2013年高中物理得分宝典系列 34实验过关专题五 振动 波 光学

2013年高中物理得分宝典系列 34实验过关专题五 振动 波 光学内容摘要：

1、（2012 北京门头沟一模）在做“用单摆测定重力加速度”的实验时：需要测量摆球直径，如图 1 所示，摆球直径为_刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图 2 所示，那么单摆摆长是_。 为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长 L 并测出相应的振动周期 T，从而得出几组对应的 L 与 数据，如图所示。 再以 L 为横坐标， 纵坐标，将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为 k。 则重力加速度 g_。 （用 k 表示）高考真题解析 1 （2011 天津）某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。 开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针 2 与圆心 O 在同一直线上，该直线垂直于玻 2、璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心 O 缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察 2 的像，且 像挡住 像。 如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。 此时只需测量出 ，即可计算出玻璃砖的折射率。 请用你的测量量图 2图 3图 1。 （2011 福建）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为 小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是。 （填选项前的字母）A把单摆从平衡位置拉开 30 度的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B测量摆球通过最低点 100 次的时间 t，则单摆周期为 10悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单 3、摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小解析： 根据游标卡尺的读数方法得 A 中拉的摆角太大，一般不超过 10 度；B 中周期应为 t/50；D 中应选择密度较大的摆球。 答案： 可） （09 上海）用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。 图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐） ，图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。 将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（ ） 当金属丝圈旋转 30时干涉条纹同方向旋转 30B 当金属丝圈旋转 45时干涉条纹同方向旋转 90C 当金属丝圈旋转 60时干涉条纹同方向旋转 30D 干涉条纹保持原来 4、状态不变解析：金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，D 项正确。 答案：D。 过关测试 1 （ 2012 北 京 海 淀 期 中 ） 某 同 学 用 半 圆 形 玻 璃 砖 测 定 玻 璃 的 折 射 率 （ 如 图 所 示 ）。 实验 的 主 要 过 程 如 下 ：a 把 白 纸 用 图 钉 钉 在 木 板 上 ， 在 白 纸 上 作 出 直 角 坐 标 系在 白 纸 上 画 一 条 线 段 示 入 射 光 线。 b 把 半 圆 形 玻 璃 砖 M 放 在 白 纸 上 ， 使 其 底 边 重合。 c 5、用 一 束 平 行 于 纸 面 的 激 光 从 y0 区 域 沿 y 轴 负 方 向 射 向玻 璃 砖 ， 并 沿 x 轴 方 向 调 整 玻 璃 砖 的 位 置 ， 使 这 束 激 光 从 玻璃 砖 底 面 射 出 后 ， 仍 沿 y 轴 负 方 向 传 播。 d 在 段 上 竖 直 地 插 上 两 枚 大 头 针 P2。 e 在 坐 标 系 的 y0 的 区 域 内 竖 直 地 插 上 大 头 针 并 使 得 从 侧 向 玻 璃 砖 方 向 看去 ， 同 时 挡 住 观 察 视 线。 f 移 开 玻 璃 砖 ， 作 线 ， 用 圆 规 以 O 点 为 圆 心 画 一 个 圆 （ 如 图 中 6、虚 线 所 示 ） ，此 圆 与 交 点 为 B， 与 线 的 交 点 为 C。 确 定 出 B 点 到 x 轴 、 y 轴 的 距 离 分别 为 ， C 点 到 x 轴 、 y 轴 的 距 离 分 别 为 根据上述所确定出的 B、C 两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为 n=。 若实验中该同学在 y0 的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到 2，其原因可能是：。 1y 2/沿 2 方向的入 射 光 线 在 玻 璃 砖 底 边 的 界 面 上 发 生 了 全 反 射。 2 （ 2012 北 京 海 淀 区 期 中 试 题 ） 在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的主要操 7、作步骤如下：a取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在 O 点；b在小球静止悬挂时测量出 O 点到小球球心的距离 l；c拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度（约为 5） ，然后由静止释放小球；d用秒表记录小球完成 n 次全振动所用的时间 t。 用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为 g= ； 若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可图a。 （选填下列选项前的序号）A测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长B摆线上端未牢固地固定于 O 点，振动中出现松动，使摆线越摆越长C测量周期时，误将摆球（全振动的时间 t 记为了 n 次全振动的时间，并 8、由计算式 T=t/n 求得周期D摆球的质量过大在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后，为了减小实验误差，他决定用图象法处理数据，并通过改变摆长，测得了多组摆长 l 和对应的周期 T，并用这些数据作出 象如图甲所示。 若图线的斜率为 k，则重力加速度的测量值 g=。 这位同学查阅资料得知，单摆在最大摆角 （ 较大时周期公式可近似表述为。 为了用图象法验证)2 和最大摆角 （ 的关系，他测出摆长为 l 的同一单摆在不同最大摆角 （ 时的周期T，并根据实验数据描绘出如图乙所示的图线。 根据周期公式可知，图乙中的纵轴表示的是 ，图线延长后与横轴交点的横坐标为。 解析： 根据单摆公式 ，T=t/n ；所以， 9、；根据中的结论可224得 A、B 项导致测量值小于真实值；D 中的质量对周期无影响；C 中导致周期 T 测量值小于真实值，导致 g 值测量值大于真实值。 故选 C。 根据 ，得 ，斜率 ，所以， ；图线是一直线，所以，是一次函数关系，从公式中可以24k24k看出，l 一定时，T 与 是一次函数关系，所以，纵轴表示 ；纵坐标等于 0 时，2坐标的值即图线延长后与横轴交点的横坐标为 T=。 3 （2012 安徽六校测试）在“利用单摆测重力加速度”的实验中，测得单摆的摆角小于甲，完成 n 次全振动的时间为 t，用毫米刻度尺测得的摆线长为 L，用螺旋测微器测得摆球的直径为 d。 （1）用上述物理量的符号写出 10、求重力加速度的一般表达式 g=。 （2）从右图可知，摆球直径 d 的读数为。 （3）实验中有个同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大，其原因可能是下述原因中的 点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了B开始计时时，秒表按下过早C把 n 次全振动的时间误作为（ n+1）次全振动的时间D以摆线长作为摆长来计算4利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所示，在悬点 O 正下方有水平放置的炽热的电热丝 P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；水平木板，已知悬线长为 L，悬点到木板的距离 h（hL）。 （1）电热丝 P 必须放在悬点正下方的理由是：_ _。 （2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落 11、到木板上的 C 点，OCs，则小球做平抛运动的初速度为 _。 （3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角 （ ，小球落点与 O/点的水平距离 s 将随之改变，经多次实验，以 纵坐标、 为横坐标，得到如图（b）所示图像。 则当 （ 23（时，s 为_m；若悬线长 L悬点到木板间的距离 _m。 （=5045（b）0 01020a）O/ （2012 浙江名校交流模拟）用游标卡尺观察光的衍射现象时，某次游标卡尺的示数如图所示，则两测脚间狭缝的宽度为_。 用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹，如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变_。 在用如图所示的装置研究光的双缝干涉现象时，有下面 12、几种说法：A将观察屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是_5 大 ：根据读数规则，可得读数为 单缝距接收屏距离、入射光波长不变的情况下，缝减小，则条纹变宽。 根据条纹间距公式 知，选项 A、B、D 正确。 第二类 测量型实验大题过关典例解析 例 1 现有毛玻璃屏 A、双缝 B、白光光源 C、单缝 D 和透红光的滤光片 E 等光学元件，要把它们放在图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用来测量红光的波长。 （1）将白光光源 C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为 C、 、A。 （2）本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离；在操作步骤时还应注意 和。 （3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第 1 条亮纹，。