- 测定玻璃的折射率
- 共14题
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
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
②
③小于
解析
略
知识点
(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
(2)①AC
②mghB,
③BD
④ABD
⑤A
知识点
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
②
③ 2.01,9.76
④ B
⑤
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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)直到及的像被挡住,定下的位置
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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