Question

18．（1）在“測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，小朱同學(xué)在實(shí)驗(yàn)桌上看到方木板上有一張白紙，白紙上有如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材，他認(rèn)為缺少一種器材，請你寫出所缺器材的名稱：刻度尺．老師將器材配齊后，他進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖乙是他在操作過程中的一個(gè)狀態(tài)，請你指出第四枚大頭針應(yīng)在圖乙中的位置B（填“A”、“B”或“C”）．

 （2）小紅利用方格坐標(biāo)紙測定玻璃的折射率，如圖丙所示，AO是畫在紙上的直線，她在直線AO適當(dāng)位置豎直插上P₁、P₂兩枚大頭針，放上半圓形玻璃磚（如圖丙中粗黑線所示），然后插上P₃、P₄兩枚大頭針，以確定折射光線．其中她確定P₃大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng)是：透過玻璃磚看，P₃大頭針擋住P₁、P₂兩枚大頭針的像．操作完成后，她用圓規(guī)作了一個(gè)以O(shè)為圓心，半徑與玻璃磚半徑相同的半圓（如圖丙中虛線所示），則她測出玻璃的折射率n=1.5．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，及提供的實(shí)驗(yàn)器材，即可求解；
（2）測定半圓形玻璃磚的折射率的原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$．
他確定P₃大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng)是透過玻璃磚看，P₃大頭針擋住P₁、P₂兩枚大頭針的像．②作出法線，過圓與入射光線與折射光線的交點(diǎn)作法線的垂線，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識求出入射角和折射角的正弦值，求出折射率．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)桌上看到方木板上有一張白紙，白紙上有如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材，還缺少刻度尺；
依據(jù)光的折射定律，及玻璃磚上下表面平行，那么出射光線與入射光線相互平行，因此第四枚大頭針應(yīng)在圖乙中的位置B處，如圖所示；

（2）透過玻璃磚看，P₃大頭針擋住P₁、P₂兩枚大頭針的像．
如圖，作出法線，過圓與入射光線與折射光線的交點(diǎn)作法線的垂線CA和DB，由數(shù)學(xué)知識得：
入射角和折射角的正弦值分別為：
   sini=$\frac{CA}{CO}$，sinr=$\frac{BD}{DO}$
其中，CO=DO，則折射率n=$\frac{sinr}{sini}$=$\frac{BD}{CA}$=$\frac{6}{4}$=1.5．
故答案為：
（1）刻度尺；  B；（2）透過玻璃磚看，P₃大頭針擋住P₁、P₂兩枚大頭針的像；1.5．

點(diǎn)評 考查光的折射定律的應(yīng)用，理解出射光線與入射光線平行的條件；
本題采用單位圓法測量玻璃磚的折射率，是數(shù)學(xué)知識在物理實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用，簡單方便．