 0.669
折射率n 1.533 1.499 1.506 1.446 1.443
但其中有一组数据是不真实的,李老师给出了该玻璃砖的折射率为n=1.521,arcsin(
1
1.521
)
=0.717(弧度)=41.081°.根据老师给出的数据可以判断,小明同学记录的数据中,不真实的是第
5
5
组.
③赵亮同学在找到入射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO交于C点,与OOˊ交于D点,过C、D两点分别向NNˊ作垂线,交NNˊ于Cˊ、Dˊ,所以折射率n=
CC′
DD′
CC′
DD′
.(用图示中的线段表示)
(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,提供的器材除螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外,还有:
待测粗细均匀的金属丝Rx (阻值约为10Ω)
直流电流表:A1(量程100mA,内阻为2Ω)
A2(量程400mA,内阻约为0.3Ω)
直流电压表:V1(量程4V,内阻约为3kΩ)
V2(量程15V,内阻约为12kΩ)
滑动变阻器:R (阻值范围0~10Ω)
电源:E (电动势为3V,内阻约为0.04Ω)
①实验时,用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径,某次测量的情况如图所示,其读数为
0.900
0.900
mm.
②某同学选择如图(甲)所示的电路图测该金属丝的电阻,为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表
A2
A2
,电压表
V1
V1
.(填器材的符号)
③选择了正确的器材后,请你根据电路图(甲),用笔画线代替导线,在实物图(乙)上连线.
④若电压表、电流表读数用U、I表示,导线的长度为L,直径为d,用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
(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).精英家教网
(2011?浙江一模)Ⅰ.在“测定玻璃的折射率”的实验中:
(1)同学甲与同学乙各设计了一个实验数据记录表,你认为合理的是
(填“甲”或“乙”):
同学甲设计的表格:
次数 入射角θ1 sinθ1 折射角θ2 sinθ2 n n平均值
1
2
3
同学乙设计的表格:
次数 1 2 3 θ平均值 正弦值 n
入射角θ1
折射角θ2
(2)如图1所示,P1、P2、P3、P4为所插4枚大头针的位置.某同学插针的步骤如下,请在横线上补充完整步骤③:
①在入射光线AO上插上两枚大头针P1、P2,并使其距离稍大些;
②在B侧边观察边插P3,直到P1、P2的像被P3挡住,定下P3的位置;
③继续插P4
直到P3及P1、P2的像被P4挡住,定下P4的位置
直到P3及P1、P2的像被P4挡住,定下P4的位置

④过P3、P4作直线O'B,即为出射光线.
(3)某同学根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图2所示的图线.由图可得玻璃的折射率为
1.2
1.2


Ⅱ.“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验电路如图所示,a、b、c、d是四种不同的金属丝.
现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示.
编号 材料 长度(m) 横截面积(mm2
A 镍铬合金 0.8 0.8
B 镍铬合金 0.5 0.5
C 镍铬合金 0.3 0.5
D 镍铬合金 0.3 1.0
E 康铜丝 0.3 0.5
F 康铜丝 0.8 0.8
(1)电路图3中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝,则d应选上表中的
E
E
(用表中编号A、B、C、D、E、F表示).
(2)为测量某一种电阻丝单位长度上的电阻R0,某同学利用一段带有滑动片P且粗细均匀的电阻丝AB和下列器材做实验:
A.电流表A:500mA、4Ω;
B.电阻箱R′:最大阻值99.9Ω,阻值最小变量为0.1Ω;
C.定值电阻R:阻值为1.2Ω;
D.电源:电动势为6V,内阻r=0.4Ω;
E.开关S、导线若干.
实验时采用如图所示电路(虚线框中电路未画出),滑动片P与电阻丝接触良好,且AP长记为L,其他导线电阻不计.改变电阻丝连入电路的长度L,分别测出通过电阻丝的电流值如下表:
1 2 3 4 5
L/m 0.5000 0.4000 0.3000 0.2000 0.1000
I/A 0.83 0.96 1.11 1.39 1.78
1
I
/A-1
1.20 1.04 0.90 0.72 0.56
根据测得的数据,该同学作出了电阻丝的
1
I
-L
图象,如图3所示.
①请将实验电路图5中虚线框中电路补充完整.要求:无论P滑至何处,电流表均安全,并且能尽可能准确地测出上表中的电流值.
②由
1
I
-L
图象得出该电阻丝单位长度上的电阻R0=
9.6
9.6
Ω/m.此时电阻箱R’连入电路的阻值为
1
1
Ω.
精英家教网在“测定玻璃的折射率”的实验中,如图1,选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖,用“插针法”测定某种玻璃的折射率.
实验步骤如下:
a.将木板水平放置,把一张白纸用图钉固定在木板上;
b.在白纸上画出一条直线aa′作为入射界面,过aa′上的一点O画出界面的法线NN’,并画一条线段AO作为入射光线;
c.把矩形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa′对齐,画出玻璃砖的另一边bb′;
d.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P2档住P1的像.再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4
 
,记下P3、P4的位置.
e.移去大头针和玻璃砖,做出出射光线,标出入射角α、折射角β.
(1)请将步骤d补充完整.
(2)实验中的一些具体问题,下列意见正确的是
 

A.为了减少误差,P3和P4的距离应适当取大些
B.为减少误差,P1、P2的连线与NN’的夹角越大越好.
C.为减少误差,选用的玻璃砖厚度不宜太小
D.若P1、P2连线与法线NN′夹角较大时,有可能在bb′面发生全反射,所以在bb′一侧就看不到P1、P2的像,所以P1、P2连线与法线NN′夹角不宜过大.
(3)某同学在找到入射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO交于C点,与OO′交于D点,过C、D两点分别向NNˊ作垂线,交NN′于C′、D′,所以折射率n=
 
.(用图2中的线段表示)

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