题目内容

用插针法测量矩形玻璃砖的折射率，先在白纸上放好一矩形玻璃砖，两边与画好的直线aa'，bb'对齐，在玻璃砖一侧插上两根大头针P1、P2，然后在另一侧面插两根大头针P3、P4，通过玻璃砖观察使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，并在纸上标出大头针的位置，如图所示．
（1）请在图上画出光路，并利用测量的物理量，写出计算玻璃折射率的公式n=______．
（2）某同学在已画好玻璃砖界面后，不慎将玻璃砖向上平移了一些，如图所示，在其它操作均正确的情况下，测得的折射率将______（选填“偏大、偏小或不变”）．

【答案】分析：作出光路图，根据折射定律求出折射率的大小．
在已画好玻璃砖界面后，不慎将玻璃砖向上平移了一些，作出实际的光路图和测量的光路图，进行比较，确定折射率的变化．
解答：解：（1）光路图如左下图所示，根据折射定律得，．
（2）如右图所示，实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时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n=得知，测得的折射率将不变．

故答案为：（1）画光路图，如图所示．   （2）不变．
点评：本题采用作图分析实验误差，关键要紧扣实验原理进行分析．
练习册系列答案
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用插针法测量矩形玻璃砖的折射率，先在白纸上放好一矩形玻璃砖，两边与画好的直线aa'，bb'对齐，在玻璃砖一侧插上两根大头针P1、P2，然后在另一侧面插两根大头针P3、P4，通过玻璃砖观察使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，并在纸上标出大头针的位置，如图所示．
（1）请在图上画出光路，并利用测量的物理量，写出计算玻璃折射率的公式n=
sini
sinr
sini
sinr
．
（2）某同学在已画好玻璃砖界面后，不慎将玻璃砖向上平移了一些，如图所示，在其它操作均正确的情况下，测得的折射率将
不变
不变
（选填“偏大、偏小或不变”）．
（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）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，______，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

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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______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=______．（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：
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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______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______，电压表______．（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=______．
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用插针法测量矩形玻璃砖的折射率，先在白纸上放好一矩形玻璃砖，两边与画好的直线aa'，bb'对齐，在玻璃砖一侧插上两根大头针P1、P2，然后在另一侧面插两根大头针P3、P4，通过玻璃砖观察使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，并在纸上标出大头针的位置，如图所示．
（1）请在图上画出光路，并利用测量的物理量，写出计算玻璃折射率的公式n=______．
（2）某同学在已画好玻璃砖界面后，不慎将玻璃砖向上平移了一些，如图所示，在其它操作均正确的情况下，测得的折射率将______（选填“偏大、偏小或不变”）．
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