Question

18．在做“測(cè)定玻璃磚的折射率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(huà)出邊界aa′和bb′；
④在aa′上選擇一點(diǎn)O，作為不同入射角的入射光線的共同入射點(diǎn)，畫(huà)出入射角i分別為0°、30°、45°的入射光線；
⑤用“插針?lè)ā狈謩e得到各條入射光線的折射光線，觀察時(shí)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(huà)折射光線中有兩條相交，量出各個(gè)折射角r；
⑥按公式分別計(jì)算$\frac{sini}{sinr}$，取三個(gè)值的算術(shù)平均值．
Ⅰ．以上步驟中有錯(cuò)誤或不妥的幾處是③、④、⑤．（填選項(xiàng)前的序號(hào)）
Ⅱ．為了減小實(shí)驗(yàn)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(cè)定玻璃磚的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，某人在畫(huà)玻璃磚下界面bb′時(shí)，上界面與aa′直線離開(kāi)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(cè)得玻璃磚的折射率比真實(shí)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(shí)驗(yàn)原理，確定實(shí)驗(yàn)步驟．在白紙上應(yīng)先畫(huà)出兩個(gè)邊界、法線和入射光線，再用實(shí)驗(yàn)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(huì)大些，角度的相對(duì)誤差會(huì)減��；
Ⅲ、該同學(xué)操作時(shí)，同學(xué)在畫(huà)玻璃磚下界面bb′時(shí)，上界面與aa′直線離開(kāi)了一段距離，作出光路圖，分析測(cè)得的入射角和折射角受到的影響，通過(guò)折射定律就能分析誤差．

解答 解：I、其中有錯(cuò)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(duì)齊，移開(kāi)玻璃磚后再畫(huà)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(shí)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(cè)量角度引起的誤差較小，可減小實(shí)驗(yàn)誤差，故A正確．
B、入射角θ₁盡量大些，折射角也會(huì)大些，角度的相對(duì)誤差會(huì)減��；故B錯(cuò)誤．
C、為了準(zhǔn)確確定入射光線和折射光線，減小實(shí)驗(yàn)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(guò)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(huì)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(shí)線是實(shí)際光線，虛線是該同學(xué)所作的光線，可見(jiàn)，該同學(xué)利用插針?lè)ù_定入射光線、折射光線后，按虛線光路測(cè)得的入射角不受影響，但測(cè)得的折射角比真實(shí)的折射角偏大，根據(jù)折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$，測(cè)得的折射率偏小，故B正確，ACD錯(cuò)誤．
故答案為：I、③、④、⑤；
Ⅱ、ACD；
Ⅲ、B．

點(diǎn)評(píng) 本題在理解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步合理安排實(shí)驗(yàn)步驟，關(guān)鍵在于如何確定出射光線；
用插針?lè)�測(cè)定玻璃磚折射率時(shí)，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(duì)誤差，提高精度；
解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，區(qū)分哪個(gè)是實(shí)際光路，哪個(gè)是作圖所用的光路，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析誤差．