Question

（1）如圖1所示，某同學在“測定玻璃的折射率”的實驗中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa′和bb′．O為直線AO與aa′的交點．在直線OA上豎直地插上P₁、P₂兩枚大頭針．
①該同學接下來要完成的必要步驟有

 

A．插上大頭針P₃，使P₃僅擋住P₂的像
B．插上大頭針P₃，使P₃擋住P₁的像和P₂的像
C．插上大頭針P₄，使P₄僅擋住P₃
D．插上大頭針P₄，使P₄擋住P₃和P₁、P₂的像
②過P₃、P₄作直線交bb′于O′，過O′作垂直于bb′的直線NN′，連接OO′．測量圖1中角α和β的大小．則玻璃磚的折射率n=

 

．
③如圖2所示，該同學在實驗中將玻璃磚界面aa′和bb′的間距畫得過寬．若其他操作正確，則折射率的測量值

 

準確值（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）在“測定金屬的電阻率”的實驗中，某同學進行了如下操作：
①用毫米刻度尺測量接入電路中的金屬絲的有效長度l．再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑D，某次測量結果如圖3所示，則這次測量的讀數D=

 

mm．
②為了合理選擇實驗方案和器材，首先使用歐姆表（×1擋）粗測擬接入電路的金屬絲的阻值R．歐姆調零后，將表筆分別與金屬絲兩端連接，某次測量結果如圖4所示，則這次測量的讀數R=

 

Ω．
③使用電流表和電壓表準確測量金屬絲的阻值．為了安全、準確、方便地完成實驗，除電源（電動勢為4V，內阻很小）、待測電阻絲、導線、開關外，電壓表應選用

 

，電流表應選用

 

，滑動變阻器應選用

 

（選填器材前的字母）．
A．電壓表V₂（量程3V，內阻約3kΩ）
B．電壓表V₁（量程15V，內阻約15kΩ）
C．電流表A₁（量程600mA，內阻約1Ω）
D．電流表A₂（量程3A，內阻約0.02Ω）
E．滑動變阻器R₁（總阻值10Ω，額定電流2A）       
F．滑動變阻器R₂（總阻值100Ω，額定電流2A）
④若采用圖5所示的電路測量金屬絲的電阻，電壓表的左端應與電路中的

 

點相連（選填“a”或“b”）．若某次測量中，電壓表和電流表讀數分別為U和I，請用上述直接測量的物理量（D、l、U、I）寫出電阻率ρ的計算式：ρ=

 

．
⑤銅        1.710-8Ω?m鎢        5.310-8Ω?m康銅      5.010-7Ω?m錳銅      4.410-7Ω?m鎳鉻合金  1.110-6Ω?m
所列的是一些材料在20°C時的電阻率．實驗中使用的金屬絲是方框中列出的某一種材料．某次實驗中，測得金屬絲的長度為52.80cm，直徑為0.495mm，阻值為2.9Ω．則金屬絲的材料為

 

（選填金屬名稱）．

Answer 1

分析：（1）①測定玻璃磚折射率的原理是折射定律n=

sinβ

sinα

．確定P₃大頭針的位置的方法是大頭針P₃能擋住P₁、P₂的像．確定P₄大頭針的位置的方法是大頭針P₄能擋住P₁、P₂P₃的像．
②應根據折射定律n=

sinβ

sinα

，求出折射率，取各組所測量的折射率的平均值．
③作圖時，玻璃磚應與所畫的邊界相齊．該同學的做法中，出射光線的側向偏移距離小于理論的側向偏移距離，所以測量出的折射角要小于真實的折射角
（2）①螺旋測微器在讀數時，要先讀主尺刻度，再讀可動刻度
②歐姆表讀數完成后要乘以倍率；
③電流表和電壓表在使用的過程中，要使指針盡量偏轉到

1

3

～

2

3

之間；分壓式接法中，滑動變阻器要選擇小電阻．
④由于待測電阻的電阻值比較小，所以要使用電流表外接法，即要連在b端；
根據歐姆定律：R=

U

I

和電阻定律：R=ρ

L

S

即可求解；
⑤先計算出電阻率，再根據計算的結果判定．

解答：解：（1）①確定P₃大頭針的位置的方法是大頭針P₃能擋住P₁、P₂的像，則P₃必定在出射光線方向上．所以確定P₃大頭針的位置的方法是大頭針P₃能擋住P₁、P₂的像．確定P₄大頭針的位置的方法是大頭針P₄能 擋住P₁、P₂P₃的像，故選BD．
②測定玻璃磚折射率的原理是折射定律n=

sinβ

sinα

．
③作圖時，玻璃磚應與所畫的邊界相齊．該同學的做法中，出射光線的側向偏移距離小于理論的側向偏移距離，所以測量出的折射角要小于真實的折射角，導致測量值偏小．
（2）①螺旋測微器在讀數時，要先讀主尺刻度，再讀可動刻度，即：0.5mm+1.6×0.01=0.516mm
②歐姆表的讀數：3×1=3Ω
③電流表和電壓表在使用的過程中，要使指針盡量偏轉到

1

3

～

2

3

之間；電源的電動勢4v，所以電壓表選擇量程為3V的電壓表A；待測電阻的數值約3Ω，所以流過電流表的最大電流：I=

U

R

=1A，所以要選擇0.6A的電流表C；分壓式接法中，滑動變阻器要選擇小電阻，所以滑動變阻器選擇較小的E．
④由于待測電阻的電阻值比較小，所以要使用電流表外接法，即要連在b端；
根據歐姆定律：R=

U

I

和電阻定律：R=ρ

L

S

，所以：ρ=

πUD2

4Il

⑤代人數據計算得：ρ=

πUD2

4Il

=1.056Ω?m所以金屬絲的材料為鎳鉻合金．
故答案為：（1）①B D； ②

sinβ

sinα

； ③小于
（2）①0.516 （0.515～0.519）；②3Ω；③A C E； ④b  

πUD2

4Il

； ⑤鎳鉻合金

點評：本題用插針法測量玻璃磚的折射率，數據處理時，每組所測量的折射率是同一介質的，是相關聯的，可取平均值．