Question

18．在做“測定玻璃磚的折射率”的實驗時，某同學(xué)操作步驟如下：
①將記錄光路的白紙鋪放在平木板上；
②手拿玻璃磚的毛面或棱，將其輕放在白紙上；
③用鉛筆環(huán)繞玻璃磚畫出邊界aa′和bb′；
④在aa′上選擇一點O，作為不同入射角的入射光線的共同入射點，畫出入射角i分別為0°、30°、45°的入射光線；
⑤用“插針法”分別得到各條入射光線的折射光線，觀察時著重看大頭針針帽是否在一條直線上，取下玻璃磚、大頭針，連接各針孔，發(fā)現(xiàn)所畫折射光線中有兩條相交，量出各個折射角r；
⑥按公式分別計算$\frac{sini}{sinr}$，取三個值的算術(shù)平均值．
Ⅰ．以上步驟中有錯誤或不妥的幾處是③、④、⑤．（填選項前的序號）
Ⅱ．為了減小實驗誤差，應(yīng)該注意的是ACD
A．玻璃磚的寬度應(yīng)大些
B．入射角應(yīng)盡量小些
C．大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上
D．大頭針G₁、G₂及G₃、G₄之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些
Ⅲ．在“測定玻璃磚的折射率”的實驗中，某人在畫玻璃磚下界面bb′時，上界面與aa′直線離開了一段距離，但aa′與bb′仍然平行，如圖2所示，如果其他操作不變，他測得玻璃磚的折射率比真實值將B
A．偏大 B．偏小 C．仍然準(zhǔn)確 D．以上均有可能．

Answer 1

分析 I、根據(jù)實驗原理，確定實驗步驟．在白紙上應(yīng)先畫出兩個邊界、法線和入射光線，再用實驗確定出射光線，從而可用作圖法確定玻璃磚中的折射光線．
Ⅱ、玻璃磚的寬度宜大些、P₁、P₂及P₃、P₄之間的距離適當(dāng)大些，這樣引起的角度的誤差較小，可提高精度．入射角θ₁盡量大些，折射角也會大些，角度的相對誤差會減�。�
Ⅲ、該同學(xué)操作時，同學(xué)在畫玻璃磚下界面bb′時，上界面與aa′直線離開了一段距離，作出光路圖，分析測得的入射角和折射角受到的影響，通過折射定律就能分析誤差．

解答 解：I、其中有錯誤或者不妥之處的是：③、④、⑤；
在③中應(yīng)使直尺與玻璃磚的界面對齊，移開玻璃磚后再畫邊界線；
在④中入射角要取0⁰以外的五組數(shù)據(jù)；
在⑤中大頭針要豎直插牢，觀察時看針腳是否在同一條直線上．
Ⅱ、A、玻璃磚的寬度宜大些，相同的入射角，光線偏折較大，測量角度引起的誤差較小，可減小實驗誤差，故A正確．
B、入射角θ₁盡量大些，折射角也會大些，角度的相對誤差會減��；故B錯誤．
C、為了準(zhǔn)確確定入射光線和折射光線，減小實驗誤差，大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上．故C正確．
D、折射光線是通過隔著玻璃磚觀察成一條直線確定的，大頭針間的距離太小，引起的角度會較大，故P₁、P₂及P₃、P₄之間的距離適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度．故D正確．
Ⅲ、
如圖所示，實線是實際光線，虛線是該同學(xué)所作的光線，可見，該同學(xué)利用插針法確定入射光線、折射光線后，按虛線光路測得的入射角不受影響，但測得的折射角比真實的折射角偏大，根據(jù)折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$，測得的折射率偏小，故B正確，ACD錯誤．
故答案為：I、③、④、⑤；
Ⅱ、ACD；
Ⅲ、B．

點評 本題在理解實驗原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步合理安排實驗步驟，關(guān)鍵在于如何確定出射光線；
用插針法測定玻璃磚折射率時，玻璃磚的寬度和入射角都應(yīng)較大，可減小角度引起的相對誤差，提高精度；
解決本題的關(guān)鍵掌握實驗的原理，區(qū)分哪個是實際光路，哪個是作圖所用的光路，根據(jù)實驗原理分析誤差．