题目内容

某同学在完成了测玻璃砖折射率的光路图后，由于没有量角器，他采用了如下的方法：（如图）以P1P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心作圆，分别交P1P2连线于A点，OO′连线延长线于B点，并通过这两点向界面法线作
垂
垂
线，若用直尺测得数据如图中所示，则此玻璃砖的折射率为
4
3
4
3
．?
分析：由数学知识求出入射角与折射角的正弦值，根据折射定律n=
sini
sinr
求解折射率．
解答：解：本实验采用单位圆法处理实验数据：以P1P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心作圆，分别交P1P2连线于A点，OO′连线延长线于B点，并通过这两点向界面法线作垂线，
设过A点的垂线交与C，过B点的垂线交与D，则sini=
AC
OA
，sinr=
BD
OB

由于OA=OB，
根据折射定律n=
sini
sinr
=
AC
BD
=
40
502-402
=
4
3

故答案为：垂； 
4
3
．
点评：本题关键要理解实验的原理：折射定律，并体会单位圆法的巧妙．
练习册系列答案
相关题目
某同学用平行玻璃砖测定玻璃的折射率，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，以一定长度为半径画圆，分别交线段OA于A点，交OO'延长线于C点，过A点作法线NN'的垂线AB交于B点，过C点作法线NN'的垂线CD交NN'于D，如图所示，用刻度尺测得AB=6.00cm，CD=4.00cm．由此可得出玻璃的折射率为
1.50
1.50
．为了减小实验误差应该注意的是
AC
AC
．
A．玻璃砖的宽度应尽量大些，即图中EF与GH间的距离大些
B．入射角应尽量小些
C．大头针应垂直插在纸面上
D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当小些．
在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，
（1）某同学由于没有量角器，在完成了光路以后，他以O点为圆心、10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交OO′连线延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于点B，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图1所示．用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm．由此可得出玻璃的折射率n=
1.5
1.5
．
（2）某同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图2所示，则该同学测得的折射率与真实值相比
减小
减小
（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：（1）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图甲所示．则他测出的折射率将
不变
不变
（选填“偏大”“偏小”或“不变”）．

（2）乙同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得折射率
偏小
偏小
（选填“偏大”“偏小”或“不变”）．
（3）丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两个界面明显不平行，这时测出的n值将
无影响
无影响
（填“有影响”或“无影响”）．
（4）某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O、O'连线延长线于C点．过A点作法线NN'的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN'的垂线CD交于NN'于D点，如图丙所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm．由此可得出玻璃的折射率n=
1.5
1.5
．
（1）某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）．实验的主要过程如下：
a．把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy，在白纸上画一条线段 AO表示入射光线．
b．把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合．
c．用一束平行于纸面的激光从y＞0区域沿y轴负方向射向玻璃砖，并沿x轴方向调整玻璃砖的位置，使这束激光从玻璃砖底面射出后，仍沿y轴负方向传播．
d．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2．
e．在坐标系的y＜0的区域内竖直地插上大头针P3，并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去，P3能同时挡住观察P1和P2的视线．
f．移开玻璃砖，作OP3连线，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B，与OP3连线的交点为C．确定出B点到x轴、y轴的距离分别为x1、y1、，C点到x轴、y轴的距离分别为x2、y2．
①根据上述所确定出的B、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为n=
 
．
②若实验中该同学在y＜0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2，其原因可能是：
 
．
（2）在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的主要操作步骤如下：
a．取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在O点；
b．在小球静止悬挂时测量出O点到小球球心的距离l；
c．拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度（约为5°），然后由静止释放小球；
d．用秒表记录小球完成n次全振动所用的时间t．
①用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为g=
 
；
②若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是
 
．（选填下列选项前的序号）
A．测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长
B．摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线越摆越长
C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间t记为了n次全振动的时间，并由计算式T=t/n求得周期
D．摆球的质量过大
③在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后，为了减小实验误差，他决定用图象法处理数据，并通过改变摆长，测得了多组摆长l和对应的周期T，并用这些数据作出T2-l图象如图甲所示．若图线的斜率为k，则重力加速度的测量值g=
 
．
④这位同学查阅资料得知，单摆在最大摆角θ较大时周期公式可近似表述为T=2π
l
g
（1+
1
4
sin2
θ
2
）．为了用图象法验证单摆周期T和最大摆角θ的关系，他测出摆长为l的同一单摆在不同最大摆角θ时的周期T，并根据实验数据描绘出如图乙所示的图线．根据周期公式可知，图乙中的纵轴表示的是
 
，图线延长后与横轴交点的横坐标为
 
．
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（1）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O点为圆心、10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O、O′连线延长线于C点．过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图1所示．用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm．由此可得出玻璃折射率n=
 
．
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（2）小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验（如图2所示），他进行的主要步骤是：
A．用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d．
B．先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC．
C．将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置．
D．调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A点的距离x1，右侧亮点到A点的距离x2．则
①小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n=
 
．
②关于上述实验以下说法正确的是
 
．
A．在∠BOC的范围内，改变入射光PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点
B．左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2
C．左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2
D．要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应减小入射角．

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