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實驗16:測量玻璃磚的折射率【5年58卷4考】類型角度教材實驗:測量玻璃的折射率(5年3考)教材實驗:利用光路的側(cè)移量測量(2023海南14題和2023廣東11題)插針法(5年2考)總結(jié):類型角度:常結(jié)合插針法進(jìn)行測量,也會利用光路的側(cè)移量測量??疾煲嘏c內(nèi)容:考查實驗器材的選取、實驗步驟和光路圖的畫法;重點考查對數(shù)據(jù)的處理、折射率的計算或表達(dá)式的書寫;重點關(guān)注對于實驗過程的誤差分析??键c1基本實驗要求1.實驗原理如圖1所示,當(dāng)光線AO以一定的入射角θ1穿過兩面平行的玻璃磚時,通過插針法找出跟入射光線AO對應(yīng)的出射光線O′B,從而求出折射光線OO′和折射角θ2,再根據(jù)n=eq\f(sinθ1,sinθ2)或n=eq\f(PN,QN′)計算出玻璃的折射率.圖12.實驗器材木板、白紙、玻璃磚、大頭針、圖釘、量角器、三角板、鉛筆.3.實驗步驟(1)用圖釘把白紙固定在木板上.(2)在白紙上畫一條直線aa′,并取aa′上的一點O為入射點,作過O點的法線NN′.(3)畫出線段AO作為入射光線,并在AO上插上P1、P2兩根大頭針.(4)在白紙上放上玻璃磚,使玻璃磚的一條長邊與直線aa′對齊,并畫出另一條長邊的對齊線bb′.(5)眼睛在bb′的一側(cè)透過玻璃磚觀察兩個大頭針并調(diào)整視線方向,使P1的像被P2的像擋住,然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像,再插上P4,使P4擋住P3和P1、P2的像.(6)移去玻璃磚,拔去大頭針,由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O′B及出射點O′,連接O、O′得線段OO′.(7)用量角器測量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.(8)改變?nèi)肷浣?,重?fù)實驗,算出不同入射角時的eq\f(sinθ1,sinθ2),并取平均值.4.注意事項(1)用手拿玻璃磚時,手只能接觸玻璃磚的毛面或棱,不能觸摸光潔的光學(xué)面,嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺子畫玻璃磚的另一邊bb′.(2)實驗過程中,玻璃磚在紙上的位置不可移動.(3)大頭針應(yīng)豎直地插在白紙上,且玻璃磚每兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)大一點,以減小確定光路方向時造成的誤差.(4)實驗時入射角不宜過小,否則會使測量誤差過大,也不宜過大,否則在bb′一側(cè)將看不到P1、P2的像.考點2數(shù)據(jù)處理及誤差分析1.?dāng)?shù)據(jù)處理(1)計算法:用量角器測量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.算出不同入射角時的eq\f(sinθ1,sinθ2),并取平均值.(2)作sinθ1-sinθ2圖象:改變不同的入射角θ1,測出不同的折射角θ2,作sinθ1-sinθ2的圖象,由n=eq\f(sinθ1,sinθ2)可知圖象應(yīng)為直線,如圖2所示,其斜率為折射率.圖2(3)“單位圓”法確定sinθ1、sinθ2,計算折射率n.以入射點O為圓心,以一定的長度R為半徑畫圓,交入射光線OA于E點,交折射光線OO′于E′點,過E作NN′的垂線EH,過E′作NN′的垂線E′H′.如圖3所示,sinθ1=eq\f(EH,OE),sinθ2=eq\f(E′H′,OE′),OE=OE′=R,則n=eq\f(sinθ1,sinθ2)=eq\f(EH,E′H′).只要用刻度尺量出EH、E′H′的長度就可以求出n.圖3A.高考真題感知1.(2023·廣東·統(tǒng)考高考真題)某同學(xué)用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率,實驗過程如下:(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上,用大頭針在白紙上標(biāo)記玻璃磚的邊界(2)①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的點水平入射,到達(dá)面上的點后反射到點射出.用大頭針在白紙上標(biāo)記點、點和激光筆出光孔的位置②移走玻璃磚,在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路,作連線的延長線與面的邊界交于點,如圖(a)所示
③用刻度尺測量和的長度和.的示數(shù)如圖(b)所示,為。測得為
(3)利用所測量的物理量,寫出玻璃磚折射率的表達(dá)式;由測得的數(shù)據(jù)可得折射率為(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(4)相對誤差的計算式為。為了減小測量的相對誤差,實驗中激光在點入射時應(yīng)盡量使入射角。2.(2023·海南·統(tǒng)考高考真題)用激光測玻璃磚折射率的實驗中,玻璃磚與屏P平行放置,從另一側(cè)用激光筆以一定角度照射,此時在屏上的S1處有激光點,移走玻璃磚,光點移到S2處,回答下列問題:
(1)請畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖;(2)已經(jīng)測出AB=l1,OA=l2,S1S2=l3,則折射率n=(用l1、l2、l3表示);(3)若改用寬ab更小的玻璃磚做實驗,則S1S2間的距離會(填“變大”,“變小”或“不變”)。3.(2021·浙江·統(tǒng)考高考真題)小明同學(xué)在做“測定玻璃的折射率”實驗時,發(fā)現(xiàn)只有3枚大頭針,他把大頭針A、B、C插在如圖所示位置,并測出了玻璃的折射率。請在答題紙相應(yīng)方框中畫出光路圖,標(biāo)出入射角i和折射角r,并寫出折射率n的計算式。4.(2021·全國·高考真題)用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。實驗中用A、B兩個大頭針確定入射光路、C、D兩個大頭針確定出射光路,O和分別是入射點和出射點,如圖(a)所示。測得玻璃磚厚度為,A到過O點的法線的距離,M到玻璃磚的距離,到的距離為。(ⅰ)求玻璃磚的折射率;(ⅱ)用另一塊材料相同,但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實驗,玻璃磚的截面如圖(b)所示。光從上表面入射,入射角從0逐漸增大,達(dá)到時,玻璃磚下表面的出射光線恰好消失。求此玻璃磚上下表面的夾角。限時針對訓(xùn)練1.(2023·四川瀘州·統(tǒng)考一模)在“測玻璃的折射率”實驗中:(i)如圖甲,用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中,確定P3位置的方法是透過玻璃磚觀察,使P3擋?。ㄟx填“P1、P2”或“P1、P2的像”);(ii)小華同學(xué)正確確定P4位置,并確認(rèn)其他的操作步驟也都正確后,根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值畫出圖線,如圖乙所示,從圖線可求得玻璃磚的折射率是;(iii)小星同學(xué)在畫界面時,不小心將界面bb'畫歪了一些,如圖丙所示,他隨后實驗測得的折射率(選填“偏大”“偏小”“不變”或“偏大、偏小和不變都有可能”)2.(2024·云南大理·云南省下關(guān)第一中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測)同學(xué)們用“插針法”測玻璃的折射率,如圖甲所示。
(1)下列說法正確的是。A.實驗中,可以將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線B.為了減小作圖誤差,大頭針、和、之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些C.測梯形玻璃磚、三角形玻璃磚和半圓形玻璃磚的折射率均可用“插針法”D.若光線的入射角較大,有可能在面發(fā)生全反射,所以在一側(cè)就看不到、的像(2)一位同學(xué)為了避免筆尖觸劃玻璃磚的折射面,畫出的比實際向外側(cè)平移了一些(如圖乙所示),其他操作均正確無誤,并仍以和為折射面畫出了光路圖,這樣測出的折射率將(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。(3)一位同學(xué)手頭有圓規(guī)和刻度尺但沒有量角器,在完成了光路圖以后,以O(shè)點為圓心,OA為半徑畫圓,交延長線于C點,過A點和C點作垂直法線的直線,與法線的交點分別為B點和D點,如圖丙所示。用刻度尺測得AB的長度為x1,CD的長度為x2,則玻璃磚的折射率(用測量的字母表示)。3.(2023·安徽亳州·蒙城第一中學(xué)??既#┰凇皽y玻璃的折射率”實驗中:(1)如圖1,用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中,下列說法中正確的是。
A.若不小心用手觸摸了光學(xué)表面,不會影響測量B.為減少測量誤差,的連線與法線的夾角應(yīng)盡量小些C.為了減小作圖誤差,和的距離應(yīng)適當(dāng)取大些D.界面一定要與平行,否則會有誤差(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇,為了減小誤差,應(yīng)選用寬度(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量。(3)在該實驗中,光線是由空氣射入玻璃磚,根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值畫出的圖像如圖2所示,從圖像可知玻璃磚的折射率等于。
(4)如圖3所示,在實驗過程中畫出界面a后,不小心將玻璃磚向上平移了一些,導(dǎo)致界面面到圖中虛線位置,而在作光路圖時界面a仍為開始所畫的,則所測得的折射率將(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
4.(2023·黑龍江哈爾濱·哈師大附中??寄M預(yù)測)如圖所示的陰影部分ABC為一透明光學(xué)元件的橫截面,AC為圓心在O的圓弧面,ABCO構(gòu)成正方形?,F(xiàn)要測定該元件的折射率,可供選用的器材還有:大頭針、筆、刻度尺、圓規(guī)、平整的木板、圖釘、白紙。
I.某小組進(jìn)行了如下的實驗操作,請將步驟補充完整。(1)將白紙用圖釘固定在平整木板上,在白紙上畫出光學(xué)元件的橫截面圖,標(biāo)好對應(yīng)關(guān)系,把光學(xué)元件放在白紙上,使它的橫截面與圖中畫線對齊;(2)在O點豎直插大頭針P。(3)在D點豎直插大頭針,發(fā)現(xiàn)在AB外側(cè)無論怎樣調(diào)整視線都不能觀察到大頭針P和的像在一條直線上,則應(yīng)使連線OD與OA的角度(填“變大”或“變小”),才能在AB外側(cè)觀察到大頭針P和的像在一條直線上;(4)選擇合適的點豎直插大頭針,在BC外側(cè)調(diào)整視線觀察到大頭針P和的像在一條直線上,再豎直插上兩枚大頭針,使擋住,擋??;(5)移去大頭針和光學(xué)元件,記錄好、和的孔洞位置,在固定好的白紙上作出直角坐標(biāo)系,軸與OC重合,軸與OA重合,用刻度尺測出、和在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo),,。則此光學(xué)元件折射率測量值的表達(dá)式為;(用測量的坐標(biāo)值表示)Ⅱ.根據(jù)小組的實驗過程,下列哪些措施能夠提高實驗準(zhǔn)確程度。A.應(yīng)選用較粗的大頭針完成實驗B.應(yīng)選用較細(xì)的大頭針完成實驗C.插在光學(xué)元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應(yīng)適當(dāng)小些D.插在光學(xué)元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應(yīng)適當(dāng)大些Ⅲ.小組測得該元件折射率為2,光學(xué)元件圓弧面的半徑為R。若只考慮首次從圓弧AC直接射向AB和BC的光線,從插在O點的大頭針P射入圓弧AC的光中,有一部分不能從AB、BC面直接射出,則這部分光照射圓弧AC的弧長為。5.(2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中??寄M預(yù)測)如圖所示,某實驗小組的同學(xué)在“測量玻璃的折射率”實驗中,先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定,將玻璃磚平放在白紙上,然后在白紙上確定玻璃磚的界面和。O為直線AO與的交點。在直線AO上豎直地插上、兩枚大頭針。
(1)選出實驗接下來要完成的必要步驟并按順序填寫選項前的序號。A.在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針,使僅擋住的像B.在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針,使擋住的像和的像C.在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針,使僅擋住D.在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針,使擋住、的像和的像(2)過、作直線交于,連接。完成以上步驟后,實驗小組內(nèi)的同學(xué)采用不同的方式測量玻璃的折射率:①甲同學(xué)過O作直線垂直于。多次改變?nèi)肷浣?,測出對應(yīng)的折射角,建立平面直角坐標(biāo)系,作圖像如圖2所示,若圖像的斜率表示玻璃的折射率,則圖像的y軸、x軸表示的物理量依次為。A.、B.、C.、D.、②乙同學(xué)如圖3所示,以O(shè)為圓心作圓,與入射光線AO、折射光線分別交于E、F點,再過E、F點作的垂線,垂足分別為G、H點,用刻度尺測得,,則該玻璃磚的折射率數(shù)值為(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(3)一位同學(xué)在某次實驗中,準(zhǔn)確地畫好玻璃磚的界面和后,不慎將玻璃磚向下平移了一些,如圖4所示,而實驗的其他操作均正確,則折射率的測量值準(zhǔn)確值(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
6.(2023·安徽蕪湖·統(tǒng)考二模)在“測定玻璃的折射率”的實驗中,在白紙上放好平行玻璃磚,a和a′分別是玻璃磚與空氣的兩個界面,如圖(a)所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察,并插上大頭針P3,使其擋住P2、P1的像;接著插上大頭針P4,使其擋住P3、P2和P1的像,用“·”表示大頭針的位置,這樣大頭針P1、P2就確定了射入玻璃磚的光線。(1)根據(jù)以上信息,請在圖(a)中畫出光路圖。(2)正確做出光路圖后,測量a分界面上的入射角i和折射角r。多次改變?nèi)肷浣?,測得多組入射角和折射角,根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值,畫出了如圖(b)所示的圖像,由圖像可知該玻璃的折射率n=(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)如圖(c)所示,在實驗過程中畫出界面a后,不小心將玻璃磚向上平移了一些,導(dǎo)致界面a′畫到圖中虛線位置,而在作光路圖時界面a仍為開始所畫的,則所測得的折射率將(填“偏大”“偏小”或“不變”)。7.(2023·海南·統(tǒng)考模擬預(yù)測)某小組的甲、乙同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率,如圖1所示。(1)為了減小實驗誤差,下列操作正確的是。
A.必須選擇邊界平行的玻璃磚B.選擇的入射角應(yīng)盡量小些C.沒有刻度尺時,可以將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線D.大頭針和之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些(2)甲同學(xué)手頭有圓規(guī)和刻度尺但沒有量角器,在完成了光路圖以后,以點為圓心,為半徑畫圓,交延長線于點,過點和點作垂直法線的直線,與法線的交點分別為點和點,如圖2所示。用刻度尺測得的長度為的長度為,則玻璃磚的折射率(用測量的字母表示)。
(3)乙同學(xué)正確操作后,在實驗中多次改變?nèi)肷浣牵瑴y出多組相關(guān)角度,作出的圖像,如圖3所示,則此玻璃磚的折射率。8.(2023·湖北·校聯(lián)考模擬預(yù)測)在用“插針法”測量玻璃折射率的實驗中:(1)在“用兩面平行的玻璃磚測定玻璃折射率”的實驗中,其實驗光路圖如下圖所示,對實驗中的一些具體問題,下列說法正確的是。A.為減小作圖誤差,和的距離應(yīng)適當(dāng)小一些B.為減小測量誤差,和連線與玻璃磚界面法線的夾角應(yīng)適當(dāng)取大一些C.為減小誤差,應(yīng)當(dāng)選用寬度較大的玻璃磚完成實驗D.實驗中玻璃磚在紙上的位置不可移動,可用玻璃磚代替尺子畫出邊界線以固定玻璃磚在紙上的位置(2)甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面和后,不小心碰了玻璃磚使它向一側(cè)平移了少許,如圖2所示,他隨后實驗測出的折射率。(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。(3)乙同學(xué)在畫界面時,不小心將兩界面、間距畫得比玻璃寬度大些(仍然與平行),如圖3所示,他隨后實驗測得的折射率(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。(4)丙同學(xué)在畫界面時,不小心將界面畫歪了一些,如圖4所示,他隨后實驗測得的折射率。9.(2023·云南昆明·統(tǒng)考一模)某同學(xué)用插針法測量某種材料制成的三棱鏡的折射率,主要實驗步驟如下:(1)先在木板上鋪一張方格紙,方格紙上的小格子均為正方形,將棱鏡放在方格紙上,然后畫出棱鏡的界面,如圖所示.在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針和,用“?”表示大頭針的位置,然后在另一側(cè)透過棱鏡觀察,并依次插上大頭針和,利用相關(guān)實驗器材測出棱鏡的折射率,下列說法正確的有;A.只需擋住的像B.擋住的同時,還要擋住和的像C.該實驗除刻度尺外,還必須使用量角器D.該實驗僅需使用刻度尺,無需使用量角器(2)經(jīng)正確操作,四枚大頭針的位置如圖所示,請在圖上作出實驗光路圖;(3)依據(jù)光路圖,可得該棱鏡的折射率為(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。10.(2023·浙江·模擬預(yù)測)在“練習(xí)使用多用電表”實驗中。(1)用多用電表分別測量小燈泡兩端的電壓和通過的電流,如圖甲所示,多用電表在測量小燈泡的,A、B二根表筆中是紅表筆。(2)用多用電表的歐姆擋測量“2.5V、0.3A”小燈泡的電阻時,電表指針如圖乙所示,此時歐姆表使用的倍率是。(3)現(xiàn)用兩只多用電表測量該小燈泡的伏安特性曲線,連接好電路后,測量電壓用多用電表的2.5V擋,測電流用多用電表的500mA擋,如圖丙中測量電流的測量值是A。(4)小柯同學(xué)在學(xué)校里做了“測定玻璃的折射率的實驗”,到家里他發(fā)現(xiàn)就有一塊呈長方體的透明厚玻璃磚,他還找來了一支激光筆、一塊泡沫板、一張白紙、幾根牙簽,就開始做上了。他操作時發(fā)現(xiàn)當(dāng)牙簽遮擋住細(xì)激光束時,牙簽上會有耀眼光斑(如圖丁所示),此時按下牙簽,就可在白紙上記下激光束經(jīng)過的一個位置。請問小柯同學(xué)要完成圖戊光路至少需要幾根牙簽?A.1根
B.2根
C.3根
D.4根11.(2017·全國·統(tǒng)考一模)用圓弧狀玻璃磚做測定玻璃折射率的實驗時,先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚,在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針、,然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使的像被的像擋住,接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針和,使擋住和的像,擋住以及和的像,在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓,如圖甲所示,其中為兩圓弧圓心,圖中已畫出經(jīng)、點的入射光線。(1)在圖上補畫出所需的光路;(2)為了測出玻璃的折射率,需要測量入射角和折射角,請在圖中的分界面上畫出這兩個角;(3)用所測物理量計算折射率的公式為;(4)為了保證在弧面得到出射光線,實驗過程中,光線在弧面的入射角應(yīng)適當(dāng)(填“小一些”“無所謂”或“大一些”)(5)多次改變?nèi)肷浣?,測得幾組入射角和折射角,根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值,畫出了如圖乙所示的圖象,由圖象可知該玻璃的折射率12.(2022上·重慶九龍坡·高二重慶市育才中學(xué)??计谥校┠承〗M做測定玻璃的折射率實驗,所用器材有:玻璃磚,大頭針,刻度尺,量角器,圓規(guī),筆,圖釘,白紙。(1)某同學(xué)用圖釘將白紙按在繪圖板上,如圖甲所示,先在白紙上畫出一條直線aa'作為界面,過aa'上的一點O畫出界面的法線NN',并畫一條線段AO作為入射光線。把平行玻璃磚平放在白紙上,使它的長邊與aa'對齊,畫出玻璃磚的另一條長邊bb'。下列實驗操作步驟的正確順序是。①在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2,透過玻璃磚觀察大頭針P1、的像,調(diào)整視線的方向,直到P1的像被P2擋住。②移去玻璃磚,連接、P4并延長交bb'于O',連接OO'即為折射光線,入射角,折射角=∠O'ON'。③在觀察的這一側(cè)依次插兩枚大頭針P3、P4,使擋住P1、的像,P4擋住P1、的像及P3,記下P3、P4的位置。④改變?nèi)肷浣?,重?fù)實驗,記錄相關(guān)測量數(shù)據(jù)。⑤用量角器測出入射角和折射角。(2)如圖乙所示,一同學(xué)在紙上畫玻璃磚的兩個界面aa'和bb'時,不小心將兩界面aa'、bb'間距畫得比玻璃磚寬度大些,則測得的折射率。(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
實驗16:測量玻璃磚的折射率【5年58卷4考】類型角度教材實驗:測量玻璃的折射率(5年3考)教材實驗:利用光路的側(cè)移量測量(2023海南14題和2023廣東11題)插針法(5年2考)總結(jié):類型角度:常結(jié)合插針法進(jìn)行測量,也會利用光路的側(cè)移量測量??疾煲嘏c內(nèi)容:考查實驗器材的選取、實驗步驟和光路圖的畫法;重點考查對數(shù)據(jù)的處理、折射率的計算或表達(dá)式的書寫;重點關(guān)注對于實驗過程的誤差分析??键c1基本實驗要求1.實驗原理如圖1所示,當(dāng)光線AO以一定的入射角θ1穿過兩面平行的玻璃磚時,通過插針法找出跟入射光線AO對應(yīng)的出射光線O′B,從而求出折射光線OO′和折射角θ2,再根據(jù)n=eq\f(sinθ1,sinθ2)或n=eq\f(PN,QN′)計算出玻璃的折射率.圖12.實驗器材木板、白紙、玻璃磚、大頭針、圖釘、量角器、三角板、鉛筆.3.實驗步驟(1)用圖釘把白紙固定在木板上.(2)在白紙上畫一條直線aa′,并取aa′上的一點O為入射點,作過O點的法線NN′.(3)畫出線段AO作為入射光線,并在AO上插上P1、P2兩根大頭針.(4)在白紙上放上玻璃磚,使玻璃磚的一條長邊與直線aa′對齊,并畫出另一條長邊的對齊線bb′.(5)眼睛在bb′的一側(cè)透過玻璃磚觀察兩個大頭針并調(diào)整視線方向,使P1的像被P2的像擋住,然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像,再插上P4,使P4擋住P3和P1、P2的像.(6)移去玻璃磚,拔去大頭針,由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O′B及出射點O′,連接O、O′得線段OO′.(7)用量角器測量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.(8)改變?nèi)肷浣?,重?fù)實驗,算出不同入射角時的eq\f(sinθ1,sinθ2),并取平均值.4.注意事項(1)用手拿玻璃磚時,手只能接觸玻璃磚的毛面或棱,不能觸摸光潔的光學(xué)面,嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺子畫玻璃磚的另一邊bb′.(2)實驗過程中,玻璃磚在紙上的位置不可移動.(3)大頭針應(yīng)豎直地插在白紙上,且玻璃磚每兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)大一點,以減小確定光路方向時造成的誤差.(4)實驗時入射角不宜過小,否則會使測量誤差過大,也不宜過大,否則在bb′一側(cè)將看不到P1、P2的像.考點2數(shù)據(jù)處理及誤差分析1.?dāng)?shù)據(jù)處理(1)計算法:用量角器測量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.算出不同入射角時的eq\f(sinθ1,sinθ2),并取平均值.(2)作sinθ1-sinθ2圖象:改變不同的入射角θ1,測出不同的折射角θ2,作sinθ1-sinθ2的圖象,由n=eq\f(sinθ1,sinθ2)可知圖象應(yīng)為直線,如圖2所示,其斜率為折射率.圖2(3)“單位圓”法確定sinθ1、sinθ2,計算折射率n.以入射點O為圓心,以一定的長度R為半徑畫圓,交入射光線OA于E點,交折射光線OO′于E′點,過E作NN′的垂線EH,過E′作NN′的垂線E′H′.如圖3所示,sinθ1=eq\f(EH,OE),sinθ2=eq\f(E′H′,OE′),OE=OE′=R,則n=eq\f(sinθ1,sinθ2)=eq\f(EH,E′H′).只要用刻度尺量出EH、E′H′的長度就可以求出n.圖3A.高考真題感知1.(2023·廣東·統(tǒng)考高考真題)某同學(xué)用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率,實驗過程如下:(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上,用大頭針在白紙上標(biāo)記玻璃磚的邊界(2)①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的點水平入射,到達(dá)面上的點后反射到點射出.用大頭針在白紙上標(biāo)記點、點和激光筆出光孔的位置②移走玻璃磚,在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路,作連線的延長線與面的邊界交于點,如圖(a)所示
③用刻度尺測量和的長度和.的示數(shù)如圖(b)所示,為。測得為
(3)利用所測量的物理量,寫出玻璃磚折射率的表達(dá)式;由測得的數(shù)據(jù)可得折射率為(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(4)相對誤差的計算式為。為了減小測量的相對誤差,實驗中激光在點入射時應(yīng)盡量使入射角?!敬鸢浮?.251.51稍小一些【詳解】(2)③[1]刻度尺的最小分度為0.1cm,由圖可知,為2.25cm;(3)[2][3]玻璃磚折射率的表達(dá)式帶入數(shù)據(jù)可知(4)[4]相對誤差的計算式為,為了減小測量的相對誤差,實驗中要盡量稍大一些,即激光在點入射時應(yīng)盡量使入射角稍小一些。2.(2023·海南·統(tǒng)考高考真題)用激光測玻璃磚折射率的實驗中,玻璃磚與屏P平行放置,從另一側(cè)用激光筆以一定角度照射,此時在屏上的S1處有激光點,移走玻璃磚,光點移到S2處,回答下列問題:
(1)請畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖;(2)已經(jīng)測出AB=l1,OA=l2,S1S2=l3,則折射率n=(用l1、l2、l3表示);(3)若改用寬ab更小的玻璃磚做實驗,則S1S2間的距離會(填“變大”,“變小”或“不變”)?!敬鸢浮?/p>
變小【詳解】(1)[1]根據(jù)題意畫出光路圖如下圖所示
(2)設(shè)光線入射角為θ、折射角為α,則在C點根據(jù)折射定律有nsinθ=sinα由于射入玻璃磚的入射角是射出玻璃磚的折射角,則S1S2=CB根據(jù)幾何關(guān)系可知,聯(lián)立解得,(3)[3]若改用寬ab更小的玻璃磚做實驗,則畫出光路圖如下
可看出S1S2間的距離變小。3.(2021·浙江·統(tǒng)考高考真題)小明同學(xué)在做“測定玻璃的折射率”實驗時,發(fā)現(xiàn)只有3枚大頭針,他把大頭針A、B、C插在如圖所示位置,并測出了玻璃的折射率。請在答題紙相應(yīng)方框中畫出光路圖,標(biāo)出入射角i和折射角r,并寫出折射率n的計算式。【答案】【詳解】光路圖如圖所示根據(jù)折射定律可知。4.(2021·全國·高考真題)用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。實驗中用A、B兩個大頭針確定入射光路、C、D兩個大頭針確定出射光路,O和分別是入射點和出射點,如圖(a)所示。測得玻璃磚厚度為,A到過O點的法線的距離,M到玻璃磚的距離,到的距離為。(?。┣蟛AТu的折射率;(ⅱ)用另一塊材料相同,但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實驗,玻璃磚的截面如圖(b)所示。光從上表面入射,入射角從0逐漸增大,達(dá)到時,玻璃磚下表面的出射光線恰好消失。求此玻璃磚上下表面的夾角?!敬鸢浮浚╥)
(ii)15°【詳解】(i)從O點射入時,設(shè)入射角為α,折射角為β。根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)可得:再由折射定律可得玻璃磚的折射率:(ii)當(dāng)入射角為45°時,設(shè)折射角為γ,由折射定律:可求得:再設(shè)此玻璃磚上下表面的夾角為θ,光路圖如下:而此時出射光線恰好消失,則說明發(fā)生全反射,有:解得:由幾何關(guān)系可知:即玻璃磚上下表面的夾角:限時針對訓(xùn)練1.(2023·四川瀘州·統(tǒng)考一模)在“測玻璃的折射率”實驗中:(i)如圖甲,用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中,確定P3位置的方法是透過玻璃磚觀察,使P3擋住(選填“P1、P2”或“P1、P2的像”);(ii)小華同學(xué)正確確定P4位置,并確認(rèn)其他的操作步驟也都正確后,根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值畫出圖線,如圖乙所示,從圖線可求得玻璃磚的折射率是;(iii)小星同學(xué)在畫界面時,不小心將界面bb'畫歪了一些,如圖丙所示,他隨后實驗測得的折射率(選填“偏大”“偏小”“不變”或“偏大、偏小和不變都有可能”)【答案】P1、P2的像1.6偏大、偏小和不變都有可能【詳解】(i)[1]在插針P3時,透過玻璃磚觀察,使P3擋住P1、P2的像;(ii)[2]根據(jù)折射定律根據(jù)sinθ2-sinθ1圖像斜率可知,斜率折射率(iii)[3]紅線表示實際的光路圖而黑線是作圖時所采用的光路圖,可見,入射角沒有變化,折射角的測量值偏大,根據(jù)折射率公式可知小星同學(xué)測得的折射率與真實值相比偏?。患t線表示實際的光路圖而黑線是作圖時所采用的光路圖,可見,入射角沒有變化,折射角的測量值偏小,根據(jù)折射率公式可知小星同學(xué)測得的折射率與真實值相比偏大;光路如圖所示操作正確,與畫玻璃磚形狀無關(guān),所以小星同學(xué)測得的折射率與真實值相比不變。由上可知測得的折射率為偏大、偏小和不變都有可能。2.(2024·云南大理·云南省下關(guān)第一中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測)同學(xué)們用“插針法”測玻璃的折射率,如圖甲所示。
(1)下列說法正確的是。A.實驗中,可以將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線B.為了減小作圖誤差,大頭針、和、之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些C.測梯形玻璃磚、三角形玻璃磚和半圓形玻璃磚的折射率均可用“插針法”D.若光線的入射角較大,有可能在面發(fā)生全反射,所以在一側(cè)就看不到、的像(2)一位同學(xué)為了避免筆尖觸劃玻璃磚的折射面,畫出的比實際向外側(cè)平移了一些(如圖乙所示),其他操作均正確無誤,并仍以和為折射面畫出了光路圖,這樣測出的折射率將(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。(3)一位同學(xué)手頭有圓規(guī)和刻度尺但沒有量角器,在完成了光路圖以后,以O(shè)點為圓心,OA為半徑畫圓,交延長線于C點,過A點和C點作垂直法線的直線,與法線的交點分別為B點和D點,如圖丙所示。用刻度尺測得AB的長度為x1,CD的長度為x2,則玻璃磚的折射率(用測量的字母表示)?!敬鸢浮緽C偏小【詳解】(1)[1]A.實驗中,不能將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線,故A錯誤;B.大頭針和及和之間的距離適當(dāng)大些時,引起的角度誤差會減小,故B正確;C.只要操作正確,任何形狀的玻璃磚均可用“插針法”測量折射率,故C正確;D.由幾何知識可知,光線在上表面的折射角等于在下表面的入射角,根據(jù)光路可逆原理可知,光線一定會從下表面射出,折射光線不會在玻璃磚的下表面發(fā)生全反射,故D錯誤。(2)[2]如圖所示
作圖得到的光路圖和實際光路圖相比,入射角沒有變化,折射角的測量值偏大,由知折射率偏小。(3)[3]由幾何關(guān)系可知,則玻璃磚的折射率為3.(2023·安徽亳州·蒙城第一中學(xué)??既#┰凇皽y玻璃的折射率”實驗中:(1)如圖1,用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中,下列說法中正確的是。
A.若不小心用手觸摸了光學(xué)表面,不會影響測量B.為減少測量誤差,的連線與法線的夾角應(yīng)盡量小些C.為了減小作圖誤差,和的距離應(yīng)適當(dāng)取大些D.界面一定要與平行,否則會有誤差(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇,為了減小誤差,應(yīng)選用寬度(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量。(3)在該實驗中,光線是由空氣射入玻璃磚,根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值畫出的圖像如圖2所示,從圖像可知玻璃磚的折射率等于。
(4)如圖3所示,在實驗過程中畫出界面a后,不小心將玻璃磚向上平移了一些,導(dǎo)致界面面到圖中虛線位置,而在作光路圖時界面a仍為開始所畫的,則所測得的折射率將(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
【答案】C大1.5偏大【詳解】(1)[1]A.手拿光學(xué)元器件時切忌用手觸摸“工作面”,以防臟污甚至腐蝕光學(xué)面造成永久的損壞,故A錯誤;B.為減少測量誤差,入射角應(yīng)適當(dāng)大一些,即的連線與法線的夾角應(yīng)盡量大些,故B錯誤:C.為了減小作圖誤差,將出射光線確定得更準(zhǔn)確些,和的距離應(yīng)適當(dāng)取大些,故C正確:D.測折射率時,只要操作正確,與玻璃磚形狀無關(guān),故玻璃的兩個光學(xué)面不平行,對玻璃折射率的測定結(jié)果沒有影響,故D錯誤。故選C。(2)[2]如果有幾塊寬度不同的平行玻璃磚可供選擇,為了減小誤差,應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量,寬度越大,出射光線的側(cè)位移越大,折射角的測量越準(zhǔn)確,故為了減小誤差應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量。(3)[3]根據(jù)折射率定義公式有代入數(shù)據(jù)可得玻璃磚的折射率為(3)[4]在實驗過程中,畫出界面a后,不小心將玻璃磚向上平移了一些,導(dǎo)致界面畫到圖中虛線位置,而在作光路圖時界面a仍為開始所畫的,實際光線如圖中的所示,而作圖光線如圖中OQ所示,導(dǎo)致折射角偏小,所測得的折射率偏大。
4.(2023·黑龍江哈爾濱·哈師大附中??寄M預(yù)測)如圖所示的陰影部分ABC為一透明光學(xué)元件的橫截面,AC為圓心在O的圓弧面,ABCO構(gòu)成正方形?,F(xiàn)要測定該元件的折射率,可供選用的器材還有:大頭針、筆、刻度尺、圓規(guī)、平整的木板、圖釘、白紙。
I.某小組進(jìn)行了如下的實驗操作,請將步驟補充完整。(1)將白紙用圖釘固定在平整木板上,在白紙上畫出光學(xué)元件的橫截面圖,標(biāo)好對應(yīng)關(guān)系,把光學(xué)元件放在白紙上,使它的橫截面與圖中畫線對齊;(2)在O點豎直插大頭針P。(3)在D點豎直插大頭針,發(fā)現(xiàn)在AB外側(cè)無論怎樣調(diào)整視線都不能觀察到大頭針P和的像在一條直線上,則應(yīng)使連線OD與OA的角度(填“變大”或“變小”),才能在AB外側(cè)觀察到大頭針P和的像在一條直線上;(4)選擇合適的點豎直插大頭針,在BC外側(cè)調(diào)整視線觀察到大頭針P和的像在一條直線上,再豎直插上兩枚大頭針,使擋住,擋??;(5)移去大頭針和光學(xué)元件,記錄好、和的孔洞位置,在固定好的白紙上作出直角坐標(biāo)系,軸與OC重合,軸與OA重合,用刻度尺測出、和在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo),,。則此光學(xué)元件折射率測量值的表達(dá)式為;(用測量的坐標(biāo)值表示)Ⅱ.根據(jù)小組的實驗過程,下列哪些措施能夠提高實驗準(zhǔn)確程度。A.應(yīng)選用較粗的大頭針完成實驗B.應(yīng)選用較細(xì)的大頭針完成實驗C.插在光學(xué)元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應(yīng)適當(dāng)小些D.插在光學(xué)元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應(yīng)適當(dāng)大些Ⅲ.小組測得該元件折射率為2,光學(xué)元件圓弧面的半徑為R。若只考慮首次從圓弧AC直接射向AB和BC的光線,從插在O點的大頭針P射入圓弧AC的光中,有一部分不能從AB、BC面直接射出,則這部分光照射圓弧AC的弧長為。【答案】變小P和的像和P、的像BD【詳解】I.(3)[1]在AB外側(cè)無論怎樣調(diào)整視線都不能觀察到大頭針P和的像在一條直線上,說明光線發(fā)生了全反射,應(yīng)使連線OD與OA的角度減小,使入射角小于臨界角,不發(fā)生全反射;(4)[2][3]選擇合適的點豎直插大頭針,在BC外側(cè)調(diào)整視線觀察到大頭針P和的像在一條直線上,再豎直插上兩枚大頭針,使擋住P和的像,擋住和P、的像;(5)[4]設(shè)入射角i,折射角,則Ⅱ.[5]AB.應(yīng)選用較細(xì)的大頭針完成實驗,這樣可準(zhǔn)確確定光線的傳播方向,選項A錯誤,B正確;CD.插在光學(xué)元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應(yīng)適當(dāng)大些,這樣可減小確定光線方向時產(chǎn)生的誤差,選項C錯誤,D正確。故選BD。III.[6]因為,則所以臨界角所以射在圓弧AC正中央三分之一圓弧的光不能從AB和BC面射出,這部分光照射圓弧AC的弧長為。5.(2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中校考模擬預(yù)測)如圖所示,某實驗小組的同學(xué)在“測量玻璃的折射率”實驗中,先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定,將玻璃磚平放在白紙上,然后在白紙上確定玻璃磚的界面和。O為直線AO與的交點。在直線AO上豎直地插上、兩枚大頭針。
(1)選出實驗接下來要完成的必要步驟并按順序填寫選項前的序號。A.在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針,使僅擋住的像B.在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針,使擋住的像和的像C.在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針,使僅擋住D.在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針,使擋住、的像和的像(2)過、作直線交于,連接。完成以上步驟后,實驗小組內(nèi)的同學(xué)采用不同的方式測量玻璃的折射率:①甲同學(xué)過O作直線垂直于。多次改變?nèi)肷浣?,測出對應(yīng)的折射角,建立平面直角坐標(biāo)系,作圖像如圖2所示,若圖像的斜率表示玻璃的折射率,則圖像的y軸、x軸表示的物理量依次為。A.、B.、C.、D.、②乙同學(xué)如圖3所示,以O(shè)為圓心作圓,與入射光線AO、折射光線分別交于E、F點,再過E、F點作的垂線,垂足分別為G、H點,用刻度尺測得,,則該玻璃磚的折射率數(shù)值為(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(3)一位同學(xué)在某次實驗中,準(zhǔn)確地畫好玻璃磚的界面和后,不慎將玻璃磚向下平移了一些,如圖4所示,而實驗的其他操作均正確,則折射率的測量值準(zhǔn)確值(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】BDB1.45等于【詳解】(1)[1]在直線AO上豎直地插上、兩枚大頭針,然后在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針,使擋住的像和的像,最后在玻璃磚另一側(cè)插上大頭針,使擋住、的像和的像;故實驗接下來要完成的必要步驟是:BD。(2)①[2]根據(jù)折射定律可得可得可知圖像的斜率表示玻璃的折射率,即圖像的y軸、x軸表示的物理量依次為、。故選B。②[3]該玻璃磚的折射率為(3)[4]如圖所示
實線表示將玻璃磚向下平移后實際的光路圖,而虛線是作圖時采用的光路圖,通過比較發(fā)現(xiàn)入射角和折射角均沒有變化,由折射定律可知,折射率的測量值等于準(zhǔn)確值。6.(2023·安徽蕪湖·統(tǒng)考二模)在“測定玻璃的折射率”的實驗中,在白紙上放好平行玻璃磚,a和a′分別是玻璃磚與空氣的兩個界面,如圖(a)所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察,并插上大頭針P3,使其擋住P2、P1的像;接著插上大頭針P4,使其擋住P3、P2和P1的像,用“·”表示大頭針的位置,這樣大頭針P1、P2就確定了射入玻璃磚的光線。(1)根據(jù)以上信息,請在圖(a)中畫出光路圖。(2)正確做出光路圖后,測量a分界面上的入射角i和折射角r。多次改變?nèi)肷浣?,測得多組入射角和折射角,根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值,畫出了如圖(b)所示的圖像,由圖像可知該玻璃的折射率n=(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)如圖(c)所示,在實驗過程中畫出界面a后,不小心將玻璃磚向上平移了一些,導(dǎo)致界面a′畫到圖中虛線位置,而在作光路圖時界面a仍為開始所畫的,則所測得的折射率將(填“偏大”“偏小”或“不變”)?!敬鸢浮?/p>
1.5偏大【詳解】(1)[1]畫出的光路圖如圖所示
(2)[2]根據(jù)折射定律所以根據(jù)圖像得
解得(3)[3]如圖(c)所示,在實驗過程中畫出界面a后,不小心將玻璃磚向上平移了一些,導(dǎo)致界面a′畫到圖中虛線位置,而在作光路圖時界面a仍為開始所畫的,入射角i不變,導(dǎo)致折射角r偏小,則所測得的折射率將偏大。
7.(2023·海南·統(tǒng)考模擬預(yù)測)某小組的甲、乙同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率,如圖1所示。(1)為了減小實驗誤差,下列操作正確的是。
A.必須選擇邊界平行的玻璃磚B.選擇的入射角應(yīng)盡量小些C.沒有刻度尺時,可以將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線D.大頭針和之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些(2)甲同學(xué)手頭有圓規(guī)和刻度尺但沒有量角器,在完成了光路圖以后,以點為圓心,為半徑畫圓,交延長線于點,過點和點作垂直法線的直線,與法線的交點分別為點和點,如圖2所示。用刻度尺測得的長度為的長度為,則玻璃磚的折射率(用測量的字母表示)。
(3)乙同學(xué)正確操作后,在實驗中多次改變?nèi)肷浣牵瑴y出多組相關(guān)角度,作出的圖像,如圖3所示,則此玻璃磚的折射率。【答案】D1.51【詳解】(1)[1]A.作插針法測定折射率時,玻璃磚上下表面不一定要平行,故A錯誤;B.為了減小測量的相對誤差,選擇的入射角應(yīng)盡量大些,可減小相對誤差,效果會更好,故B錯誤;C.沒有刻度尺時,將玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線會增大實驗誤差,故C錯誤;D.大頭針和及和之間的距離適當(dāng)大些時,引起的角度誤差會減小,效果會好些,故D正確。故選D。(2)[2]根據(jù)題意,由幾何關(guān)系可知則玻璃磚的折射率為(3)[3]根據(jù)圖1,由折射定律可得,折射率為整理可得結(jié)合的圖像可得解得8.(2023·湖北·校聯(lián)考模擬預(yù)測)在用“插針法”測量玻璃折射率的實驗中:(1)在“用兩面平行的玻璃磚測定玻璃折射率”的實驗中,其實驗光路圖如下圖所示,對實驗中的一些具體問題,下列說法正確的是。A.為減小作圖誤差,和的距離應(yīng)適當(dāng)小一些B.為減小測量誤差,和連線與玻璃磚界面法線的夾角應(yīng)適當(dāng)取大一些C.為減小誤差,應(yīng)當(dāng)選用寬度較大的玻璃磚完成實驗D.實驗中玻璃磚在紙上的位置不可移動,可用玻璃磚代替尺子畫出邊界線以固定玻璃磚在紙上的位置(2)甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面和后,不小心碰了玻璃磚使它向一側(cè)平移了少許,如圖2所示,他隨后實驗測出的折射率。(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。(3)乙同學(xué)在畫界面時,不小心將兩界面、間距畫得比玻璃寬度大些(仍然與平行),如圖3所示,他隨后實驗測得的折射率(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。(4)丙同學(xué)在畫界面時,不小心將界面畫歪了一些,如圖4所示,他隨后實驗測得的折射率?!敬鸢浮緽C/CB不變偏小見解析【詳解】(1)[1]A.為減小作圖誤差,和的距離應(yīng)適當(dāng)大一些,A錯誤;B.和連線與玻璃磚界面法線的夾角適當(dāng)大一些,折射現(xiàn)象根明顯,誤差較小,B正確;C.寬度較大的玻璃磚,光在玻璃磚中的路程長,入射點與出射點距離較大,確定角度越準(zhǔn)確,誤差越小,C正確;D.不可用玻璃磚代替尺子,應(yīng)沿玻璃磚描點后,用尺子畫出玻璃磚界面,D錯誤。故選BC。(2)[2]根據(jù)題意,如圖入射角與折射角沒有誤差,測量的折射率不變。(3)[3]根據(jù)題意,如圖入射角不受影響,當(dāng)折射角的測量值大于真實值,根據(jù)因此測得折射率偏小。(4)[4]畫出的界面與真實界面存在交點,左側(cè)界面寬度變小,若光線從左側(cè)出射,則測得折射率偏大;若從交點出射,測得折射率不變,;若從右側(cè)出射,測得折射率偏小。故不能準(zhǔn)確說明測得折射率誤差,視情況而定。9.(2023·云南昆明·統(tǒng)考一模)某同學(xué)用插針法測量某種材料制成的三棱鏡的折射率,主要實驗步驟如下:(1)先在木板上鋪一張方格紙,方格紙上的小格子均為正方形,將棱鏡放在方格紙上,然后畫出棱鏡的界面,如圖所示.在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針和,用“?”表示大頭針的位置,然后在另一側(cè)透過棱鏡觀察,并依次插上大頭針和,利用相關(guān)實驗器材測出棱鏡的折射率,下列說法正確的有;A.只需擋住的像B.擋住的同時,還要擋住和的像C.該實驗除刻度尺外,還必須使用量角器D.該實驗僅需使用刻度尺,無需使用量角器(2)經(jīng)正確操作,四枚大頭針的位置如圖所示,請在圖上作出實驗光路圖;(3)依據(jù)光路圖,可得該棱鏡的折射率為(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)?!敬鸢浮緽D/DB1.33【詳解】(1)[1]AB.實驗的過程中,要先在白紙上放好玻璃磚,在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在玻璃磚另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住,接著在眼睛所在一側(cè)相繼又插上兩枚大頭針P3和P4,使P3同時擋住P1、P2的像,P4擋住P3及P1、P2的像,故A錯誤,B正確;CD.該實驗僅需使用刻度尺,無需使用量角器,故C錯誤,D正確。故選BD。(2)[2]光路圖如圖所示[3]根據(jù)折射定律可知需要測量入射角和折射角,運用刻度尺測量出入射角和折射角的正弦值,故折射率為10.(2023·浙江·模擬預(yù)測)在“練習(xí)使用多用電表”實驗中。(1)用多用電表分別測量小燈泡兩端的電壓和通過的電流,如圖甲所示,多用電表在測量小燈泡的,A、B二根表筆中是紅表筆。(2)用多用電表的歐姆擋測量“2.5V、0.3A”小燈泡的電阻時,電表指針如圖乙所示,此
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