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实验题 适中0.65 引用4 组卷506
某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BCEF,在半径OA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OP3OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为___________;光在该液体中速度为___________(真空中光速为c)。
(2)图中P3、P4两位置中___________(填“P3”或“P4”)所对应的折射率的值大。
(3)作AO的延长线交圆周于KK处所对应的折射率值应为___________
(4)甲乙两介质折射率分别为n1 n2,且n1大于n2。光在甲乙介质传播,当光由___________(填“甲传向乙”或“乙传向甲”)可能发生全反射。
22-23高二下·四川绵阳·期中
知识点:用插针法测介质折射率的实验步骤和数据处理发生全反射的条件、临界角 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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(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,并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时,应使___________(选填选项前的字母)。

   

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)为了减小实验误差,实验时应注意的是___________
A.入射角应尽量小些                    B.玻璃砖的宽度宜小一些
C.大头针应垂直插在纸面上          D.大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些
(3)某同学在画界面时,不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些,如下图所示,则他测得的折射率与真实值相比___________(选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”)。

   

(4)某研究小组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做两条互相垂直的直径BCEF。在半径OA上,垂直盘面插上两枚大头针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,而且总使水平液面与直径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。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。

   

①图中MN两位置对应的折射率大小关系为nM___________nN(填写“大于”、“等于”或者“小于”)
②若∠AOF=30°,则该仪器能够测量液体折射率的大小范围是___________
③沿KMNC,折射率刻度的特点是___________(填写“刻度均匀”、”越来越密”或者“越来越疏”)
如图甲所示,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,平行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AOaa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1P2两枚大头针。

   

(1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是___________
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P3P1P2的像
(2)过 P3P4作直线交 bb'于O',连接 OO',过O作垂直于aa'的直线NN',测量图甲中角αβ的大小。则玻璃砖的折射率 n=___________
(3)对实验中的一些具体问题,下列说法中正确的是___________
A.入射角越小,折射率的测量越准确
B.为了减小作图误差,P3P4的距离应适当取大些
C.如果在界面aa'光的入射角大于临界角,光将不会进入玻璃砖
D.不论光以什么角度从aa'射入,经一次折射后达到界面bb'都能射出
E.如下图所示,如果误将玻璃砖的边bb'画到cc' (cc'与bb'平行), 折射率的测量值将偏小

   

(4)该小组同学根据所学的光学知识,设计了一个液体折射率测量仪,如下图所示。在一圆盘上,过其圆心O作两条互相垂直的直径BCEF,选取某条半径AO(测量出∠AOF=θ), AO的延长线与圆周交点标记为K,在半径OA上,垂直盘面插下两枚大头针P1P2,并保持P1P2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P1P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1P2的像,小组成员通过计算,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,就可直接读出所测液体折射率的值。关于该液体折射率测量仪,则下列说法正确的是___________

   

A. K处所对应的折射率的值应为1
B. P3处对应的折射率的值大于P4处对应的折射率的值
C.该测量仪的量程与选定的θ值相关, θ越小量程越大
D.对于任何折射率的液体,在KC部分总能观察到大头针P1P2的像
E.对于给定的θ值,若相邻两个刻度的折射率差值相同,则圆周KC部分折射率刻度不均匀,靠近C刻度稀疏,靠近K刻度密集

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