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题目
题型:不详难度:来源:
(8分)某研究性学习小组利用插针法可以测量半圆形玻璃砖的折射率。实验探究方案如下:在白纸上做一直线MN,并做出它的一条垂线AB,将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上,它的直边与直线MN对齐,在垂线AB上插两个大头针P1和P2,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)为了确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路,最少应插_______枚大头针。
(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,并用“×”表示,作出光路图.为了计算折射率,应该测量的量(在光路图上标出)有___________,计算折射率的公式是______________。
答案
(1)  1  
(2)入射角i和折射角r      

(包括光路图每空各2分)
解析

试题分析:(1)本实验入射光线与MN垂直,进入玻璃砖后不改变方向,与半圆面有一个交点,只需要在找到出射光线上一个点就可以确定出射光线的方向,所以只需要再插1枚大头针就行了。
(2)利用光的折射计算折射率,需要知道入射角i和折射角r,光的折射率为
点评:中等难度。本实验是通过测量入射角和折射角,查其正弦值,再代人中求玻璃的折射率.本实验存在两个缺点:第一,麻烦;第二,易产生较大误差.下面介绍一种改进方法:找到入射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO、OO"(或OO"的延长线)交于C点和D点,过C、D两点分别向法线NN"作垂线,交NN"于C"、D"点,用直尺量出CC"和DD"的长,如图所示.

,又OC=OD=R,因此玻璃的折射率.用同样的方法再多测几组值,求出n,然后求平均值,即为所求玻璃砖的折射率.显然,以边长替代入射角、折射角的正弦值既方便又准确.
核心考点
试题【(8分)某研究性学习小组利用插针法可以测量半圆形玻璃砖的折射率。实验探究方案如下:在白纸上做一直线MN,并做出它的一条垂线AB,将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O】;主要考察你对杨氏干涉实验等知识点的理解。[详细]
举一反三
在做测定玻璃折射率的实验时:甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面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,则测得n值将      ;(填“变大”、“变小”、或“不变”,下同)

乙同学为了避免笔尖接触玻璃面,画出的A"B"和C"D"都比实际侧面向外侧平移了一些, 如图所示,以后的操作均正确,画光路图时将入射点和折射点都确定在A"B" 和C"D"上,则测得n值将       

丙同学在操作和作图时均无失误,但所用玻璃砖的两面明显不平行如图,这时测得n值将    
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(8分)在“利用双缝干涉测定光波波长”的实验中,准备了下列仪器
A.白炽灯B.双窄缝片C.单窄缝片D.滤光片 E.毛玻璃光屏
(1)把以上仪器安装在光具座上,自光源起合理的顺序是      (填字母);
(2)在某次实验中,用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹,其中亮纹的位置利用测量头上的分划板确定,如图所示。其中表示第1条亮纹位置(如图甲)的测量头读数为     mm,表示第n条亮纹位置(如图乙)的测量头读数为       mm。

(3)若在(2)中测得的两读数之差的绝对值用△X表示,已知双缝间的距离为d,双缝到光屏的距离为L,则该单色光的波长可表示为λ=         
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现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长。

(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_________、A。
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用米尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意___________________和___________________。
(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图中手轮上的示数________mm,求得相邻亮纹的间距Δx为_______mm。

(4)已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式λ=________,求得所测红光波长为__________nm。
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(1)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、丙两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__________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
乙同学测得的折射率与真实值相比__________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
(2)如图甲、乙所示是螺旋测微器和游标卡尺测量工件长度时的情形。螺旋测微器读数为_________mm。游标卡尺读数为__________mm。
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如图甲所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×m,屏上P点距双缝的路程差为7.95×m,则在这里出现的应是       (选填“明条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将      (选填“变宽”、“变窄”或“不变”).
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