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题型:简答题
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简答题 · 6 分

某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图6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:                                          。

正确答案

见解析。

解析

①y2/y1

②沿P1 P2方向的入射光线在玻璃砖底边的界面上发生了全反射。

知识点

测定玻璃的折射率
1
题型:简答题
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简答题 · 18 分

(1)某同学用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。他在地面上用测力计测量砝码的重力,示数为G。他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力,发现测力计的示数小于G,由此判断此时电梯的运动状态可能是_______。

(2)用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是_______。

(3)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示,使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上,该直线垂直于玻璃砖的直径边,然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动,同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像,且P2的像挡住P1的像。如此观察,当玻璃砖转到图中虚线位置时,上述现象恰好消失。此时只需测量出玻璃砖直径边绕O点转过的角度,即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率_______。

(4)某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx,现备有下列器材:

A. 电流表(量程100 μA,内阻约为 2 kΩ);

B. 电流表(量程500 μA,内阻约为300 Ω);

C. 电压表(量程15 V,内阻约为100 kΩ);

D. 电流表(量程50 V,内阻约为500 kΩ);

E. 直流电源(20 V,允许最大电流1 A);

F. 滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,额定功率1 W);

G. 电键和导线若干。

电流表应选_______,电压表应选_______。(填字母代号)

该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:

① ______________;②  ______________ 。

正确答案

(1)减速上升或加速下降

(2)1.706mm

(3)

(4)B,C;电流表应采用内接的方法,滑动变阻器应采用分压器方式的接法

解析

(1)物体处于失重状态,加速度方向向下,故而可能是减速上升或加速下降。

(2)注意副尺一定要有估读。读数为1.5+20.6×0.01mm=1.706mm。因为个人情况不同,估读不一定一致,本题读数1.704-1.708都算正确。

(3)由题意可知,当玻璃砖转过某一角度θ时,刚好发生全反射,在直径边一侧观察不到P1、P2的像,做出如图所示的光路图可知,当转过角度θ时有

(4):电学实验选择仪器的一般步骤如下:① 根据量程选择电流表和电压表,不能超过表的量程,不能量程太大导致表的读数偏小;② 根据题中关键语句,如精确测量,从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路;分压电路滑动变阻器选择小阻值,限流电路滑动变阻器选择大阻值;③ 选择电流表的内外接法,一般的原则是“大内偏大,小外偏小”;也可以根据之间的关系来判断,当 时,采用电流表的外接法,反之选择电流表内接法。

1)本题中,待测电阻Rx的阻值约为25kΩ,直流电源电动势为20V,经粗略计算电路中最大的电流约为,所以电流表选择B;虽然电压表C的量程不足,但是相比起来电压表D的量程超过太多,读数偏小,所以电压表选择C表。

2)根据本题解析的第②、③两条原则可知电路图的问题为:①电流表应采用内接的方法;②滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。

知识点

牛顿运动定律的应用-超重和失重伏安法测电阻螺旋测微器的使用测定玻璃的折射率
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)如图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧,旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是_____________。

(A)A、B均不变

(B)A、B均有变化

(C)A不变,B有变化

(D)A有变化,B不变

(2)“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D,在插入第四个大头针D时,要使它________,如图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边,根据该图可算得玻璃的折射率n=________,(计算结果保留两位有效数字)

(3)地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3.5 km/s的S波,另一种是传播速度约为7.0 km/s的P波,一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3 min,假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1.2 s,求震源与监测点之间的距离x和S波的波长λ。

正确答案

(1)C 

(2)挡住C及A、B的像 1.8(1.6~1.9都算对)

(3)1 260 km 4.2 km

解析

(1)白炽灯光属于非偏振光,通过偏振片P后的自然光变成了偏振光,当P转动时,通过偏振片P后光强不变,B、D两项错误;同时,P的偏振方向发生变化,使B处光强发生变化,A项错误,C项正确。

(2)

插入大头针D时要使大头针D挡住大头针C和大头针B、A的像。

连接AB延长交界面a于点O,连接CD延长交界面b于点O′,过O点作垂线FG,连接OO′,以O点为圆心、1.5 cm长为半径画圆,分别交AB、OO′于E、Q两点,分别过E、Q向GF作垂线EG、FQ,并用毫米刻度尺测其长度,如图所示,根据可得:

(3)设P波的传播时间为t,则x=vPt,x=vS(t+t)

解得,代入数据得x=1 260 km

由λ=vST,解得λ=4.2 km

知识点

光的偏振测定玻璃的折射率
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

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”)。

正确答案

①B D     

      

③小于

解析

知识点

测定玻璃的折射率
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

(1)在做“测定玻璃的折射率”的实验中,先在白纸上放好玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像。如图所示,aa' 和bb' 分别是玻璃砖与空气的两个界面,用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1和P2的光线,该光线与界面aa' 交于O点,MN表示法线。

①请将光路图画完整,并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ1和折射角θ2

②该玻璃砖的折射率可表示为n=________。(用θ1和θ2表示)

(2)利用图1装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

①除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的还有________。(选填器材前的字母)

A. 大小合适的铁质重锤

B. 体积较大的木质重锤

C. 刻度尺

D. 游标卡尺

E. 秒表

②图2是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC

重锤质量用m表示,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量∣ΔEp∣=________,动能的增加量ΔEk=________。

③实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是________

A.该误差属于偶然误差

B.该误差属于系统误差

C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差

D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差

④在实验过程中,下列实验操作和数据处理正确的是________

A. 释放重锤前,使纸带保持竖直

B. 做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放重锤

C. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,可测量该点到O点的距离h,再根据公式计算,其中g应取当地的重力加速度

D.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度

⑤某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒。

若实验中重锤所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2-h图像是图3中的哪一个________

正确答案

见解析。

解析

(1)①如图

(2)①AC    

②mghB

③BD    

④ABD       

⑤A

知识点

验证机械能守恒定律测定玻璃的折射率
1
题型:简答题
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简答题 · 18 分

21.(1)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa'和 bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图 1 所示,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察并依次插上 P3和 P4。在插 P3和 P4时,应使

A.P3只挡住 P1的像

B.P4只挡住 P2的像

C.P3同时挡住 P1、P2的像

(2)用单摆测定重力加速度的实验如图 2 所示。

①组装单摆时,应在下列器材中选用(选填选项前的字母)。

A.长度为 1m 左右的细线

B.长度为 30cm 左右的细线

C.直径为 1.8cm 的塑料球

D.直径为 1.8cm 的铁球

②测出悬点 O 到小球球心的距离(摆长)L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t。

则重力加速度 g=(用 L,n,t 表示)

③下表是某同学记录的 3 组实验数据,并做了部分计算处理。

请计算出第 3 组实验中的 T=(  )s, g=(  ) m/s2

④用多组实验数据做出 T2-L 图像,也可以求出重力加速度 g,已知三位同学做出的 T2-L 图线的示意图如图 3 中的 a,b,c 所示,其中 a 和 b 平行,b 和 c 都过原点,图线 b 对应的 g 值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线 b,下列分析正确的是(选填选项前的字母)(      )

A.出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L

B.出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次

C.图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值

⑤某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图 4 所示,由于家里只有一根量程为 30cm 的刻度尺,于是他在细线上的 A 点做了一个标 记,使得选点 O 到 A 点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,通过改变 O、A 间细线长度以改变摆长。实验中,当 O、A 间细线的长度分别为 l1、l2时,测得相应单摆的周期为 T1、T2,由此可得重力加速度 g=(      )(用 l1、l2、T1、T2表示)


正确答案

(1) C

(2) ① AD

③ 2.01,9.76

④ B

解析

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知识点

用单摆测定重力加速度测定玻璃的折射率
1
题型:简答题
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简答题 · 6 分

22.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

同学乙设计的表格

(2)如图所示,P1、P2、P3、P4为所插4技大头针的位置,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,(                 );

④过P3、P4作直线,即为出射光线。

正确答案

(1)甲

(2)直到的像被挡住,定下的位置

解析

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知识点

测定玻璃的折射率
1
题型:简答题
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简答题 · 14 分

26.(Ⅰ)学校开展研究性学习,某研究小组的同学根据所学的光学知识,设计了一个测量液体折射率的仪器,如图所示,在一个圆盘上,过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF,在半径上,垂直盘面插下两枚大头针P1、P2,并保持P1、P2位置不变,每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1、P2的像,同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值.则:

(1)若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为________ .

(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大?答:_______     _.

(3)作AO的延长线交圆周于K,K处所对应的折射率值应为________  .

(Ⅱ).用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(约100Ω).

电源E,电动势约为6.0V,内阻很小;      电流表A1 (量程50mA  内阻为r1=20Ω)

电流表A2 (量程300mA ,内阻约为4Ω)   定值电阻R0,阻值R0=20Ω

滑动变阻器R,最大阻值10Ω                 单刀单掷开关S,导线若干。

①要求测量中尽量减小误差,并测多组数据.试在虚线框中画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).

②根据你所画的电路原理图,完成右图所示的实物连线图

③若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=____________.

正确答案

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知识点

测定玻璃的折射率
1
题型:简答题
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简答题 · 18 分

19.(1)用三棱镜做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插上两枚大头针 P1和 P2,然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使 P1的像被 P2挡住.接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像.P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓 如图甲所示

①请在甲图上画出测量所需的光路;

②若在测量过程中,先画好三棱镜轮廓(如图乙实线所示)但在放置三棱镜的位置时,却发生了微小的平移(移至图中的虚线位置,底边仍重合),则以AB作为分界面,三棱镜材料折射率的测量值(         ) 三棱镜玻璃材料折射率的真实值(填“大于”、“小于”、“等于”)。

(2)一个电压表Vo,量程3V,内阻约为1KΩ。为进一步测量Vo的内阻,有甲、乙两个电路可选择。备选器材有:

    

电流表A1:量程3mA;内阻约100Ω

电流表A2:量程0.6A;内阻约5Ω

电压表V1:量程3V, 内阻R1=1.2KΩ

电压表V2:量程15V,内阻R2=5KΩ

滑动变阻器R3:0~50Ω;

滑动变阻器R4:0~3000Ω。

电源E:6V电池组,内阻不计。

①若选用甲电路,电流表应选用(       ),变阻器应选用(       );

若选用乙电路,电压表应选用(       ),变阻器应选用(       )。

②若选用乙电路,待测电压表和选用表示数为Uo和U,则测得是压表的内阻Ro=_______          (用Uo、U 、R1、R2、等字母表示)。改变变阻器阻值,多测几次取平均值,可减小(       )误差(填系统或偶然)

正确答案

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知识点

测定玻璃的折射率
1
题型:简答题
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简答题 · 6 分

22.某同学用插针法测量平行玻璃砖的折射率,作出光路如图所示,过点作法线交玻璃砖于点和点,过点延长入射光线交点.

(1)设的长度为的长度为的长度为

长度为的长度为,为方便地测量出玻璃砖的折射率,

需用刻度尺测量的量至少有(            )(选填 、),则计算玻璃砖折射率的表达式为=(            ) .

(2)为减少测量时带来的实验误差,入射角应适当(              )(选填“大”或“小”)一些.

正确答案


解析

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知识点

测定玻璃的折射率
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹,要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以

A增大S1与S2的间距

B减小双缝屏到光屏的距离

C将绿光环卫红光

D将绿光环卫紫光

正确答案

C

解析

由于双缝干涉中,相邻条纹间距离,增大S1与S2的间距d,相邻条纹间距离Δx减小,A错误;减小双缝屏到光屏的距离L,相邻条纹间距离Δx减小,B错误;将绿光换为红光,使波长λ增大,相邻条纹间距离Δx增大,C正确;将绿光换为紫光,使波长λ减小,相邻条纹间距离Δx减小,D错误。

知识点

用双缝干涉测光的波长
1
题型:简答题
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简答题 · 6 分

在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图):

①  下列说法哪一个是错误的_______。(填选项前的字母)

(A)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝

(B)测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐

(C)为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距

②测量某亮纹位置时,手轮上的示数如右图,其示数为___mm。

正确答案

①A     

②1.970mm

解析

①调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,无须放上单缝和双缝。

②主尺的示数为1.5mm(半毫米刻度线已经露出),可动尺的示数为47.0×0.01mm=0.470mm,总的示数为(1.5+0.470)mm=1.970mm.

知识点

用双缝干涉测光的波长
1
题型:填空题
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填空题 · 12 分

(1)某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到题12B-1(甲)图所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如题12B-1(乙) 图所示。他改变的实验条件可能是       。

A.减小光源到单缝的距离

B.减小双缝之间的距离

C.减小双缝到光屏之间的距离

D.换用频率更高的单色光源  

(2)在“探究单摆的周期与摆长的关系冶实验中,某同学准备好相关实验器材后,把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放,同时按下秒表开始计时,当单摆再次回到释放位置时停止计时,将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处,请对其中两处加以改正。

(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见题12B-2图。一束光以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n,厚度为d,两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t。

正确答案

解析

解析:(1)由条纹间距可知减小光源到单缝间距离,对条纹间距没有影响,A项错误,减小双缝间距d,可以增大条纹间距,B项正确;减小双缝到屏的距离L,条纹间距会减小,C项错误;换用更高频率的光,波长会减小,条纹间距减小,D项错误。

(2)①应从单摆运动到最低点开始计时时,此位置容易判断,计时误差较小②为了减小偶然误差,可以多次测量多次全振动的时间,然后取平均值求周期。

(3)设光在鳞片中的折射角为,折射定律

在鳞片中传播的路程,传播速度,传播时间

解得,同理在空气中传播的时间

知识点

探究单摆的周期与摆长的关系用双缝干涉测光的波长
1
题型:填空题
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填空题 · 5 分

利用图中装置研究光的双缝干涉现象时,有下面几种说法,其中正确的是

(A)将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄

(B)将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽

(C)换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄

(D)去掉滤光片后,干涉现象消失

正确答案

A  B  C 

解析


知识点

用双缝干涉测光的波长
1
题型:简答题
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简答题 · 6 分

22.某同学用插针法测量平行玻璃砖的折射率,作出光路如图所示,过点作法线交玻璃砖于点和点,过点延长入射光线交点.

(1)设的长度为的长度为的长度为

长度为的长度为,为方便地测量出玻璃砖的折射率,

需用刻度尺测量的量至少有(            )(选填

 、),则计算玻璃砖折射率的表达式为=(            ) .

(2)为减少测量时带来的实验误差,入射角应适当 (            ) (选填“大”或“小”)一些.

正确答案

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

测定玻璃的折射率
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