Question

1．如图1所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图．玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则：

（1）出射光线与入射光线不再平行．（填仍平行或不再平行）；
（2）以入射点O为圆心，以R=5cm长度为半径画圆，与入射线PO交于M点，与折射线OQ交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得MN=1.68cm，EF=1.12cm，则该玻璃砖的折射率n=1.5；
（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图2①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图，则
甲同学测得的折射率与真实值相比偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
乙同学测得的折射率与真实值相比不变（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大、可能偏小、可能不变（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

分析 根据光的折射定律和几何关系判断出射光线和入射光线之间关系．根据折射定律求出玻璃砖的折射率；
用插针法测定玻璃砖折射率的实验原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$，运用作图法，作出光路图，确定折射光线的偏折情况，分析入射角与折射角的误差，从而来确定折射率的误差．

解答 解：（1）因为上下表面不平行，光线在上表面的折射角与在下表面的入射角不等，
则出射光线的折射角与入射光线的入射角不等，可知出射光线和入射光线不平行．
（2）根据折射定律得：n=$\frac{sini}{sinr}$=$\frac{MN}{EF}$=$\frac{1.68}{1.12}$=1.5．
（3）如图1．甲同学测定折射率时，作出的折射光线如图中虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角增大，
则由折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$，可知，折射率n将偏小；
用图②测折射率时，只要操作正确，测量的结果与玻璃砖的形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变；
用图③测折射率时，折射角可能偏小，可能偏大，也可能不变，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小，也可能不变．

故答案为：（1）不再平行；（2）1.5；（3）偏小，不变，可能偏大、可能偏小、可能不变．

点评 解决本题的关键掌握光的折射定律，并能灵活运用；
对于实验误差，要紧扣实验原理，用作图法，确定出入射角与折射角的误差，即可分析折射率的误差．