(1)某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率(如圖所示).實(shí)驗(yàn)的主要過(guò)程如下:
a.把白紙用圖釘釘在木板上,在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,在白紙上畫(huà)一條線段 AO表示入射光線.
b.把半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊aa′與Ox軸重合.
c.用一束平行于紙面的激光從y>0區(qū)域沿y軸負(fù)方向射向玻璃磚,并沿x軸方向調(diào)整玻璃磚的位置,使這束激光從玻璃磚底面射出后,仍沿y軸負(fù)方向傳播.
d.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2
e.在坐標(biāo)系的y<0的區(qū)域內(nèi)豎直地插上大頭針P3,并使得從P3一側(cè)向玻璃磚方向看去,P3能同時(shí)擋住觀察P1和P2的視線.
f.移開(kāi)玻璃磚,作OP3連線,用圓規(guī)以O(shè)點(diǎn)為圓心畫(huà)一個(gè)圓(如圖中虛線所示),此圓與AO線交點(diǎn)為B,與OP3連線的交點(diǎn)為C.確定出B點(diǎn)到x軸、y軸的距離分別為x1、y1、,C點(diǎn)到x軸、y軸的距離分別為x2、y2
①根據(jù)上述所確定出的B、C兩點(diǎn)到兩坐標(biāo)軸的距離,可知此玻璃折射率測(cè)量值的表達(dá)式為n=______.
②若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在y<0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2,其原因可能是:______.
(2)在“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)的主要操作步驟如下:
a.取一根符合實(shí)驗(yàn)要求的擺線,下端系一金屬小球,上端固定在O點(diǎn);
b.在小球靜止懸掛時(shí)測(cè)量出O點(diǎn)到小球球心的距離l;
c.拉動(dòng)小球使細(xì)線偏離豎直方向一個(gè)不大的角度(約為5°),然后由靜止釋放小球;
d.用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t.
①用所測(cè)物理量的符號(hào)表示重力加速度的測(cè)量值,其表達(dá)式為g=______;
②若測(cè)得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值,造成這一情況的原因可能是______.(選填下列選項(xiàng)前的序號(hào))
A.測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),把擺線的長(zhǎng)度當(dāng)成了擺長(zhǎng)
B.?dāng)[線上端未牢固地固定于O點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線越擺越長(zhǎng)
C.測(cè)量周期時(shí),誤將擺球(n-1)次全振動(dòng)的時(shí)間t記為了n次全振動(dòng)的時(shí)間,并由計(jì)算式T=t/n求得周期
D.?dāng)[球的質(zhì)量過(guò)大
③在與其他同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)方案并糾正了錯(cuò)誤后,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,他決定用圖象法處理數(shù)據(jù),并通過(guò)改變擺長(zhǎng),測(cè)得了多組擺長(zhǎng)l和對(duì)應(yīng)的周期T,并用這些數(shù)據(jù)作出T2-l圖象如圖甲所示.若圖線的斜率為k,則重力加速度的測(cè)量值g=______.
④這位同學(xué)查閱資料得知,單擺在最大擺角θ較大時(shí)周期公式可近似表述為T=2(1+sin2).為了用圖象法驗(yàn)證單擺周期T和最大擺角θ的關(guān)系,他測(cè)出擺長(zhǎng)為l的同一單擺在不同最大擺角θ時(shí)的周期T,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的圖線.根據(jù)周期公式可知,圖乙中的縱軸表示的是______,圖線延長(zhǎng)后與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為_(kāi)_____
【答案】分析:(1)①根據(jù)折射定律n=結(jié)合幾何關(guān)系求解;②若從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2,其原因可能是入射光發(fā)生了全反射;
(2)根據(jù)單擺的周期公式,得到重力加速度的表達(dá)式,再分析造成重力加速度測(cè)量值偏大的原因.由單擺周期公式的變形公式求出T2-L關(guān)系表達(dá)式,即可求g,圖象是一次函數(shù),表示成線性關(guān)系.
解答:解:(1)①設(shè)圓的半徑為R,根據(jù)幾何知識(shí)得,sinr=,sini=
根據(jù)折射定律n=得:
n=
②若從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2,其原因可能是沿P1、P2方向入射光在玻璃磚底邊的界面上發(fā)生了全反射;
(2)根據(jù)已知條件可知,T=
根據(jù)單擺的周期公式得:
T=2
解得:g=
A、測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),把擺線長(zhǎng)當(dāng)成擺長(zhǎng)時(shí),擺長(zhǎng)l偏小,測(cè)得的重力加速度數(shù)值應(yīng)小于實(shí)際值.故A錯(cuò)誤.
B、擺線上端沒(méi)有系牢,擺動(dòng)過(guò)程因松動(dòng)而使擺線變長(zhǎng),則所測(cè)單擺的實(shí)際周期T偏大,所以所測(cè)重力加速度偏小,故B錯(cuò)誤;
C、將擺球(n-1)次全振動(dòng)的時(shí)間t記為了n次全振動(dòng)的時(shí)間,根據(jù)g=可知,g偏大,故C正確;
D、重力加速度與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤;
故選C
③根據(jù)單擺的周期公式得:
T=2
所以T2=4π2=,所以T2-L圖象中的斜率k=,即g=
④實(shí)驗(yàn)中得到的線性圖線,根據(jù)T=2(1+sin2)得:sin2=,所以sin2與T成一次函數(shù)關(guān)系,
所以圖乙中的縱軸表示的是sin2,圖線延長(zhǎng)后與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為
故答案為:(1);沿P1、P2方向入射光在玻璃磚底邊的界面上發(fā)生了全反射;(2);C;;sin2;
點(diǎn)評(píng):(1)本題采用單位圓法測(cè)量玻璃磚的折射率,是數(shù)學(xué)知識(shí)在物理實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用,簡(jiǎn)單方便.(2)解決本題的關(guān)鍵掌握單擺的周期公式T=2,會(huì)通過(guò)g=,分析因擺長(zhǎng)、周期的誤差而引起重力加速度的誤差.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率(如圖所示).實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下:
A.把白紙用圖釘釘在木板上,在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,在白紙上畫(huà)一條線段AO表示入射光線;
B.把半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊aa′與Ox軸重合,且圓心恰好位于O點(diǎn);
C.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2;
D.在坐標(biāo)系的y<0的區(qū)域內(nèi)豎直地插上大頭針P3,并使得從P3一側(cè)向玻璃磚方向看去,P3能同時(shí)擋住P1和P2的像;
E.移開(kāi)玻璃磚,作OP3連線,用圓規(guī)以O(shè)點(diǎn)為圓心畫(huà)一個(gè)圓(如圖中虛線所示),此圓與AO線交點(diǎn)為B,與OP3連線的交點(diǎn)為C.測(cè)出B點(diǎn)到x、y軸的距離分別為l1、d1,C點(diǎn)到x、y軸的距離分別為l2、d2
(1)根據(jù)測(cè)出的B、C兩點(diǎn)到兩坐標(biāo)軸的距離,可知此玻璃折射率測(cè)量值的表達(dá)式為:n=
d2
d1
d2
d1

(2)若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在y<0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2像,其原因可能是:
P1P2確定的光在aa′介面上入射角太大,發(fā)生了全反射
P1P2確定的光在aa′介面上入射角太大,發(fā)生了全反射

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(1)某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率(如圖所示).實(shí)驗(yàn)的主要過(guò)程如下:
a.把白紙用圖釘釘在木板上,在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,在白紙上畫(huà)一條線段 AO表示入射光線.
b.把半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊aa′與Ox軸重合.
c.用一束平行于紙面的激光從y>0區(qū)域沿y軸負(fù)方向射向玻璃磚,并沿x軸方向調(diào)整玻璃磚的位置,使這束激光從玻璃磚底面射出后,仍沿y軸負(fù)方向傳播.
d.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2
e.在坐標(biāo)系的y<0的區(qū)域內(nèi)豎直地插上大頭針P3,并使得從P3一側(cè)向玻璃磚方向看去,P3能同時(shí)擋住觀察P1和P2的視線.
f.移開(kāi)玻璃磚,作OP3連線,用圓規(guī)以O(shè)點(diǎn)為圓心畫(huà)一個(gè)圓(如圖中虛線所示),此圓與AO線交點(diǎn)為B,與OP3連線的交點(diǎn)為C.確定出B點(diǎn)到x軸、y軸的距離分別為x1、y1、,C點(diǎn)到x軸、y軸的距離分別為x2、y2
①根據(jù)上述所確定出的B、C兩點(diǎn)到兩坐標(biāo)軸的距離,可知此玻璃折射率測(cè)量值的表達(dá)式為n=
 

②若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在y<0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2,其原因可能是:
 

(2)在“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)的主要操作步驟如下:
a.取一根符合實(shí)驗(yàn)要求的擺線,下端系一金屬小球,上端固定在O點(diǎn);
b.在小球靜止懸掛時(shí)測(cè)量出O點(diǎn)到小球球心的距離l;
c.拉動(dòng)小球使細(xì)線偏離豎直方向一個(gè)不大的角度(約為5°),然后由靜止釋放小球;
d.用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t.
①用所測(cè)物理量的符號(hào)表示重力加速度的測(cè)量值,其表達(dá)式為g=
 
;
②若測(cè)得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值,造成這一情況的原因可能是
 
.(選填下列選項(xiàng)前的序號(hào))
A.測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),把擺線的長(zhǎng)度當(dāng)成了擺長(zhǎng)
B.?dāng)[線上端未牢固地固定于O點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線越擺越長(zhǎng)
C.測(cè)量周期時(shí),誤將擺球(n-1)次全振動(dòng)的時(shí)間t記為了n次全振動(dòng)的時(shí)間,并由計(jì)算式T=t/n求得周期
D.?dāng)[球的質(zhì)量過(guò)大
③在與其他同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)方案并糾正了錯(cuò)誤后,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,他決定用圖象法處理數(shù)據(jù),并通過(guò)改變擺長(zhǎng),測(cè)得了多組擺長(zhǎng)l和對(duì)應(yīng)的周期T,并用這些數(shù)據(jù)作出T2-l圖象如圖甲所示.若圖線的斜率為k,則重力加速度的測(cè)量值g=
 

④這位同學(xué)查閱資料得知,單擺在最大擺角θ較大時(shí)周期公式可近似表述為T=2π
l
g
(1+
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sin2
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).為了用圖象法驗(yàn)證單擺周期T和最大擺角θ的關(guān)系,他測(cè)出擺長(zhǎng)為l的同一單擺在不同最大擺角θ時(shí)的周期T,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的圖線.根據(jù)周期公式可知,圖乙中的縱軸表示的是
 
,圖線延長(zhǎng)后與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為
 

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科目:高中物理 來(lái)源:2011-2012學(xué)年四川省資陽(yáng)市高二下學(xué)期期末考試物理試卷(帶解析) 題型:實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率(如圖所示).實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下:
A.把白紙用圖釘釘在木板上,在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,在白紙上畫(huà)一條線段AO表示入射光線;
B.把半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊aa′與Ox軸重合,且圓心恰好位于O點(diǎn);
C.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2
D.在坐標(biāo)系的y<0的區(qū)域內(nèi)豎直地插上大頭針P3,并使得從P3一側(cè)向玻璃磚方向看去,P3能同時(shí)擋住P1和P2的像;
E.移開(kāi)玻璃磚,作OP3連線,用圓規(guī)以O(shè)點(diǎn)為圓心畫(huà)一個(gè)圓(如圖中虛線所示),此圓與AO線交點(diǎn)為B,與OP3連線的交點(diǎn)為C.測(cè)出B點(diǎn)到x、y軸的距離分別為l1、d1,C點(diǎn)到x、y軸的距離分別為l2、d2

(1)根據(jù)測(cè)出的B、C兩點(diǎn)到兩坐標(biāo)軸的距離,可知此玻璃折射率測(cè)量值的表達(dá)式為:
n=___________.
(2)若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在y<0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2像,其原因可能是:_______________________________________________________.

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科目:高中物理 來(lái)源:2013屆四川省資陽(yáng)市高二下學(xué)期期末考試物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率(如圖所示).實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下:

A.把白紙用圖釘釘在木板上,在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,在白紙上畫(huà)一條線段AO表示入射光線;

B.把半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊aa′與Ox軸重合,且圓心恰好位于O點(diǎn);

C.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2;

D.在坐標(biāo)系的y<0的區(qū)域內(nèi)豎直地插上大頭針P3,并使得從P3一側(cè)向玻璃磚方向看去,P3能同時(shí)擋住P1和P2的像;

E.移開(kāi)玻璃磚,作OP3連線,用圓規(guī)以O(shè)點(diǎn)為圓心畫(huà)一個(gè)圓(如圖中虛線所示),此圓與AO線交點(diǎn)為B,與OP3連線的交點(diǎn)為C.測(cè)出B點(diǎn)到x、y軸的距離分別為l1、d1,C點(diǎn)到x、y軸的距離分別為l2、d2

(1)根據(jù)測(cè)出的B、C兩點(diǎn)到兩坐標(biāo)軸的距離,可知此玻璃折射率測(cè)量值的表達(dá)式為:

n=___________.

(2)若實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)在y<0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2像,其原因可能是:_______________________________________________________.

 

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