2023年高考物理復(fù)習(xí)講義 7 第21課時(shí)　光　電磁波含答案

第21課時(shí)光電磁波

【命題規(guī)律】1.命題角度：(1)光的折射與全反射；(2)光的干涉和衍射；(3)電磁波；(4)幾何光

學(xué)與物理光學(xué)的綜合分析.2.?？碱}型：選擇題、計(jì)算題.

高考題型1光的折射與全反射

1.常用的三個(gè)公式

sinθ?c?「1

—n=~,SinC=;.

2.折射率的理解

(1)折射率與介質(zhì)和光的頻率有關(guān)，與入射角的大小無(wú)關(guān).

(2)光密介質(zhì)指折射率大的介質(zhì)，而不是指密度大的介質(zhì).

(3)同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小.

3.求解光的折射和全反射問(wèn)題的思路

(1)根據(jù)題意畫(huà)出正確的光路圖，特別注意全反射的臨界光線.

(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系.

(3)利用折射定律等公式求解.

(4)注意折射現(xiàn)象中光路的可逆性.

例1(多選)(2020?山東卷?9)截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖1甲所示.OE為嵌在三棱

鏡內(nèi)部緊貼BB'C'C面的線狀單色可見(jiàn)光光源，OE與三棱鏡的ABC面垂直，。位于線段

BC的中點(diǎn).圖乙為圖甲中ABC面的正視圖.三棱鏡對(duì)該單色光的折射率為√I只考慮由

OE直接射向側(cè)面AA'C'C的光線.下列說(shuō)法正確的是()

圖1

A.光從AA'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的3

2

B.光從Λ4'C'C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的

C.若。E發(fā)出的單色光頻率變小，A4,C'C面有光出射的區(qū)域面積將增大

D.若。E發(fā)出的單色光頻率變小，AA,C'C面有光出射的區(qū)域面積將減小

答案AC

解析根據(jù)SinC=得光線在AC面上發(fā)生全反射的臨界角C=45。，如圖所示.

從AC面上射出的光線為射到FC區(qū)域的光線，由幾何關(guān)系得FC=；AC,即有光線射出的區(qū)

域占該側(cè)面總面積的一半，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)單色光的頻率變小時(shí)，折射率“變小，根

據(jù)SinC=知臨界角C變大，圖中的P點(diǎn)向A點(diǎn)移動(dòng)，故有光射出的區(qū)域的面積將增大，

故C正確，D錯(cuò)誤.

例2(2020?全國(guó)卷H?34(2))直角棱鏡的折射率〃=1.5,其橫截面如圖2所示，圖中/C=90。，

/4=30。.截面內(nèi)一細(xì)束與BC邊平行的光線，從棱鏡AB邊上的。點(diǎn)射入，經(jīng)折射后射到BC

邊上.

(i)光線在BC邊上是否會(huì)發(fā)生全反射？說(shuō)明理由；

(ii)不考慮多次反射，求從AC邊射出的光線與最初的入射光線夾角的正弦值.

答案見(jiàn)解析

解析(i)如圖，設(shè)光線在。點(diǎn)的入射角為i,折射角為r.折射光線射到BC邊上的E點(diǎn).設(shè)

光線在E點(diǎn)的入射角為仇由幾何關(guān)系，有

i=30。①

e=90°—(30°—，^)>60°②

根據(jù)題給數(shù)據(jù)得sinGSin60o>^(3)

即。大于全反射臨界角，因此光線在E點(diǎn)發(fā)生全反射.

(ii)設(shè)光線在AC邊上的F點(diǎn)射出棱鏡，入射角為i',折射角為/,由幾何關(guān)系、反射定

律及折射定律，有

i'=90o-6K4)

sinZ=Hsinr@

πsini,=sinr,⑥

聯(lián)立①②④⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)，得Siny=2小;巾

由幾何關(guān)系可知，r'即AC邊射出的光線與最初的入射光線的夾角.

高考題型2光的干涉與衍射

光的雙縫干涉和單縫衍射的比較

雙縫干涉單縫衍射

障礙物或狹縫的尺寸足夠?。?/p>

產(chǎn)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定

顯衍射）

圖樣條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬

不同條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等

點(diǎn)亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗

干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；

與光的偏振的區(qū)別

光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波

例3（2020?北京卷?1）以下現(xiàn)象不屬于干涉的是（）

A.白光經(jīng)過(guò)楊氏雙縫得到彩色圖樣

B.白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣

C.白光經(jīng)過(guò)三棱鏡得到彩色圖樣

D.白光照射水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣

答案C

解析選項(xiàng)A是雙縫干涉，選項(xiàng)B是薄膜干涉，選項(xiàng)C是光的色散，選項(xiàng)D是薄膜干涉.故

選C.

例4如圖3所示，a、b、c、d四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣，分

析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是（）

mamιιιιbιιιιIIeIIIIIdIIIIIIII

圖3

A.a、b是光的干涉圖樣

B.c、d是光的干涉圖樣

C.形成a圖樣的光的波長(zhǎng)比形成b圖樣的光的波長(zhǎng)短

D.形成C圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣的光的波長(zhǎng)短

答案A

解析干涉條紋是等間距的條紋，因此，a、b圖是干涉圖樣，c、d圖是衍射圖樣，故A項(xiàng)

正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由公式ΔΛ=方可知，條紋寬的入射光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，所以形成a圖樣的光的波

長(zhǎng)比形成b圖樣的光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；形成C圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣的光的波

長(zhǎng)長(zhǎng)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.

例5（2021?山東卷?7）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖4所示明暗相間的

干涉條紋.下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)X的變化圖象，可能正確的是（）

MllI

OX

圖4

答案D

解析從薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為Ar=2d,即光程差為薄膜

厚度的2倍，當(dāng)光程差A(yù)x="2時(shí)此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的薄膜的厚度差為

夕，在題圖中相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大，則薄膜的厚度逐漸變小，因條紋寬度

逐漸變寬，則厚度不是均勻變小，故選D.

高考題型3電磁波

1.電磁波譜：按照電磁波的頻率或波長(zhǎng)的大小順序把它們排列成譜叫作電磁波譜.按波

長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列的電磁波譜為：無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、Y射線.

2.電磁波傳播不需要介質(zhì)，在介質(zhì)中傳播時(shí)速度與介質(zhì)材料和電磁波頻率有關(guān).

例6（多選）（2020.江蘇卷.13B（I））電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中.下列屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)

用器械有（）

A.殺菌用的紫外燈

B.拍胸片的X光機(jī)

C.治療咽喉炎的超聲波霧化器

D.檢查血流情況的“彩超”機(jī)

答案AB

解析殺菌用的紫外燈是利用紫外線進(jìn)行滅菌消毒：X光機(jī)是利用X射線的穿透作用；超聲

波霧化器和“彩超”機(jī)是利用超聲波工作的.

例7如圖5所示，我國(guó)成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱(chēng)隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我

國(guó)雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑，米波雷達(dá)發(fā)射無(wú)線電波的波長(zhǎng)在1?IOm范圍內(nèi)，則對(duì)該無(wú)線

電波的判斷正確的是（）

圖5

A.米波的頻率比厘米波的頻率高

B.和機(jī)械波一樣需靠介質(zhì)傳播

C.同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象

D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象

答案C

解析根據(jù)尸，可知，電磁波的波長(zhǎng)越大，頻率越低，故米波的頻率比厘米波的頻率低，選

項(xiàng)A錯(cuò)誤；無(wú)線電波的傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；無(wú)線電波同光波一樣會(huì)發(fā)生反射，選

項(xiàng)C正確；干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，故無(wú)線電波也能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

高考題型4幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合應(yīng)用

各種色光特征比較

項(xiàng)目紅一紫

越來(lái)越高

≡越來(lái)越短

折射率越來(lái)越大

介質(zhì)中傳播速度越來(lái)越小

發(fā)生全反射時(shí)的臨界角越來(lái)越小

光子能量越來(lái)越大

例8（多選）（2021?西藏高三一模）如圖6所示，一束復(fù)合光垂直玻璃磚界面進(jìn)入球形氣泡后分

為“、〃兩種色光，下列說(shuō)法正確的是（）

h

圖6

A.玻璃磚的氣泡缺陷處顯得更亮是光的全反射現(xiàn)象

B.“光在玻璃中的傳播速度比匕光在玻璃中的傳播速度小

C.。光的頻率比b光的頻率小

D.若保持復(fù)合光的方向不變僅將入射點(diǎn)上移，則。光先消失

E.若讓人6兩種色光通過(guò)同一雙縫干涉裝置，則α光形成的干涉條紋的間距更大

答案ABD

解析光線從玻璃磚的氣泡缺陷處射入氣泡時(shí)發(fā)生全反射，這會(huì)導(dǎo)致氣泡看起來(lái)顯得更亮，

?in/c

A正確；光線從玻璃射入氣泡時(shí)入射角r相同，〃光的折射角i較大，據(jù)〃=IH=I可知，a

光的折射率〃較大，〃光在玻璃中的傳播速度較小，〃光的頻率較大，B正確，C錯(cuò)誤；由

SinC=T可知，“光的臨界角較小，故保持復(fù)合光的方向不變僅將入射點(diǎn)上移，會(huì)使入射角增

大，“光先發(fā)生全反射而消失，D正確；”光折射率較大，波長(zhǎng)較短，據(jù)?x=，可知，若讓

a、b兩種色光通過(guò)同一雙縫干涉裝置，則α光形成的干涉條紋的間距更小，E錯(cuò)誤.

高考題型5測(cè)定玻璃的折射率

數(shù)據(jù)處理方法

?.計(jì)算法：由〃=翳，算出不同入射角時(shí)的〃值，并取平均值.

2.圖象法：作Sina一sin仇圖象，由〃=般可知其斜率為折射率.

EH

3.單位圓法：以入射點(diǎn)。為圓心，作半徑為R的圓，如圖7所示，則sin8=愛(ài)，Sinft

OE=OE1=R,所以用刻度尺量出EH、E'H'的長(zhǎng)度就可以求出〃=嚅=

ULsin(72

EH

E,H''

例9(2019?天津卷?9(2))某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，

刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙.

(1)下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度.

A.選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚

B.選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚

C.選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)

D.插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些

(2)該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如圖所

示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是_______.

(3)該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫(huà)出光線的徑跡，以入射點(diǎn)O為圓心作圓，

與入射光線、折射光線分別交于A、B點(diǎn)，再過(guò)4、B點(diǎn)、作法線NN的垂線，垂足分別為C、

。點(diǎn)，如圖8所示，則玻璃的折射率〃=.(用圖中線段的字母表示)

答案(I)AD(2)D(3儡

解析(2)由題圖可知，選用的玻璃磚兩光學(xué)表面平行，則入射光線應(yīng)與出射光線平行，B、C

錯(cuò)誤；又光線在玻璃磚中與法線的夾甬應(yīng)小于光線在空氣中與法線的夾角，A錯(cuò)誤，D正確；

高考題型6用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)

1.實(shí)驗(yàn)裝置圖及實(shí)驗(yàn)器材(如圖9)

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.

光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏

單寸寸虧虧

2.數(shù)據(jù)處理的方法

(1)調(diào)節(jié)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)0；

(2)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，當(dāng)分劃板中心刻線與第n條相鄰的亮條紋中心對(duì)齊時(shí)，記下手輪上的讀數(shù)

(/|"1一。2|

(3)相鄰兩條亮條紋間的距離ΔΛ=L^-p,則由％=/尸；(LJ得波長(zhǎng).

3.注意事項(xiàng)

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)整光源、單縫、雙縫和毛玻璃屏、測(cè)量頭共軸，單縫和雙縫安裝時(shí)應(yīng)豎直

且相互平行，遮光筒的軸線要與光具座導(dǎo)軌平行.若不共軸或單縫與雙縫不平行則會(huì)引起干

涉條紋亮度小，不清晰，不便于觀察和測(cè)量.

(2)分劃板上的中心刻線應(yīng)與干涉條紋的亮(暗)線平行，否則會(huì)增大測(cè)量的誤差.

(3)測(cè)量頭有兩種，一種相當(dāng)于螺旋測(cè)微器，一種相當(dāng)于游標(biāo)卡尺.

例10(2019?全國(guó)卷II?34(2))某同學(xué)利用圖10所示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng).實(shí)驗(yàn)時(shí)，接

通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋.回答下列問(wèn)題：

濾光片雙縫

“遮筒潟IJ量頭

(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可:

A.將單縫向雙縫靠近

B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)

D.使用間距更小的雙縫

(2)若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為/,測(cè)得第1條暗條紋到第〃條暗條紋之間的距離

為Ar,則單色光的波長(zhǎng)4=；

（3）某次測(cè)量時(shí)，選用的雙縫的間距為0.300mm,測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.20m,第1條暗

條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm,則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為nm（結(jié)果保留3

位有效數(shù)字）.

答案（I）B⑵巖j（3）630

解析（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，需要減小條紋間距，由公式AX=夕可知，

需要減小雙縫到屏的距離/或增大雙縫間的距離d,故B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤.

（2）由題意可知，普心,解得人=念"

（3）將已知條件代入公式解得2=630nm.

高考預(yù)測(cè)

I.（2021.天津市南開(kāi)區(qū)高三期末）下列說(shuō)法正確的是（）

A.單色光在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)的折射率越大，光的傳播速度越小

B.當(dāng)光從空氣射入玻璃時(shí)，藍(lán)光比紅光更容易發(fā)生全反射

C.同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，藍(lán)光產(chǎn)生的干涉條紋間距比紅光的大

D.兩束頻率不同的光，可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象

答案A

解析根據(jù)O=亍可知，單色光在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)的折射率越大，光的傳播速度越小，故

A正確；光從空氣射入玻璃時(shí)不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；根據(jù)雙縫干涉條紋間距公

式Ax=今可知，藍(lán)光的波長(zhǎng)小于紅光的波長(zhǎng)，同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，藍(lán)光產(chǎn)生的干涉條

紋間距比紅光的小，故C錯(cuò)誤；根據(jù)光的干涉的條件可知，兩束頻率不同的光不能產(chǎn)生干涉

現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤.

2.（多選）（2021?安徽安慶一中高三三模）如圖11所示為光線在A、B、C三種介質(zhì)中傳播時(shí)發(fā)

生反射和折射的情況，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.介質(zhì)A的折射率比介質(zhì)B的折射率大

B.介質(zhì)B的折射率比介質(zhì)C的折射率大

C.若增大光線的入射角。，在介質(zhì)A、8的分界面處可能會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象

D.若增大光線的入射角仇在介質(zhì)以C的分界面處可能會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象

E.光在三種介質(zhì)中的傳播速度分別為PB、0C，則0A>OC>0B

答案BDE

解析光線從8射向A時(shí)發(fā)生全反射，可知介質(zhì)A的折射率比介質(zhì)B的折射率小，選項(xiàng)A

錯(cuò)誤；光線從B射向C時(shí)，折射角大于入射角，可知介質(zhì)B的折射率比介質(zhì)C的折射率大，

選項(xiàng)B正確：因當(dāng)入射角為9時(shí)光線已經(jīng)在A、B界面發(fā)生了全反射，則若增大光線的入射

麗0,在介質(zhì)A、3的分界面處仍然發(fā)生全反射，不可能會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若

增大光線的入射角仇則在8、C界面的入射角變大，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)能在介質(zhì)8、C

的分界面處發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)D正確；光在三種介質(zhì)中折射率關(guān)系是〃B>"C>"4,根據(jù)。

=M可知，光在三種介質(zhì)中的傳播速度關(guān)系為辦>0C>0B,選項(xiàng)E正確.

3.（2021?山東德州市一模）如圖12所示光導(dǎo)纖維的長(zhǎng)度為L(zhǎng)某種頻率的光在其中的折射率為

”,若有各種入射方向的該頻率的光照射到此光導(dǎo)纖維一端的橫截面上，認(rèn)為自另一端射出的

光在此光導(dǎo)纖維傳播的過(guò)程中都發(fā)生全反射，已知光在真空中的傳播速度為c,自另一端射

出的光在此光導(dǎo)纖維中的最長(zhǎng)傳播時(shí)間為（）

*h--------Lj--------d0

圖12

n2LCnL

At.—B.一

cc

CLL

C.—r）.-

nc〃乙C

答案A

解析當(dāng)光在介質(zhì)的界面處恰好發(fā)生全反射時(shí)，光在介質(zhì)中的傳播路程最長(zhǎng)，由幾何關(guān)系可

Jfy

知，最長(zhǎng)路程為X=.「=nL,傳播速度為O=一，故最長(zhǎng)時(shí)間I=：=----,故選A.

s?nCnVc

4.（2021?河北邯鄲市高三期末）由某種新型材料做成的某個(gè)光學(xué)元件，其中一個(gè)截面是半徑為

R的半圓形，PQ為半圓的直徑，。為該柱形截面的圓心，如圖13所示.一激光器發(fā)出的光

以與直徑PQ成45。角的方向射入元件內(nèi)，入射點(diǎn)沿尸Q由下向上移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，光

線恰好從元件的中點(diǎn)E射出，繼續(xù)上移到位置。（圖中未標(biāo)出）時(shí)光線恰好不能從圓弧面射出

（不考慮經(jīng)半圓柱內(nèi)表面反射后射出的光）.己知該新型材料的折射率〃=/，光在真空中的

傳播速度為c.求：

圖13

（1）由B點(diǎn)射入的光線在元件內(nèi)傳播的時(shí)間；

（2）。點(diǎn)與。的距離.

答案⑴室Q凈

解析（1）由題意知，入射角i=45。，設(shè)對(duì)應(yīng)折射光線BE的折射角為小如圖所示

根據(jù)折射定律有〃=%子，解得r=30。

光線BE在元件內(nèi)傳播的速度為v=~

n

傳播的距離為BE=段I=I√5∕?

光線從B點(diǎn)傳播到E所用的時(shí)間?=等=2警

（2）當(dāng)光線由。點(diǎn)入射時(shí)，到達(dá)圓弧面的入射角恰好等于臨界角C,則SinC=I

由正弦定理得篇=黑，解得OD=*R

專(zhuān)題強(qiáng)化練

［保分基礎(chǔ)練］

1.（多選）（2021?寧夏銀川一中高三模擬）關(guān)于光現(xiàn)象及其應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（）

A.白光只有通過(guò)三棱鏡的折射，才能產(chǎn)生光的色散現(xiàn)象

B.拍攝玻璃櫥窗中的物品時(shí)，為消除玻璃表面反射光的干擾，需要在照相機(jī)鏡頭前加裝偏

振片，目的是增加透射光的強(qiáng)度

C.利用光的干涉現(xiàn)象可檢查平面的平整度

D.光導(dǎo)纖維利用全反射的原理，其內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率

E.光經(jīng)過(guò)大頭針尖兒時(shí)，大頭針尖兒邊緣輪廓會(huì)模糊不清，這是光的干涉現(xiàn)象

答案BCD

解析同一介質(zhì)對(duì)于不同頻率的光的折射率不同，白光在折射時(shí)，不同顏色的光線分開(kāi)，這

種現(xiàn)象就稱(chēng)為光的色散，白光在兩種不同介質(zhì)的界面處都可以發(fā)生色散，A錯(cuò)誤；拍攝玻璃

櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱反射光的強(qiáng)度，增加透射光的強(qiáng)度，

使照片清晰，B正確；用標(biāo)準(zhǔn)平面來(lái)檢查光學(xué)面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，C正

確：光導(dǎo)纖維利用全反射的原理，根據(jù)全反射的條件可知，其內(nèi)芯的折射率大于外套的折射

率，D正確；光經(jīng)過(guò)大頭針尖時(shí)，大頭針尖邊緣輪廓會(huì)模糊不清，這是光的衍射現(xiàn)象，E錯(cuò)

伏`a.

2.（2021?山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三二模）小陸同學(xué)帶領(lǐng)某研究小組觀察楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，如圖1所示

是研究光的雙縫干涉的示意圖，擋板上有兩條狹縫$、52,由Sl和S2發(fā)出的兩列波到達(dá)屏上

時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉條紋.已知入射激光的波長(zhǎng)為2,屏上的P點(diǎn)到兩縫&和S2的距離相等，如果

把P處的亮條紋記作第。號(hào)亮條紋，由P向上數(shù)，與0號(hào)亮條紋相鄰的暗條紋為1號(hào)暗條紋,

與1號(hào)暗條紋相鄰的亮條紋為1號(hào)亮條紋，1號(hào)亮條紋上側(cè)相鄰的暗條紋為2號(hào)暗條紋，則

Pi處的暗條紋恰好是10號(hào)暗條紋.設(shè)直線SiPi的長(zhǎng)度為八，S2Pi的長(zhǎng)度為，2,則—八等

于（）

B.9.52

C.102D.10.51

答案B

解析由題設(shè)可知，從中央亮條紋P算起，Pl點(diǎn)處是第K）號(hào)暗條紋的位置，表明縫$、S2

到Pl處的距離差〃=10時(shí)，r2-∕-ι=（2∕ι-14=9.52,所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤.

3.明代學(xué)者方以智在《陽(yáng)燧倒影》中記載：“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有一面

五色”，表明白光通過(guò)多棱晶體折射會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象.如圖2所示，一束復(fù)色光通過(guò)三棱鏡

后分解成兩束單色光。、b,下列說(shuō)法正確的是（）

A.若增大入射角i,則〃光光消失

B.在該三棱鏡中α光波長(zhǎng)小于。光

C.“光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，6光不能發(fā)生

D.若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，則。光的遏止電壓低

答案D

解析如圖所示,

A

設(shè)左界面的折射角為α,在右界面的入射角為人根據(jù)幾何關(guān)系有：a+β=ZAf根據(jù)折射定

律〃=需，增大入射角i，折射角a增大，夕減小，而夕增大才能使》光發(fā)生全反射，故A

錯(cuò)誤；由光路圖可知，a光的折射率小于b光的折射率（加＜”應(yīng)，則a光的波長(zhǎng)大于b光的波

長(zhǎng)（4＞兒），故B錯(cuò)誤；光是一種橫波，橫波都有偏振現(xiàn)象，而縱波沒(méi)有，有無(wú)偏振現(xiàn)象與光

的頻率無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，最大初動(dòng)能Ek=M-W°,再根據(jù)動(dòng)能定理：

-eUc=0-Ek,即遏止電壓UC=/v一乎，由于逸出功Wo相同，所以入射光的頻率越大，遏

止電壓就越大，又則“光的頻率小于人光的頻率（均＜v?）,“光的遏止電壓小于6光的

遏止電壓，故D正確.

4.（多選）（2021?北京市海淀區(qū)高三期末）第五代移動(dòng)通信技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)5G）是最新一代蜂窩移動(dòng)通

信技術(shù)，5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、大規(guī)模設(shè)備連接等.與4G相比，5G使

用的電磁波頻率更高.下列說(shuō)法中正確的是（）

A.5G和4G使用的電磁波都是橫波

B.5G和4G使用的電磁波在真空中的傳播速度相同

C.5G和4G使用的電磁波都可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象

D.在真空中5G使用的電磁波波長(zhǎng)比4G的長(zhǎng)

答案ABC

解析5G和4G使用的電磁波都是橫波，故A正確；5G和4G使用的電磁波在真空中的傳

播速度相同，均為光速3X108π√s,故B正確：任何波均能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，故5G和

4G使用的電磁波都可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，故C正確；根據(jù)公式。得，當(dāng)速度一樣時(shí)，

波長(zhǎng)與頻率成反比，即5G使用的電磁波的波長(zhǎng)比4G的短，故D錯(cuò)誤.

5?（2021?山東青島市高三期末）如圖3,光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩部分組成，內(nèi)芯折射率比外套

的大，光在光導(dǎo)纖維中傳播時(shí)，光在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射.假設(shè)外套為空氣，一

束紅光由光導(dǎo)纖維的一端射入內(nèi)芯，紅光在內(nèi)芯與空氣的界面上恰好發(fā)生全反射，經(jīng)時(shí)間/1

從另一端射出；另讓一束綠光也從光導(dǎo)纖維的一端射入，綠光在內(nèi)芯與空氣的界面上也恰好

發(fā)生全反射，經(jīng)時(shí)間B從另一端射出.下列說(shuō)法正確的是（）

外套內(nèi)芯

圖3

A.內(nèi)芯對(duì)紅光的折射率小與對(duì)綠光的折射率〃2之比為

內(nèi)芯對(duì)紅光的折射率,與對(duì)綠光的折射率故之比琮

B.

C.紅光在內(nèi)芯中的傳播速度S與綠光在內(nèi)芯中的傳播速度。2之比為

D.紅光在內(nèi)芯中的傳播速度功與綠光在內(nèi)芯中的傳播速度。2之比球

答案A

解析設(shè)光導(dǎo)纖維長(zhǎng)為/,對(duì)紅光而言SinG=紅光通過(guò)光導(dǎo)纖維的路程∕∣==J,紅光

n↑sinCi

的光速為。1=片，因此所用時(shí)間A=9，整理得∕ι=5M,同理，綠光通過(guò)光導(dǎo)纖維所用時(shí)間

2x

t2=~nτf因此*=?∕+A正確，B錯(cuò)誤.紅光在內(nèi)芯中的傳播速度S與綠光在內(nèi)芯中的傳

C112\]12

播速度。2之比W=強(qiáng)='但，C、D錯(cuò)誤.

。2n?γr?

6.（2021?福建龍巖市一模）如圖4所示，把一矩形均勻薄玻璃板ABCD壓在另一個(gè)矩形平行玻

璃板上，一端用薄片墊起，將紅單色光從上方射入，這時(shí)可以看到明暗相間的條紋，下列關(guān)

于這些條紋的說(shuō)法中正確的是（）

圖4

A.條紋方向與AB邊平行

B.條紋間距不是均勻的，越靠近BC邊條紋間距越大

C.減小薄片的厚度，條紋間距變小

D.將紅單色光換為藍(lán)單色光照射，則條紋間距變小

答案D

解析薄膜干涉的光程差?5=2d（d為薄膜厚度），厚度相同處產(chǎn)生的條紋明暗情況相同，因

此條紋應(yīng)與BC邊平行，故A錯(cuò)誤；因?yàn)閮刹Ｐ栝g形成的空氣膜厚度均勻變化，因此條紋是

等間距的，故B錯(cuò)誤；減小薄片厚度，條紋間距將增大，故C錯(cuò)誤；將紅單色光換成藍(lán)單色

光照射，入射光波長(zhǎng)減小，條紋間距將減小，故D正確.

7.（2021?江蘇泰州市高三期末）如圖5所示，一束復(fù)色光射向半圓形玻璃磚的圓心。，經(jīng)折射

后分為兩束單色光4和A下列判斷正確的是（）

圖5

A.4光在玻璃中的速度大于6光在玻璃中的速度

B.4、力兩束光遇到同樣的障礙物時(shí)，。光更容易發(fā)生明顯衍射

C?增大復(fù)色光的入射角，在玻璃磚的右邊最先消失的是。光

D.用八匕兩束光分別照射到同一金屬表面，6光更容易使金屬發(fā)生光電效應(yīng)

答案C

解析根據(jù)光路，單色光α在空氣中的折射角度較大，所以根據(jù)折射定律，”光對(duì)玻璃的折

射率較大，根據(jù)折射率與速度的關(guān)系式"=￡可知，”光在玻璃中的速度小于人光在玻J離中的

速度，A錯(cuò)誤；折射率越大的光，其頻率越高，用“、b兩束光分別照射到同一金屬表面，a

光更容易使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤.根據(jù)頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系式C=/知，。光的波長(zhǎng)小于

6光的波長(zhǎng)，而波長(zhǎng)越短，越難發(fā)生明顯衍射，所以八〃兩束光遇到同樣的障礙物時(shí)，“光

更難發(fā)生明顯衍射，B錯(cuò)誤；根據(jù)SinC=1,。光對(duì)玻璃的臨界角較小，所以增大復(fù)色光的

入射角，在玻璃磚的右邊最先消失的是α光，C正確.

［爭(zhēng)分提能練J

8.（多選）（2021?山東淄博市一模）如圖6甲所示，為了觀察一油箱內(nèi)的儲(chǔ)油量，設(shè)計(jì)師在油箱

的一側(cè)豎直安裝了一系列厚度相同長(zhǎng)度不同的透明塑料板，每塊塑料板的形狀如圖乙所示，

下部尖端部分截面為等腰直角三角形.當(dāng)光由正上方豎直向下射入到塑料板中，從觀察窗口

中可以清晰看到油量計(jì)的上表面有明、暗兩片區(qū)域.通過(guò)觀察明暗區(qū)域分界線的位置，便可

判斷出油量的多少，以下說(shuō)法中正確的是（）

圖6

A.從觀察窗口觀察到的暗區(qū)是因?yàn)楣庠谒芰习逑露税l(fā)生了全反射

B.從觀察窗口觀察到的明亮區(qū)域越大，油量越少

C.使用的塑料板折射率應(yīng)滿足〃

D?使用的塑料板折射率應(yīng)滿足”>√5

答案BD

解析左側(cè)塑料板長(zhǎng)，尖端部分浸入油中，光線在塑料板下端與油的分界面處不會(huì)發(fā)生全反

射，從觀察窗口觀察是暗區(qū)，右側(cè)塑料板短，尖端部分沒(méi)有浸入油中，光線在塑料板下端與

空氣的分界面處發(fā)生全反射，從觀察窗口觀察到的是亮區(qū)，A錯(cuò)誤：油量越少，浸入油中的

塑料板個(gè)數(shù)越少，發(fā)生全反射的塑料板個(gè)數(shù)越多，從觀察窗口觀察到的明亮區(qū)域越大，B正

確；根據(jù)臨界角公式得sinC=：,C=45o,解得所以使用的塑料板折射率應(yīng)滿足∕z>√2,

C錯(cuò)誤，D正確.

?,Z

9.（2021.山東青島市一模）如圖7,截面為正三角形的三棱鏡放置在坐標(biāo)紙上，OE是在坐標(biāo)紙

上標(biāo)記的線段，與三棱鏡的ABC面垂直.從棱鏡上方某位置觀察，恰好在眼睛正下方看到

OE的像O'E',且。'點(diǎn)是。C的中點(diǎn).該三棱鏡的折射率為（）

A.√2B.√3

答案B

解析由題意可知，光路圖如圖所示

又。'點(diǎn)是Oe的中點(diǎn)，可知/1=60°,/2=30°,

則該三棱鏡的折射率為，嚼=√5,故選B.

10.（2021?山西朔州市懷仁市高三期末）如圖8所示，空氣中一直角棱鏡A8C,ZA=30°,一束

單色光從AC邊中點(diǎn)。垂直射入棱鏡，從AB邊射出的光線與AB邊夾角為30。，已知Be邊

長(zhǎng)度為√5m,光在真空中的傳播速度c=3X108m∕s.求:

圖8

(1)該棱鏡的折射率；

(2)從BC邊射出的光在該棱鏡中的傳播時(shí)間.

答案(1)√3⑵1.5X10-8s

解析(1)光路圖如圖所示：

從AB邊射出的光

入射角z=30o,折射角r=60o

故折射率為〃=黑=小

(2)由幾何關(guān)系可知從BC邊射出的光均從C點(diǎn)射出，則光在該棱鏡中的路程為s=DE+EC

3√3

m

光在該棱鏡中的傳播速度為°=;

傳播時(shí)間為Z=^=1.5×10^8s.

11.(2021?貴州盤(pán)州市一模)半徑為R的半球形透明體截面如圖9,AB為直徑，。為圓心，其

折射率為坐一細(xì)束光從圓周上某點(diǎn)射入透明體，經(jīng)兩次折射后沿平行于BA方向從圓周上的

P點(diǎn)射出.已知/4OP=60。，真空中的光速為c,求:

圖9

(1)出射光線與入射光線延長(zhǎng)線間的夾角:

(2)光通過(guò)透明體所用的時(shí)間.

答案(1)30。⑵華

解析(1)設(shè)光在射出圓面時(shí)折射角為i,入射角為α,光路如圖

Zi=ZAOP=GOo

由折射定律”=等"

sina

解得sina=乎

則a=45。

設(shè)從圓面射入時(shí)的入射角為y,折射角為β,/S=a=45°

射入圓面時(shí)，由折射定律得〃=那力

解得Ny=60。

由幾何關(guān)系得出射光線與入射光線延長(zhǎng)線間的夾角

Z<5=30°

(2)由幾何關(guān)系得光在透明體中通過(guò)的距離為PQ=y∣2R

光在透明體中的速度為V=-

n

則光通過(guò)透明體所用的時(shí)間∕=e=華

12.(2021?全國(guó)乙卷?34⑵)用插針?lè)y(cè)量上、下表面平行的玻璃磚的折射率.實(shí)驗(yàn)中用A、B

兩個(gè)大頭針確定入射光路，C、D兩個(gè)大頭針確定出射光路，。和0'分別是入射點(diǎn)和出射

點(diǎn)，如圖10(a)所示.測(cè)得玻璃磚厚度為6=15.0mm,A到過(guò)O點(diǎn)的法線OM的距離AM=

10.0mm,M到玻璃磚的距離MO=20.0mm,O1至IJoM的距離為s=5.0mm.

(a)(b)

圖10

(1)求玻璃磚的折射率；

(2)用另一塊材料相同,但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實(shí)驗(yàn),玻璃磚的截面如圖(b)所示.光

從上表面入射，入射角從0逐漸增大，達(dá)到45。時(shí)，玻璃磚下表面的出射光線恰好消失.求

此玻璃磚上下表面的夾角.

答案(1)√2(2)15°

解析(1)從。點(diǎn)射入時(shí)，設(shè)入射角為a,折射角為夕.根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)可得：sina=罌=

10.0

√10.02+20.02^5

__5________520______√10

Sm夕一?00,-W502+5.02-10

由折射定律可得玻璃磚的折射率：

⑵當(dāng)入射角為45。時(shí)，設(shè)折射角為力由折射定律:

sin45oF二一C八C

n=~：---,可求付：y=30o

sinγ/

設(shè)此玻璃磚上下表面的夾角為區(qū)光路如圖所示:

而此時(shí)出射光線恰好消失，則說(shuō)明發(fā)生全反射,

有：sinC=?,解得：C=45o

由幾何關(guān)系可知：θ'=8+30°=C

可得玻璃磚上下表面的夾角0=15。

第一篇專(zhuān)題復(fù)習(xí)

專(zhuān)題八物理實(shí)驗(yàn)

第22課時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)⑴——紙帶類(lèi)和光電門(mén)類(lèi)實(shí)驗(yàn)

【命題角度】（1）研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)；（2）驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律；（3）探究動(dòng)能定理；（4）驗(yàn)證機(jī)械

能守恒定律；（5）驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.

知識(shí)儲(chǔ)備

一、紙帶的分析和數(shù)據(jù)處理光電門(mén)的應(yīng)用

I.兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

（1）區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn).計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測(cè)量和

計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn).要注意“每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)

點(diǎn)”的說(shuō)法是等效的，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50HZ時(shí)，兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)

間間隔T=5X0.02s=0.10s.

(2)涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)均是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶.

2.記錄的信息

紙帶可以記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和物體運(yùn)動(dòng)的位移(頻閃照相和紙帶記錄的物理量相

同).與光電門(mén)相連的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄時(shí)間.

3.求速度和加速度

做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中

間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.如圖所示，求打某一點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度，只

需在這一點(diǎn)的前后各取相同時(shí)間間隔T的兩段位移X,和X.+1,則打

測(cè)瞬時(shí)速度

n點(diǎn)時(shí)的速度內(nèi)=必蕓U.

紙帶

①用“逐差法”求加速度如圖所示

Jθl234569

\口一LJ￥

x∣X?2M?*X，Xf>

測(cè)加速度

(X4+X5+M)—(X]+x2+x3)

a—9廣?

②作出0—f圖象，通過(guò)圖象的斜率求物體運(yùn)動(dòng)的加速度，a=^.

光電門(mén)主要是測(cè)量速度的儀器，設(shè)小車(chē)上擋板的寬度為％擋板遮住

測(cè)速度

光電門(mén)光線的時(shí)間為加，則小車(chē)通過(guò)光電門(mén)的速度v=￡

光電門(mén)

若已知兩個(gè)光電門(mén)之間的距離為X,小車(chē)通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)時(shí)的速度分

測(cè)加速度022—Ol2

別為勁、。2，則“==57―-

二、使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)：

1.平行：紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行.

2.靠近：釋放小車(chē)前，應(yīng)使小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置.

3.兩先兩后：實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放小車(chē)；實(shí)驗(yàn)后先斷開(kāi)電源，后取下紙帶.

4.防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，防止槽碼落地或小車(chē)與滑輪碰撞.

5.減小誤差：小車(chē)另一端掛的槽碼質(zhì)量要適當(dāng)，避免速度過(guò)大而使紙帶上打的點(diǎn)太少,

或者速度太小，使紙帶上打的點(diǎn)過(guò)于密集.

高考題型1研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

例1（2019?全國(guó)卷1?22）某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)

行探究.物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖1所示.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的

頻率為50Hz,紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫(huà)出.在A、B、C、D、

E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是點(diǎn).在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為

m∕s（保留3位有效數(shù)字）；物塊下滑的加速度大小為m∕s2（保留2位有效數(shù)字）.

O123456789IO

Illllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllhllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllɑ??

?U:BW%）

圖1

答案A0.2330.75

解析根據(jù)題述，物塊加速下滑，在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是A

點(diǎn).根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則可讀出，8點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為1.20cm,C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為3.15cm,D

點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為5.85Cm,E點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度為9.30Cm,AB=1.20cm,BC=1.95cm,CD=

2.70cm,OE=3.45Cm.兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=5X4s=0.10s,根據(jù)做勻變速

直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得，打出C點(diǎn)

,,,,,.,,,BC+CD=LFFCD+DE—(ΛB+BC)

時(shí)物塊1的速度λ大小為Vc=—斤一=O.233m∕s.由逐差法可付a--------行--------，λ解λ傳a

=0.75m∕s2.

例2（2020?江蘇卷?11）疫情期間“停課不停學(xué)”，小明同學(xué)在家自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究.用手機(jī)

拍攝物體自由下落的視頻，得到分幀圖片，利用圖片中小球的位置來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示.

（1）家中有乒乓球、小塑料球和小鋼球，其中最適合用作實(shí)驗(yàn)中下落物體的是

（2）下列主要操作步驟的正確順序是.（填寫(xiě)各步驟前的序號(hào)）

①把刻度尺豎直固定在墻上

②捏住小球，從刻度尺旁靜止釋放

③手機(jī)固定在三角架上，調(diào)整好手機(jī)鏡頭的位置

④打開(kāi)手機(jī)攝像功能，開(kāi)始攝像

(3)停止攝像，從視頻中截取三幀圖片，圖片中的小球和刻度如圖3所示.已知所截取的圖片

相鄰兩幀之間的時(shí)間間隔為qs,刻度尺的分度值是1mm,由此測(cè)得重力加速度為m∕s2.

圖3

(4)在某次實(shí)驗(yàn)中，小明釋放小球時(shí)手稍有晃動(dòng)，視頻顯示小球下落時(shí)偏離了豎直方向.從該

視頻中截取圖片，(選填“仍能”或“不能”)用⑶問(wèn)中的方法測(cè)出重力加速度.

答案⑴小鋼球(2)①③④②(3)9.6(9.5~9.7均可)(4)仍能

解析(1)小鋼球受到的空氣阻力相對(duì)最小，可近似認(rèn)為做自由落體運(yùn)動(dòng).

(2)安裝好器材后，先打開(kāi)手機(jī)攝像功能，再由靜止釋放小球.這類(lèi)似于使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)先

接通電源，再釋放紙帶，故順序是①③④②.

(3)由題圖讀得汨=2.50Cm,%2=26.50cm,??=77.20cm,

由(X3一12)一(必一xι)=g∕,T=∣s,

解得g79.6m∕s2.

(4)釋放時(shí)手抖動(dòng)，導(dǎo)致小球的運(yùn)動(dòng)偏離了豎直方向，但在小球下落過(guò)程中，小球豎直分運(yùn)動(dòng)

仍然是加速度為重力加速度g的運(yùn)動(dòng)，故仍能用(3)問(wèn)的方法測(cè)出重力加速度.

高考題型2驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律

例3(2020?浙江7月選考?17(1))做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，圖4甲是教材

中的實(shí)驗(yàn)方案；圖乙是拓展方案，其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

圖4

(i)掛上托盤(pán)和祛碼，改變木板的傾角，使質(zhì)量為仞的小車(chē)拖著紙帶沿木板勻速下滑；

(ii)取下托盤(pán)和祛碼，測(cè)出其總質(zhì)量為處讓小車(chē)沿木板下滑，測(cè)出加速度a；

(iii)改變祛碼質(zhì)量和木板傾角，多次測(cè)量，通過(guò)作圖可得到a—F的關(guān)系.

(1)實(shí)驗(yàn)獲得如圖5所示的紙帶，計(jì)數(shù)點(diǎn)〃、b、c、d、e、/間均有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則在打d點(diǎn)

時(shí)小車(chē)的速度大小Od=m?(保留兩位有效數(shù)字，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz)；

QyqqWf

WnIlIII甲IWiIIpHIMnInIiIIlIiPlIilWPiIInlIPIlIIIWIIIllnIPIllIlWln

293（）3132333435363738

en?

圖5

（2）需要滿足條件M》m的方案是（選填“甲”“乙”或“甲和乙”）；在作a-F圖象

時(shí)，把mg作為產(chǎn)值的是（選填“甲”“乙”或“甲和乙”）.

答案（1）0.19（0.18?0.19均可）（2）甲甲和乙

解析（1）由題意知小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故Od=號(hào)，將XCe=（361.0—324.0）mm=37.0mm,

T=OJs

代人得VdfvO.?9m/s

（2）甲實(shí)驗(yàn)方案中：繩的拉力下滿足：F=Ma,

且mg—F—ma,

則尸=-?,只有當(dāng)機(jī)《M時(shí)，尸才近似等于mg,故以托盤(pán)與祛碼的總重力表示小車(chē)的合

1+—

外力，需滿足〃?《M.

乙實(shí)驗(yàn)方案中：小車(chē)沿木板勻速下滑，小車(chē)受繩的拉力及其他力的合力為零，且繩的拉力大

小等于托盤(pán)與