高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 題型研究7 加試實(shí)驗(yàn)（二）

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題型研究7 加試實(shí)驗(yàn)（二）考綱解讀實(shí)驗(yàn)名稱考試屬性說明必考加試探究單擺周期與擺長的關(guān)系1.不要求對(duì)探究單擺周期與擺長的關(guān)系實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析2不要求推導(dǎo)相鄰兩個(gè)明條紋或暗條紋中心間距的計(jì)算公式測(cè)定玻璃的折射率用雙縫干涉測(cè)量光的波長(同時(shí)練習(xí)使用測(cè)量頭)探究碰撞中的不變量探究單擺周期與擺長的關(guān)系1實(shí)驗(yàn)原理由單擺的周期公式T2，可得出gl，測(cè)出單擺的擺長l和振動(dòng)周期T，就可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭.2實(shí)驗(yàn)器材單擺、游標(biāo)卡尺、毫米刻度尺、停表3實(shí)驗(yàn)步驟(1)做單擺：取約1 m長的細(xì)絲線穿過帶中心孔的小鋼球，并打一個(gè)比小孔大一些的結(jié)，然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，讓擺球自然下垂，如圖1所示圖1(2)測(cè)擺長：用毫米刻度尺量出擺線長L(精確到毫米)，用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球直徑D，則單擺的擺長lL.(3)測(cè)周期：將單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度(小于5)，然后釋放擺球，記下單擺擺動(dòng)3050次的總時(shí)間，算出平均每擺動(dòng)一次的時(shí)間，即為單擺的振動(dòng)周期(4)改變擺長，重做幾次實(shí)驗(yàn)(5)數(shù)據(jù)處理的兩種方法方法一：計(jì)算法根據(jù)公式T2，g.將測(cè)得的幾次周期T和擺長l代入公式g中算出重力加速度g的值，再算出g的平均值，即為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊闹捣椒ǘ簣D象法由單擺的周期公式T2可得lT2，因此以擺長l為縱軸，以T2為橫軸作出的lT2圖象是一條過原點(diǎn)的直線，如圖2所示，求出圖線的斜率k，即可求出g值g42k，k.圖24注意事項(xiàng)(1)懸線頂端不能晃動(dòng)，需用夾子夾住，保證懸點(diǎn)固定(2)單擺必須在同一平面內(nèi)擺動(dòng)，且偏角小于5.(3)選擇在擺球擺到平衡位置處開始計(jì)時(shí)，并數(shù)準(zhǔn)全振動(dòng)的次數(shù)(4)小球自然下垂時(shí)，用毫米刻度尺量出懸線長L，用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑，然后算出擺球的半徑r，則擺長lLr.(5)選用一米左右的細(xì)線例1實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)前他們根據(jù)單擺周期公式導(dǎo)出了重力加速度的表達(dá)式g，其中L表示擺長，T表示周期對(duì)于此式的理解，四位同學(xué)說出了自己的觀點(diǎn)：同學(xué)甲：T一定時(shí)，g與L成正比；同學(xué)乙：L一定時(shí)，g與T2成反比；同學(xué)丙：L變化時(shí)，T2是不變的；同學(xué)?。篖變化時(shí)，L與T2的比值是定值其中觀點(diǎn)正確的是同學(xué)_(選填“甲”“乙”“丙”或“丁”)(2)實(shí)驗(yàn)室有如下器材可供選用：A長約1 m的細(xì)線B長約1 m的橡皮繩C直徑約2 cm的均勻鐵球D直徑約5 cm的均勻木球E停表F時(shí)鐘G分度值為1 mm的米尺實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)選用了分度值為1 mm的米尺，他們還需要從上述器材中選擇：_(填寫器材前面的字母)(3)他們將符合實(shí)驗(yàn)要求的單擺懸掛在鐵架臺(tái)上，將其上端固定，下端自由下垂(如圖3所示)用米尺測(cè)量懸點(diǎn)到_之間的距離記為單擺的擺長L.圖3(4)在小球平穩(wěn)擺動(dòng)后，他們記錄小球完成n次全振動(dòng)的總時(shí)間t，則單擺的周期T_.(5)如果實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果是g10.29 m/s2，比當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎荡?，分析可能是哪些不?dāng)?shù)膶?shí)際操作造成這種結(jié)果，并寫出其中一種：_.答案(1)丁(2)ACE(3)小球球心(4)(5)可能是振動(dòng)次數(shù)n計(jì)多了；可能是測(cè)量擺長時(shí)從懸點(diǎn)量到了小球底部(其他答案合理也給分)解析(1)由于重力加速度g是確定的，故丁同學(xué)理解正確(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理g，應(yīng)測(cè)量L和T，故選A、C、E.(3)擺長是指懸點(diǎn)到球心的距離，不是擺線長(4)nTt.(5)由g知可能是L測(cè)量偏大，或T測(cè)量偏小變式訓(xùn)練1下表是用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)：擺長l/m0.50.60.81.1周期T2/s22.02.43.24.4(1)利用上述數(shù)據(jù)，在圖4的坐標(biāo)系中描繪出lT2圖象圖4(2)利用圖象，取T24.2 s2時(shí)，l_ m，重力加速度g_ m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案(1)見解析圖(2)1.059.86解析由T2得lT2，所以圖象是過原點(diǎn)且斜率為的一條直線(1)lT2圖象如圖所示(2)T24.2 s2時(shí)，從圖中可讀出其擺長l1.05 m，將T2和l代入公式g，得g9.86 m/s2.測(cè)定玻璃的折射率1實(shí)驗(yàn)原理用插針法找出與入射光線AO對(duì)應(yīng)的出射光線OB，確定出O點(diǎn)，畫出折射光線OO，然后測(cè)量出角1和2，代入公式計(jì)算玻璃的折射率2實(shí)驗(yàn)器材白紙、圖釘、大頭針、直尺、鉛筆、量角器、平木板、長方形玻璃磚3實(shí)驗(yàn)過程(1)鋪白紙、畫線如圖5所示，將白紙用圖釘按在平木板上，先在白紙上畫出一條直線aa作為界面，過aa上的一點(diǎn)O畫出界面的法線MN，并畫一條線段AO作為入射光線圖5把玻璃磚平放在白紙上，使它的長邊跟aa對(duì)齊，畫出玻璃磚的另一條長邊bb.(2)插針與測(cè)量在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向，直到P1的像被P2的像擋住，再在觀察的這一側(cè)依次插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像及P3，記下P3、P4的位置移去玻璃磚，連接P3、P4并延長交bb于O，連接OO即為折射光線，入射角1AOM，折射角2OON.用量角器測(cè)出入射角和折射角，查出它們的正弦值，將數(shù)據(jù)填入表格中改變?nèi)肷浣?，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟，列表記錄相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)4數(shù)據(jù)處理計(jì)算每次的折射率n，求出平均值.5注意事項(xiàng)(1)玻璃磚應(yīng)選用厚度、寬度較大的(2)大頭針要插得豎直，且間隔要大些(3)入射角不宜過大或過小，一般在1575之間(4)玻璃磚的折射面要畫準(zhǔn)，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線(5)實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚和白紙的相對(duì)位置不能改變例2某同學(xué)利用“插針法”測(cè)定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行正確操作后，作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖6所示圖6(1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n_(用圖中的1、2表示)；(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度_(填“大”或“小”)的玻璃磚來測(cè)量答案(1)(2)大解析(1)光線由空氣射入玻璃的入射角i901，折射角r902，由折射率的定義可得：n；(2)根據(jù)平行玻璃磚對(duì)光線的影響可知，玻璃磚寬度越大，側(cè)移量越大，折射角的測(cè)量誤差越小變式訓(xùn)練2如圖7所示，某同學(xué)用插針法測(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率，在平鋪的白紙上垂直紙面插上大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3.圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)圖7(1)設(shè)AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量_，則玻璃磚的折射率可表示為_(2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將_(填“偏大”“偏小”或“不變”)答案(1)l1和l3(2)偏大解析(1)設(shè)圓形玻璃磚的半徑是R，則入射角為iAOB，sin i，折射角rCOD，sin r，n，即需要測(cè)量l1和l3.(2)P3順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度，相當(dāng)于減小l3，折射率n將偏大用雙縫干涉測(cè)量光的波長(同時(shí)練習(xí)使用測(cè)量頭)1實(shí)驗(yàn)原理相鄰兩條亮條紋間距x與入射光波長，雙縫S1、S2的間距d及雙縫與屏的距離l滿足的關(guān)系式為x.2實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀、光具座、光源、學(xué)生電源、導(dǎo)線、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭、刻度尺3實(shí)驗(yàn)步驟(1)安裝儀器如圖8所示圖8將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上接好光源，打開開關(guān)，使白熾燈正常發(fā)光調(diào)節(jié)各部件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏安裝單縫和雙縫，中心位于遮光筒的軸線上，使雙縫和單縫的縫平行(2)觀察與記錄調(diào)單縫與雙縫間距為510 cm時(shí)，觀察白光的干涉條紋在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋調(diào)節(jié)測(cè)量頭，使分劃板中心刻度線對(duì)齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)分劃板中心刻度線與第n條相鄰的亮條紋中心對(duì)齊時(shí)，記下手輪上的刻度數(shù)a2，則相鄰兩條亮條紋間的距離x.換用不同的濾光片，測(cè)量其他色光的波長(3)數(shù)據(jù)處理：用刻度尺測(cè)量出雙縫到光屏間的距離l，由公式x計(jì)算波長，重復(fù)測(cè)量、計(jì)算，求出波長的平均值4注意事項(xiàng)(1)調(diào)節(jié)雙縫干涉儀時(shí)，要注意調(diào)節(jié)光源的高度，使它發(fā)出的一束光能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮(2)放置單縫和雙縫時(shí)，縫要相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上(3)調(diào)節(jié)測(cè)量頭時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線和條紋的中心對(duì)齊，記清此時(shí)手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線和另一條紋的中心對(duì)齊，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差就表示這兩個(gè)條紋間的距離(4)不要直接測(cè)x，要測(cè)幾個(gè)條紋的間距，計(jì)算得x，這樣可以減小誤差(5)白光的干涉觀察到的是彩色條紋，其中白色在中央，紅色在最外邊例3(20164月浙江選考21)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，選用紅色濾光片和間距為0.20 mm的雙縫，雙縫與屏的距離為600 mm.某同學(xué)正確操作后，在目鏡中看到如圖9甲所示的干涉條紋換成紫色濾光片正確操作后，使測(cè)量頭分劃板刻線與第k級(jí)暗條紋中心對(duì)齊，在目鏡中觀測(cè)到的是圖乙中的_(填字母)，此時(shí)測(cè)量頭的讀數(shù)為25.70 mm.沿同一方向繼續(xù)移動(dòng)測(cè)量頭使分劃板刻線與第k5級(jí)暗條紋中心對(duì)齊，此時(shí)測(cè)量頭標(biāo)尺如圖丙所示，其讀數(shù)是_mm.紫光的波長等于_nm.圖9答案D19.40420解析換成紫色濾光片后，光的波長變小，條紋間距變小，B錯(cuò)，條紋方向不變，C錯(cuò)，分劃板中心刻線的位置是不變的，A錯(cuò)，D對(duì)；游標(biāo)尺的讀數(shù)為19 mm80.05 mm19.40 mm；根據(jù)波長計(jì)算公式x，可得420 nm.變式訓(xùn)練3現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖10所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長圖10(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左到右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、_、_、A.(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮；按合理的順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用刻度尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器)測(cè)量數(shù)條亮條紋間的距離在操作步驟時(shí)還應(yīng)注意_、_和_答案(1)EDB(2)放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行單縫、雙縫間的距離要適當(dāng)要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心在同一軸線上解析(1)濾光片E可以從白光中選出單色紅光，單縫D是獲取線光源，雙縫B是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上所以排列順序?yàn)椋篊、E、D、B、A.(2)在操作步驟時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)有：放置單縫、雙縫時(shí)，必須使縫平行；單縫、雙縫間的距離要適當(dāng)；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心在同一軸線上探究碰撞中的不變量1實(shí)驗(yàn)原理在一維碰撞中，測(cè)出物體的質(zhì)量m和碰撞前、后物體的速度v、v，算出碰撞前的動(dòng)量pm1v1m2v2及碰撞后的動(dòng)量pm1v1m2v2，看碰撞前后動(dòng)量是否相等2實(shí)驗(yàn)器材斜槽、小球(兩個(gè))、天平、直尺、復(fù)寫紙、白紙、圓規(guī)等圖113實(shí)驗(yàn)步驟(1)用天平測(cè)出兩小球的質(zhì)量，并選定質(zhì)量大的小球?yàn)槿肷湫∏?2)按照如圖11所示實(shí)驗(yàn)原理圖甲安裝實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)整、固定斜槽使斜槽末端水平(3)白紙?jiān)谙?，?fù)寫紙?jiān)谏锨以谶m當(dāng)位置鋪放好記下重垂線所指的位置O.(4)不放被撞小球，讓入射小球從斜槽上某固定高度處自由滾下，重復(fù)10次用圓規(guī)畫盡量小的圓把小球所有的落點(diǎn)都圈在里面圓心P就是小球落點(diǎn)的平均位置如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示(5)把被撞小球放在斜槽末端，讓入射小球從斜槽同一高度自由滾下，使它們發(fā)生碰撞，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次用步驟(4)的方法，標(biāo)出碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置M和被撞小球落點(diǎn)的平均位置N.(6)連接ON，測(cè)量線段OP、OM、ON的長度將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中最后代入m1m1m2，看在誤差允許的范圍內(nèi)是否成立(7)整理好實(shí)驗(yàn)器材放回原處(8)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，碰撞系統(tǒng)的動(dòng)量守恒4數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證表達(dá)式：m1m1m25注意事項(xiàng)(1)斜槽末端的切線必須水平；(2)入射小球每次都必須從斜槽的同一高度由靜止釋放；(3)選質(zhì)量較大的小球作為入射小球；(4)實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變例4某同學(xué)用如圖12所示的裝置做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端上，讓a球仍從固定點(diǎn)由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次圖12(1)本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有_A斜槽軌道末端距水平地面的高度HB小球a、b的質(zhì)量ma、mbC小球a、b的半徑rD小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間tE記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離、Fa球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(2)放上被碰小球b，兩球(mamb)相碰后，小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的_點(diǎn)和_點(diǎn)(3)某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)量了過程中的各個(gè)物理量，利用上述數(shù)據(jù)驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，那么判斷的依據(jù)是看_和_在誤差允許范圍內(nèi)是否相等答案(1)BE(2)AC(3)mamamb解析(1)B點(diǎn)是不發(fā)生碰撞時(shí)a球的落地點(diǎn)，A點(diǎn)是發(fā)生碰撞后a球的落地點(diǎn)，C點(diǎn)是碰后b球的落地點(diǎn)設(shè)小球a運(yùn)動(dòng)到軌道末端時(shí)的速度大小為vB，與球b發(fā)生碰撞后的瞬時(shí)速度大小為vA，碰后b球的速度大小為vC，本實(shí)驗(yàn)就是要驗(yàn)證關(guān)系式mavBmavAmbvC是否成立因?yàn)樾∏蜃銎綊佭\(yùn)動(dòng)的高度相同，下落時(shí)間相同，它們?cè)谒椒较蛏衔灰婆c水平方向上的速度成正比，所以本實(shí)驗(yàn)也可以變換成驗(yàn)證mamamb是否成立，B、E正確(2)兩球碰撞后，a球在水平方向上的分速度較小，下落時(shí)間相同時(shí)，落地時(shí)的水平位移也較小，所以小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的A點(diǎn)和C點(diǎn)(3)根據(jù)(1)的分析，判斷兩球碰撞過程中的動(dòng)量是否守恒的依據(jù)是看ma和mamb在誤差允許范圍內(nèi)是否相等變式訓(xùn)練4如圖13所示為實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖圖13(1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則()Am1m2，r1r2Bm1m2，r1r2Cm1m2，r1r2Dm1m2，為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑要相同，即r1r2；故選C.(2)P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置，M為碰后入射小球落點(diǎn)的平均位置，N為碰后被碰小球落點(diǎn)的平均位置，碰撞前入射小球的速度為：v1碰撞后入射小球的速度為：v2碰撞后被碰小球的速度為：v3.若m1v1m1v2m2v3，則表明通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒，代入數(shù)據(jù)得：m1m1m2；所以需要測(cè)量質(zhì)量和水平位移，必需用到的儀器是直尺、天平故選A、C兩項(xiàng)(3)由(2)中的分析可知，實(shí)驗(yàn)中需驗(yàn)證的表達(dá)式為：m1m1m2.1用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示圖1(1)組裝單擺時(shí)，應(yīng)在下列器材中選用_(選填選項(xiàng)前的字母)A長度為1 m左右的細(xì)線B長度為30 cm左右的細(xì)線C直徑為1.8 cm的塑料球D直徑為1.8 cm的鐵球(2)測(cè)出懸點(diǎn)O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，則重力加速度g_(用L、n、t表示)(3)下表是某同學(xué)記錄的3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做了部分計(jì)算處理.組次123擺長L/cm80.0090.00100.0050次全振動(dòng)時(shí)間t/s90.095.5100.5振動(dòng)周期T/s1.801.91重力加速度g/(ms2)9.749.73請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中的T_s，g_m/s2.答案(1)AD(2)(3)2.019.76解析(1)單擺模型需要滿足的兩個(gè)基本條件：擺線長遠(yuǎn)大于小球的直徑；小球的密度越大越好所以應(yīng)選A、D.(2)由T，T2得g(3)T s2.01 sg m/s29.76 m/s2.2(2016杭州模擬)某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素圖2(1)他組裝單擺時(shí)，在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，如圖2甲所示這樣做的目的是_(填選項(xiàng)前的字母代號(hào))A保證擺動(dòng)過程中擺長不變B可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確C需要改變擺長時(shí)便于調(diào)節(jié)D保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)(2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長度L0.999 0 m，再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖乙所示，則該擺球的直徑為_mm，單擺擺長為_m.(3)下列振動(dòng)圖象真實(shí)地描述了對(duì)擺長約為1 m的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過程，圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開始，A、B、C、D均為30次全振動(dòng)的圖象，已知sin 50.087，sin 150.26，這四種操作過程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是_(填字母代號(hào))答案(1)AC(2)12.00.993 0(3)A解析(1)在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，是為了防止運(yùn)動(dòng)過程中擺長發(fā)生變化，如果需要改變擺長來探究擺長與周期關(guān)系時(shí)，方便調(diào)節(jié)擺長，故A、C正確(2)游標(biāo)卡尺示數(shù)為：d12 mm00.1 mm12.0 mm；單擺擺長為：LLd0.999 0 m0.006 0 m0.993 0 m(3)當(dāng)擺角小于等于5時(shí)，我們認(rèn)為小球做單擺運(yùn)動(dòng)，所以振幅約為：10.087 m8.7 cm，當(dāng)小球擺到最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，誤差較小，測(cè)量周期時(shí)要讓小球做3050次全振動(dòng)，求平均值，所以A合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小3用三棱鏡做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插入兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，使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如圖3所示圖3(1)在題圖上畫出所需的光路(2)為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率，需要測(cè)量的量是_，_，在圖上標(biāo)出它們(3)計(jì)算折射率的公式是_答案見解析解析(1)如圖所示，畫出通過P1、P2的入射光線，交AC面于O，畫出通過P3、P4的出射光線交AB面于O，則光線OO就是入射光線P1P2在三棱鏡中的折射光線(2)在所畫的圖上注明入射角1和折射角2，并畫出虛線部分，用量角器量出1和2(或用直尺測(cè)出線段EF、OE、GH、OG的長度)(3)n(或因?yàn)閟in 1，sin 2，則n)4某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚的折射率開始時(shí)玻璃磚的位置如圖4中實(shí)線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且使P2的像擋住P1的像如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消失此時(shí)只需測(cè)量出_，即可計(jì)算出玻璃磚的折射率請(qǐng)用你的測(cè)量值表示出折射率_圖4答案玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度n解析由題意可知，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)過某一角度時(shí)，剛好發(fā)生全反射，在直徑邊一側(cè)觀察不到P1、P2的像，作出如圖所示的光路圖可知，當(dāng)轉(zhuǎn)過角度時(shí)有sin ，則n.5(2016寧波市聯(lián)考)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)安裝實(shí)驗(yàn)裝置如圖5甲所示，調(diào)試好后能觀察到清晰的干涉條紋圖5(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置知，、依次是_、_、_.(2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)調(diào)節(jié)分劃板的位置，使分劃板中心刻線對(duì)齊某亮紋的中心，如圖乙所示，此時(shí)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為_(3)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃線向一側(cè)移動(dòng)到另一條亮紋的中心位置，再次從螺旋測(cè)微器上讀數(shù)若實(shí)驗(yàn)測(cè)得4條亮紋中心間的距離為x0.960 mm，已知雙縫間距為d1.5 mm，雙縫到屏的距離為L1.00 m，則對(duì)應(yīng)的光波波長_.答案(1)濾光片單縫雙縫(2)1.180 mm(3)4.8107 m解析(1)該實(shí)驗(yàn)是讓單色線光源通過雙縫在光屏上形成干涉圖樣，所以光具座上放置的光學(xué)元件依次為光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏(2)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為1 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.0118.0 mm0.180 mm，所以最終讀數(shù)為1.180 mm(3)x0.320 mm，根據(jù)x得，1.51030.320103 m4.8107 m.6“用雙縫干涉測(cè)量光的波長”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖6甲所示測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，已知雙縫與屏的距離為L，雙縫間距為d.圖6(1)如圖乙所示，移動(dòng)測(cè)量頭上的手輪，使分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x1.轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板的中心刻線向右移動(dòng)對(duì)準(zhǔn)第4條亮紋的中心，此時(shí)手輪上螺旋測(cè)微器的讀數(shù)x2如圖丙所示，則讀數(shù)x2_mm.(2)已知雙縫與屏的距離為L，雙縫間距為d.計(jì)算波長的公式_.(用題目中給出的字母表示)(3)對(duì)于某種單色光，為增加相鄰亮紋間的距離，可采取_或_的方法答案(1)0.350(2)(3)減小雙縫間距離增大雙縫到屏的距離解析(1)圖丙中固定刻度讀數(shù)為0 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.0135.0 mm0.350 mm，所以最終讀數(shù)為：00.350 mm0.350 mm.(2)根據(jù)x得：.(3)根據(jù)x知，對(duì)于某種單色光，要增大雙縫間距x，可以采用的辦法是：減小雙縫間距離或增大雙縫到屏的距離7氣墊導(dǎo)軌是一種常用的實(shí)驗(yàn)儀器它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒有摩擦我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖7所示(彈簧的長度忽略不計(jì))，實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖7a用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mBb調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平c在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，由電動(dòng)卡鎖鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上d用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1e按下電鈕放開卡鎖，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是_(2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是_，上式中算得的A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是_(寫出一條即可)答案(1)B的右端至D板的距離L2(2)mAmB0(或)測(cè)量時(shí)間、距離等存在誤差(或氣墊導(dǎo)軌不水平，合理即正確)8(2016嘉興市模擬)某同學(xué)用如圖8所示的裝置，利用兩個(gè)大小相同的小球做對(duì)心碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC是水平槽，它們連接處平滑，O點(diǎn)為重垂線所指的位置實(shí)驗(yàn)時(shí)先不放置被碰球2，讓球1從斜槽上的某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)10次，然后將球2置于水平槽末端，讓球1仍從位置G由靜止?jié)L下，和球2碰撞，碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡，重復(fù)10次實(shí)驗(yàn)得到小球的落點(diǎn)的平均位置分別為M、N、P.圖8(1)在該實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選用的器材是下列器材中_A天平B游標(biāo)卡尺C刻度尺D大小相同的鋼球兩個(gè)E大小相同的鋼球和硬橡膠球各一個(gè)(2)在此實(shí)驗(yàn)中，球1的質(zhì)量為m1，球2的質(zhì)量為m2，需滿足m1_m2(填“大于”“小于”或“等于”)(3)被碰球2飛行的水平距離由圖中線段_表示(4)若實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足m1_，就可以驗(yàn)證碰撞過程中動(dòng)量守恒答案(1)ACE(2)大于(3)(4)m1m2解析(1)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量小球的質(zhì)量、小球落地點(diǎn)的位置，測(cè)量質(zhì)量需要天平，測(cè)量小球落地點(diǎn)的位置需要刻度尺，還需要大小相同的鋼球和硬橡膠球各一個(gè)，故選項(xiàng)A、C、E正確；(2)要碰后入射小球的速度還是沿原來的方向，就要求球1的質(zhì)量大于球2的質(zhì)量；(3)球1和球2相撞后，球2的速度增大，球1的速度減小，都做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直高度相同，所以碰撞后球2的落地點(diǎn)是P點(diǎn)，所以被碰球2飛行的水平距離由圖中線段表示；(4)N為碰前入射小球落點(diǎn)的位置，M為碰后入射小球落點(diǎn)的位置，P為碰后被碰小球落點(diǎn)的位置碰撞前入射小球的速度v1碰撞后入射小球的速度v2碰撞后被碰小球的速度v3若m1v1m2v3m1v2，則表明通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒，代入數(shù)據(jù)得：m1m1m2.