- 光的折射:折射率
- 共2037题
在双缝干涉测光的波长的实验中,所用双缝间距d=2mm,双缝到屏的间距L=86.4cm,手轮的初始读数为1=2.12mm,转动手轮,分划板中心刻线移动到第13条线,手轮凑数
2=5.54mm,求通过滤光片后的波长.
正确答案
6.6×10-7m
,代入公式
可求出
的值
(1)小球作直线运动时的频闪照片如图所示.已知频闪周期T=0.1s,小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺量得)分别为OA=6.51cm,AB=5.59cm,BC=4.70cm,CD=3.80cm,DE=2.89cm,EF=2.00cm
小球在位置A时速度大小VA=______m/s,小球运动的加速度a=______m/s2
(2)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示,其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确,且均以aa′、bb′为界面画光路图.
则甲同学测得的折射率与真实值相比______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
乙同学测得的折射率与真实值相比______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
丙同学测得的折射率与真实值相比______.
正确答案
(1)小球在位置A时速度大小vA==
×10-2m/s=0.605m/s
根据匀变速直线运动的推论:△x=aT2得:
CD-OA=3a1T2
DE-AB=3a2T2
EF-BC=3a3T2
小球的加速度为a==
代入解得,a=-0.9m/s2
(2)如图1.甲同学测定折射率时,作出的折射光线如图中虚线所示,实线表示实际光线,可见折射角增大,则由折射定律n=可知,折射率n将偏小;用图②测折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关,故乙同学测得的折射率与真实值相比不变;用图③测折射率时,折射角可能偏小,可能偏大,也可能不变,所以测得的折射率可能偏大、可能偏小,也可能不变.
故答案为:(1)0.605-0.9
(2)偏小 不变 可能偏大、可能偏小、可能不变
(1)图(a)所示螺旋测微器的读数为______ mm;图(b)所示游标卡尺的读数为______ cm.
(2)如图C示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3.图中MN为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点.
①设AB的长度为L1,AO的长度为L2,CD的长度为L3,DO的长度为L4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量______,则玻璃砖的折射率可表示为______.
②该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,由此测得玻璃砖的折射率将______ (填“偏大”、“偏小”或“不变”).
正确答案
(1)螺旋测微器的固定刻度读数为3.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以最终读数为3.700mm.
游标卡尺的固定刻度读数为6mm,游标读数为0.1×2mm=0.2mm,所以最终读数为6mm+0.2mm=6.2mm=0.62cm.
故本题答案为:3.700,0.62;
(2)①根据几何知识得,入射角的正弦sini=,折射角的正弦sinr=
=
,又BO=OC,则折射率为n=
=
.故需要测量的量有l1 和l3;
②该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,折射光线将顺时针转动,而作图时仍以MN为边界,AD为法线,则入射角不变,折射角减小,由折射率公式律n=可知,测得玻璃砖的折射率将偏大.
故答案为:①l1 和l3;n=;②偏大.
(1)在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确的操作,插好了4枚大头针P1、P2和P3、P4,如图所示.
①在坐标线上画出完整的光路图,并标出入射角θ1和折射角θ2;
②对你画出的光路图进行测量,求出该玻璃的折射率n=______(结果保留2位有效数字).
(2)某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线.
①甲同学要描绘一个标有“3.6V,1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线,除了导线和开关外,还有下列器材可供选择:
电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)
直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
电流表A1(量程350mA,内阻约为1Ω)
电流表A2(量程150mA,内阻约为2Ω)
滑动变阻器R1(阻值0~200Ω)
滑动变阻器R2(阻值0~10Ω)
实验中电流表应选______,滑动变阻器应选______;(填写器材代号)
以下的四个电路中应选用______进行实验.
②乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线,如图3所示.然后他用图4所示的电路给三个元件分别供电,并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值,分别标在图3上,它们是A点和B点.已知R0=9.0Ω,则该电源的电动势EE′=______V,内电阻r′=______Ω.这个电源给元件3供电时,元件3的电功率P=______W.
正确答案
(1)光路图如图所示.入射角的正弦sinθ1≈,折射角的正弦sinθ2=
,则折射率n=
=
≈1.4.
(2)①灯泡的额定电流I==0.33A,可知选择量程为350mA的电流表,误差较小,即选择A1.从测量的精确度考虑,滑动变阻器选择总电阻为10Ω的误差较小,即选择R2.
因为电压、电流需从零开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,灯泡的电阻大约R==10.8Ω,远小于电压表内阻,属于小电阻,电流表采用外接法误差较小.故选A.
②将电阻R0等效到电源的内部,连接A、B两点并交于横轴和纵轴,该图线为电源外电压与电流的关系图线.如图.
当电流为0时,外电压为3V,知电源的电动势为3V,内阻r=-9.0=1.0Ω.此时元件3的电流和电压分别为:0.2A,1.0V,则P=UI=0.2W.
故答案为:(1)①答案如下图所示,
②1.4
(2)①A1,R2,A ②3.0,1.0,0.2.
一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的光线不能通过此表面。现要测定此玻璃的折射率。给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器。实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直。在纸上画出直线aa'和bb', aa'表示镀银的玻璃表面,bb'表示另一表面,如图所示。然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图)。用P1、P2的连线表示入射光线。
(1)为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4?
_______________________________________________________________________。
试在题图中标出P3、P4的位置。
(2)然后,移去玻璃砖与大头针。试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2。简要写出作图步骤。
_______________________________________________________________________。
(3)写出用表θ1、θ2示的折射率公式n=____________。
正确答案
(1)在bb'一侧观察P1、P2(经bb'折射、aa'反射,再经bb'折射后)的像,在适当的位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即让P3挡住的P1、P2像;再插上P4,让它挡住P1、P2像和P3。P3、P4的位置如图。
(2)①过P1、P2作直线与bb'交于O;
②过P3、P4作直线与bb'交于O';
③利用刻度尺找到OO'的中点M;
④过O点作的垂线CD,过M点作bb'的垂线与aa'相交于N点,如图所示,连接ON;
⑤θ1,
θ2。
(3)
如图是“测定玻璃的折射率”实验结果的一张记录图。
(1)表示实物的符号:C是___________,P1、P2、P3、P4是___________。
(2)根据实验记录在图中完成光路图。
(3)若提供量角器,则必测的量是___________,被测玻璃的折射率的表达式n = ___________。
正确答案
(1)玻璃砖,大头针
(2)“略”
(3)入射角i、折射角γ,
在做测定玻璃折射率的实验时:
(1)甲同学在纸正确画出玻璃的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,如图甲所示,其后的操作都正确,但画光路图时,将折射点确定在ab和cd上,则测出的n值将______.(填”偏小、不变、偏大”)
(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面,画出的a′b′和c′d′都比实际侧面外侧平
移了一些,如图乙所示,以后的操作都是正确的,画光路时将入射点和折射点都确定在a′b′和c′d′上,则测出的n值将______.(填”偏小、不变、偏大”)
正确答案
(1)作出光路图如图所示,实线是实际的光路,虚线是作图的光路,由几何知识可知,入射角与折射角没有误差,则由折射定律n=可知,测出的n值将不变.
(2)作出光路图如图所示,实线是实际的光路,虚线是作图的光路,可知入射角不变,但折射角变大,由由折射定律n=可知,测出的n值将偏小.
故答案为:(1)不变(2)偏小
在测定玻璃折射率的实验中:
(1)某同学实验插针的步骤如下:
A.在表示入射光线的AO上插上大头针P1、P2;
B.通过玻璃砖观察P2、P1,调整视线,直到P1的像被P2的像挡住;
C.在观察一侧插上大头针P3、P4,记下P3、P4的位置。
这位同学在操作中的重要疏漏是______________________。
(2)以通过P1、P2的直线OA与玻璃砖的交点O为圆心,以某一适当长度R为半径画圆,与OA交于P,与OO′的延长线交与Q,如图所示,从P、Q两点分别作玻璃砖界面的法线NN′的垂线,垂足分别为P′、Q′,用刻度尺量得PP′=45mm,QQ′=30mm,则玻璃砖的折射率为___________。
正确答案
(1)插针时应使P3挡住P2、P1的像,P4挡住P3以及P2、P1的像
(2)1.5
做测定玻璃折射率实验时,同学们被分成若干实验小组,以下是其中某两个实验小组的实验情况:
(1)甲组在实验时,用他们测得的多组入射角i与折射角γ作出sini~sinγ图像,如图甲所示,请你判断下列说法哪些是正确的_____________。
A、做实验时,研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象
B、玻璃的折射率为0.67
C、玻璃的折射率为1.5
D、玻璃临界角的正弦值为0.67
(2)乙组同学通过实验在图乙所示的坐标系中标出三个点的位置坐标,其中A(8,3)、B(1,-4)、C(7,-4)分别为折射光线、入射光线、反射光线通过的三点,且坐标系中,y≥0处为真空,y<0处为某介质。
①请在图中画出三条光线;
②入射点O的坐标为_____________;
③通过数据和光路图可以求得该介质的折射率n= _____________。
正确答案
(1)ACD
(2)①
②(4,0)
③
利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。实验方法如下:在白纸上作一直线MN,并作出它的一条垂线AB。将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上,它的直径与直线MN重合。在垂线AB上插两个大头针P1和P2(如图),然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针,可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路,从而求出玻璃的折射率.实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外,还有量角器等.
(1)某学生用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内,无论从何处观察都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像,原因是______________。为了观察到像,他应采取的措施是(选填:向左,向右,向上,向下)______________平移半圆柱形玻璃砖。
(2)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置(用“×”表示)并作出光路图。为了计算折射率,应该测量的量有______________(在光路图上标出),计算折射率的公式是______________。
正确答案
(1)光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后到达圆弧面MN上发生全反射现象;向上
(2)图如下;入射角i和折射角r;n=
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