一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面，其中一個表面是鍍銀

的(光線不能通過此表面)．現要測定此玻璃的折射率．給

定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚(P₁、P₂、P₃、P₄)、

帶有刻度的直角三角板、量角器．

實驗時，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個相互平行的

表面與紙面垂直．在紙上畫出直線aa′和bb′，aa′表示鍍銀的玻璃表面，bb′表

示另一表面，如圖實－1－9所示．然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P₁、P₂(位置

如圖)．用P₁、P₂的連線表示入射光線．

(1)為了測量折射率，應如何正確使用大頭針P₃、P_4?

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(試在圖實－1－9中標出P₃、P₄的位置)

(2)然后移去玻璃磚與大頭針．試在圖實－1－9中通過作圖的方法標出光線從空氣到

玻璃中的入射角θ₁與折射角θ₂.簡要寫出作圖步驟．

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(3)寫出用θ₁、θ₂表示的折射率公式為n＝________.

【解析】：(1)在bb′一側觀察P₁、P₂(經bb′折射、aa′反射，再經bb′折射后)的像，

在適當的位置插上P₃，使得P₃與P₁、P₂的像在一條直線上，即讓P₃擋住P₁、P₂的

像；再插上P₄，讓它擋住P₂及P₁的像和P₃.P₃、P₄的位置如圖所示．

(2)①過P₁、P₂作直線與bb′交于O；

②過P₃、P₄作直線與bb′交于O′；

③利用刻度尺找到OO′的中點M；

④過O點作bb′的垂線CD，過M點作bb′的垂線與aa′相交于N，如圖所示，

連接ON；

⑤∠P₁OD＝θ₁，∠CON＝θ₂.

(3)由折射率的定義可得n＝.

如圖所示，真空中有一以（r，0）為圓心、半徑為r的圓柱形勻強磁場區域，磁場的磁感強度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN，兩板間距離為2r.從O點向不同方向發射速率相同的質子，質子的運動軌跡均在紙面內.當質子進入兩板間時兩板間可立即加上如圖所示的電壓，且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為,已知質子的電荷量為e，質量為m，質子在磁場中的偏轉半徑也為r，不計重力,求：

（1）質子進入磁場時的速度大小;

（2）若質子沿x軸正方向射入磁場，到達M板所需的時間為多少?

（3）若質子沿與x軸正方向成某一角度θ的速度射入磁場時，粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進入兩板間，求θ的范圍以及質子打到M板時距坐標原點O的距離。

【答案】（1）（2）

【解析】（1）由牛頓第二定律： …………（1分）

解得： ………………（1分）

（2）如圖：質子在磁場運動周期，………………（2分）

進入MN間

在0到時間內，質子不受電場力………………（1分）

在到T時間內，質子受的電場力。  ………………（1分）

 ………………（1分）   ………………（1分）

 ………………（1分）         ………………（1分）

因此

如圖所示，真空中有一以（r，0）為圓心、半徑為r的圓柱形勻強磁場區域，磁場的磁感強度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN，兩板間距離為2r.從O點向不同方向發射速率相同的質子，質子的運動軌跡均在紙面內.當質子進入兩板間時兩板間可立即加上如圖所示的電壓，且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為,已知質子的電荷量為e，質量為m，質子在磁場中的偏轉半徑也為r，不計重力,求：

（1）質子進入磁場時的速度大小;

（2）若質子沿x軸正方向射入磁場，到達M板所需的時間為多少?

（3）若質子沿與x軸正方向成某一角度θ的速度射入磁場時，粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進入兩板間，求θ的范圍以及質子打到M板時距坐標原點O的距離。

【答案】（1）（2）

【解析】（1）由牛頓第二定律： …………（1分）

解得： ………………（1分）

（2）如圖：質子在磁場運動周期，………………（2分）

進入MN間

在0到時間內，質子不受電場力………………（1分）

在到T時間內，質子受的電場力。  ………………（1分）

 ………………（1分）   ………………（1分）

 ………………（1分）         ………………（1分）

因此

．如圖所示，是某次利用氣墊導軌探究加速度與力、質量關系的實驗裝置安裝完畢后的示意圖，圖中A為砂桶和砂，B為定滑輪，C為滑塊及上面添加的砝碼，D為紙帶，E為電火花計時器，F為蓄電池，電壓為6 V，G是電鍵，請指出圖中的三處錯誤：

圖3－2－5

(1)____________________________ ___________________________________________；

(2)______________________________ _________________________________________；

(3)_______________________________________________________________________．

【解析】：(1)B接滑塊的細線應水平(或與導軌平行)

(2)C滑塊離計時器太遠

(3)E電火花計時器用的是220 V的交流電，不能接直流電

“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖3－2－6甲所示．

圖3－2－6

(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離．該小車的加速度a＝________m/s².(結果保留兩位有效數字)

(2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數據如下表：

請根據實驗數據作出a－F的關系圖像．

圖3－2－7

(3)根據提供的實驗數據作出的a－F圖線不通過原點，請說明主要原因．

【解析】：(1)a＝＝m/s²＝0.16 m/s²或a＝＝m/s²＝0.15 m/s².

(2)如圖所示

(3)小車、砝碼盤和砝碼組成的系統所受合外力為砝碼盤和砝碼的總重力，而表中數據漏計了砝碼盤的重力，導致合力F的測量值小于真實值，a－F的圖線不過原點．