Question

（1）某組同學(xué)為了測量截面為正三角形的三棱鏡玻璃折射率，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的左側(cè)插上兩枚大頭針P₁和P₂，然后在棱鏡的右側(cè)觀察到P₁和P₂的像．當(dāng)P₁的像恰好被P₂的像擋住時，插上大頭針P₃和P₄，使P₃擋住P₁、P₂的像，P₄擋住P₃和P₁、P₂的像．在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓（實線）如圖1所示．
①小明在測量過程中，放置三棱鏡的位置向右發(fā)生了微小的平移（移至圖2中的虛線位置，底邊仍重合），仍以AB作為分界面，三棱鏡玻璃折射率的測量值

 

其真實值（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
②小虎在測量過程中，放置三棱鏡的位置向左發(fā)生了微小的平移（移至圖3中的虛線位置，底邊仍重合），仍以AB作為分界面，三棱鏡玻璃折射率的測量值

 

其真實值（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）
①實驗時測量出鉤碼的質(zhì)量為m、滑塊的質(zhì)量為M，滑塊上遮光條的寬度為d．圖甲中滑塊運動前遮光條到光電門的距離為S，然后將鉤碼和滑塊從圖示位置同時靜止釋放到遮光條通過光電門，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為△t，本實驗通過比較

 

和

 

（用已知量和測量的物理量符號表示）在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，從而驗證了系統(tǒng)的機械能守恒．
②假如用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度如圖4所示，則遮光條的寬度為

 

cm；由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為l.3×10^-2s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為

 

m/s．

Answer 1

分析：（1）測量截面為三棱鏡玻璃折射率的折射定律n=

sini

sinr

．①②通過作出三棱鏡的位置向右發(fā)生了微小的平移后實際的光路圖與作圖時的光路圖進行對比，分析入射角和折射角的變化，由折射定律分析折射率的誤差．
（2）鉤碼的重力勢能減小，鉤碼和滑塊的動能增加，驗證系統(tǒng)機械能守恒的方程是：mgS=

1

2

(M+m)v2，用v=

d

△t

求解．
（3）如圖，游標(biāo)卡尺的主尺最小分度是1mm，游標(biāo)尺是10分度，每一分度表示0.1mm，讀出讀數(shù)，再求出速度．

解答：解：（1）①小明在測量過程中，放置三棱鏡的位置向右發(fā)生了微小的平移（移至圖2中的虛線位置，底邊仍重合），仍以AB作為分界面，作出光路圖，如圖2所示，入射角不變，而折射角的測量值偏小，則由n=

sini

sinr

得知，折射率的測量值偏�。�
②小虎在測量過程中，放置三棱鏡的位置向左發(fā)生了微小的平移（移至圖3中的虛線位置，底邊仍重合），仍以AB作為分界面，作出光路圖，如圖2所示，入射角不變，而折射角的測量值偏大，則折射率的測量值偏�。�
（3）①鉤碼的重力勢能減小，鉤碼和滑塊的動能增加，驗證系統(tǒng)機械能守恒的方程是：
mgS=

1

2

(M+m)v2=

1

2

(M+m)(

d

△t

)2．
②遮光條的寬度為0.52cm．
③滑塊經(jīng)過光電門時運動近似看成勻速運動，其瞬時速度為v=

d

△t

=

0.52×10-2

1.3×10-2

m/s=0.40m/s
故答案為：
（1）大于，小于；
（2）①mgS，

1

2

(M+m)(

d

△t

)2．
②0.52，0.40

點評：對于物理實驗，其原理是核心，分析原理分析誤差、確定實驗方法等等．本題中采用近似的方法，求滑塊通過光電門的速度，用勻速運動近似代替勻加速運動．