高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)精講精練第38講 物理實(shí)驗(yàn)(三)(解析版)_第1頁(yè)
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第38講物理實(shí)驗(yàn)(三)1、理解和掌握測(cè)量玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)原理,并會(huì)做出必要的誤差分析。2、理解和掌握用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)原理,并會(huì)做出必要的誤差分析。3、理解和掌握驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)原理,并會(huì)做出必要的誤差分析。4、理解和掌握用油膜法估測(cè)油酸分子的大小實(shí)驗(yàn)原理,并會(huì)做出必要的誤差分析。5、能夠在原型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)或者創(chuàng)新,做出同類探究。實(shí)驗(yàn)8測(cè)定玻璃的折射率1.實(shí)驗(yàn)原理如實(shí)驗(yàn)原理圖甲所示,當(dāng)光線AO1以一定的入射角θ1穿過(guò)兩面平行的玻璃磚時(shí),通過(guò)插針?lè)ㄕ页龈肷涔饩€AO1對(duì)應(yīng)的出射光線O2B,從而求出折射光線O1O2和折射角θ2,再根據(jù)n=eq\f(sinθ1,sinθ2)或n=eq\f(PN,QN′)算出玻璃的折射率.2.實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、玻璃磚、大頭針、圖釘、量角器、三角板、鉛筆.3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把白紙固定在木板上.(2)在白紙上畫一條直線aa′,并取aa′上的一點(diǎn)O為入射點(diǎn),作過(guò)O點(diǎn)的法線NN′.(3)畫出線段AO作為入射光線,并在AO上插上P1、P2兩根大頭針.(4)在白紙上放上玻璃磚,使玻璃磚的一條長(zhǎng)邊與直線aa′對(duì)齊,并畫出另一條長(zhǎng)邊的對(duì)齊線bb′.(5)眼睛在bb′的一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察兩個(gè)大頭針并調(diào)整視線方向,使P1的像被P2的像擋住,然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像,再插上P4,使P4擋住P3和P1、P2的像.(6)移去玻璃磚,拔去大頭針,由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O′B及出射點(diǎn)O′,連接O、O′得線段OO′.(7)用量角器測(cè)量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.(8)改變?nèi)肷浣?,重?fù)實(shí)驗(yàn),算出不同入射角時(shí)的eq\f(sinθ1,sinθ2),并取平均值.4.?dāng)?shù)據(jù)處理(1)計(jì)算法:用量角器測(cè)量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.算出不同入射角時(shí)的eq\f(sinθ1,sinθ2),并取平均值.(2)作sinθ1-sinθ2圖象:改變不同的入射角θ1,測(cè)出不同的折射角θ2,作sinθ1-sinθ2圖象,由n=eq\f(sinθ1,sinθ2)可知圖象應(yīng)為直線,如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示,其斜率為折射率.(3)“單位圓”法確定sinθ1、sinθ2,計(jì)算折射率n.以入射點(diǎn)O為圓心,以一定的長(zhǎng)度R為半徑畫圓,交入射光線OA于E點(diǎn),交折射光線OO′于E′點(diǎn),過(guò)E作NN′的垂線EH,過(guò)E′作NN′的垂線E′H′.如實(shí)驗(yàn)原理圖丙所示,sinθ1=eq\f(EH,OE),sinθ2=eq\f(E′H′,OE′),OE=OE′=R,則n=eq\f(sinθ1,sinθ2)=eq\f(EH,E′H′).只要用刻度尺量出EH、E′H′的長(zhǎng)度就可以求出n.5.注意事項(xiàng)(1)用手拿玻璃磚時(shí),手只能接觸玻璃磚的毛面或棱,不能觸摸光潔的光學(xué)面,嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺子畫玻璃磚的另一邊bb′.(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,玻璃磚在紙上的位置不可移動(dòng).(3)大頭針應(yīng)豎直地插在白紙上,且玻璃磚每?jī)擅洞箢^針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)大一點(diǎn),以減小確定光路方向時(shí)造成的誤差.(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角不宜過(guò)小,否則會(huì)使測(cè)量誤差過(guò)大,也不宜過(guò)大,否則在bb′一側(cè)將看不到P1、P2的像.(2024?天津模擬)(1)某同學(xué)在利用“插針?lè)ā睖y(cè)定一塊紅色直角三角形玻璃磚折射率時(shí)發(fā)現(xiàn),由于玻璃磚的顏色較深,在另一側(cè)很難觀測(cè)到對(duì)側(cè)所插的針。他想到可以用實(shí)驗(yàn)室的紅色激光器來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。如圖所示,他在木板上固定好白紙,放好玻璃磚,正確作出了界面MN、MP、NP,然后讓很細(xì)的激光平行于木板從玻璃磚的上界面MN入射。①由于激光很強(qiáng),不能用眼睛直接觀測(cè),該同學(xué)通過(guò)在木板上插入被激光照亮的針來(lái)確定激光光路,正確的插針順序應(yīng)是。A.P1、P2、P3,P4 B.P4、P3、P2、P1C.P1、P2、P4、P3 D.P4、P3、P1、P2②若P1P2與MN垂直,用量角器量得圖中的θ1=60°,θ2=30°,則玻璃的折射率為。A.3 B.33 C.233③若激光器正常發(fā)光,平行木板從玻璃磚NP界面垂直射入玻璃磚,如圖中虛線所示。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在MP一側(cè)始終找不到出射光線,原因是;該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在MN一側(cè)可以找到出射光線,他依然用被激光照亮的針確定了激光在MN一側(cè)的出射光線和NP一側(cè)的入射光線,則測(cè)量后他(選填“能”或“不能”)計(jì)算出玻璃的折射率。【解答】解:(1)①四根針應(yīng)該先插光路后面的針,否則光被擋住,后面的針無(wú)法確定位置,故正確的插針順序應(yīng)是:P4、P3、P2、P1,故B正確,ACD錯(cuò)誤。②在MP界面上,光的入射角為:i=90°﹣θ1=90°﹣60°=30°,折射角為:r=90°﹣θ2=90°﹣30°=60°,則玻璃的折射率為:n=sinr③入射光線與NP相垂直,在MP一側(cè)沒(méi)有找到出射光線,說(shuō)明光線在MP界面上發(fā)生了全反射。根據(jù)幾何關(guān)系可以求出光線在MN面上的入射角,由插針?lè)蓽y(cè)量出折射角,光路圖如下圖所示,從而由折射率公式計(jì)算出折射率,故能計(jì)算出玻璃的折射率。故答案為:(1)①B;②A;③激光在MP界面發(fā)生了全反射現(xiàn)象;能(2024?渝中區(qū)校級(jí)模擬)在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中,在白紙上放好玻璃磚,然后畫出玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面aa’和bb’,如圖甲所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,用“+”表示大頭針的位置,然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察,并依次插上大頭針P3和P4。(1)在插P3和P4時(shí),應(yīng)使P3擋?。ㄟx填“P1”、“P2”、“P1和P2”、“P1或P2”)的像,使P4擋?。ㄟx填“P2”、“P3”、“P3和P1、P2”、“P1、P2或P3”)的像。(2)用“插針?lè)ā闭页雠c入射光線對(duì)應(yīng)的折射光線,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)A、B點(diǎn)作法線NN’的垂線,垂足分別為C、D點(diǎn),如圖乙所示,則玻璃的折射率n=(用圖中線段的字母表示)。(3)為了進(jìn)一步提高測(cè)量準(zhǔn)確度,請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l合理的改進(jìn)建議:。【解答】解:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的操作步驟可知,插上大頭針P3,使P3擋住P1的像和P2的像,接著插上大頭針P4,使P4擋住P3和P1、P2的像;(2)設(shè)單位圓的半徑為R,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí),入射角的正弦sini=折射角的正弦sinr=根據(jù)折射定律n=(3)多次改變?nèi)肷浣堑拇笮。啻螠y(cè)量出入射角和折射角的正弦,然后以入射角的正弦(sini)為縱軸,折射角的正弦(sinr)為橫軸,采用描點(diǎn)作圖法,作出sini﹣sinr圖像;由于圖像的斜率表示折射率,求出圖像的折射率即可得到折射率的測(cè)量值。故答案為:(1)P1和P2;P3和P1、P2;(2)ACBD(2024?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示的陰影部分ABC為一透明光學(xué)元件的橫截面,AC為圓心在O的14(1)某小組進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)操作,下列實(shí)驗(yàn)操作步驟的正確順序是;A.移去大頭針和光學(xué)元件,記錄好P1、P2和P3的孔洞位置,在固定好的白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,Ox軸與OC重合,Oy軸與OA重合;B.將白紙用圖釘固定在平整木板上,在白紙上畫出光學(xué)元件的橫截面圖,標(biāo)好對(duì)應(yīng)關(guān)系,把光學(xué)元件放在白紙上,使它的橫截面與圖中畫線對(duì)齊;C.用刻度尺測(cè)出P1、P2和P3在直角坐標(biāo)系xOy中的坐標(biāo)P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)。計(jì)算出此光學(xué)元件折射率n;D.在O點(diǎn)豎直插大頭針P,在D點(diǎn)豎直插大頭針P1,在AB外側(cè)調(diào)整視線觀察到大頭針P和P1的像在一條直線上,再豎直插上兩枚大頭針P2、P3,使P2擋住P和P1的像,P3擋住P1和P、P2的像。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的P1、P2和P3坐標(biāo),求出此光學(xué)元件折射率測(cè)量值的表達(dá)式為n=(用測(cè)量的坐標(biāo)值表示)。(3)步驟D中,在D點(diǎn)豎直插大頭針P1,發(fā)現(xiàn)在AB外側(cè)無(wú)論怎樣調(diào)整視線都不能觀察到大頭針P和P1的像在一條直線上,這是為什么??!窘獯稹拷猓海?)實(shí)驗(yàn)操作步驟為將白紙用圖釘固定在平整木板上,在白紙上畫出光學(xué)元件的橫截面圖,標(biāo)好對(duì)應(yīng)關(guān)系,把光學(xué)元件放在白紙上,使它的橫截面與圖中畫線對(duì)齊;在O點(diǎn)豎直插大頭針P,在D點(diǎn)豎直插大頭針P1,在AB外側(cè)調(diào)整視線觀察到大頭針P和P1的像在一條直線上,再豎直插上兩枚大頭針P2、P3,使P2擋住P和P1的像,P3擋住P1和P、P2的像;移去大頭針和光學(xué)元件,記錄好P1、P2和P3的孔洞位置,在固定好的白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,Ox軸與OC重合,Oy軸與OA重合;用刻度尺測(cè)出P1、P2和P3在直角坐標(biāo)系xOy中的坐標(biāo)P1(x1,y1),P2(x2,y2),P3(x3,y3)。計(jì)算出此光學(xué)元件折射率n。實(shí)驗(yàn)操作步驟的正確順序是BDAC。(2)光路圖如圖所示:根據(jù)幾何關(guān)系,入射角的正弦值為sini=折射角的正弦值為sinr=根據(jù)折射定律n=代入數(shù)據(jù)解得n=(3)在D點(diǎn)豎直插大頭針P1,發(fā)現(xiàn)在AB外側(cè)無(wú)論怎樣調(diào)整視線都不能觀察到大頭針P和P1的像在一條直線上,是因?yàn)镈點(diǎn)射入的光線發(fā)生全反射。故答案為:(1)BDAC;(2)(y實(shí)驗(yàn)9用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)一、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭組成),另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺.1.相鄰兩條亮條紋的間距Δx與入射光波長(zhǎng)λ,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Δx=eq\f(l,d)λ.2.測(cè)量頭的構(gòu)造及使用如圖甲所示,測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成,轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,分劃板會(huì)向左右移動(dòng),測(cè)量時(shí),應(yīng)使分劃板中心刻度對(duì)齊條紋的中心,如圖乙,記下此時(shí)手輪上的讀數(shù).甲乙兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的距離.實(shí)際測(cè)量時(shí),要測(cè)出n條亮紋(暗紋)的寬度,設(shè)為a,那么Δx=eq\f(a,n-1).二、實(shí)驗(yàn)步驟1.觀察干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如圖所示.(2)接好光源,打開(kāi)開(kāi)關(guān),使燈絲正常發(fā)光.(3)調(diào)節(jié)各器件的高度,使光源發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏.(5)在單縫和光源間放上濾光片,觀察單色光的干涉條紋.2.測(cè)定單色光的波長(zhǎng)(1)安裝測(cè)量頭,調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋.(2)使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中央,記下手輪上的讀數(shù)a1,將該條紋記為第1條亮紋;轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的中央,記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a2,將該條紋記為第n條亮紋.(3)用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏的距離l(d是已知的).(4)重復(fù)測(cè)量.三、數(shù)據(jù)處理(1)條紋間距Δx=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(a2-a1,n-1))).(2)波長(zhǎng)λ=eq\f(d,l)Δx.(3)計(jì)算多組數(shù)據(jù),求λ的平均值.四、注意事項(xiàng)(1)雙縫干涉儀是比較精密的儀器,應(yīng)輕拿輕放,且注意保養(yǎng).(2)安裝時(shí),注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上,并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng).(3)光源燈絲最好為線狀燈絲,并與單縫平行且靠近.(4)照在光屏上的光很弱,主要原因是燈絲與單縫、雙縫,測(cè)量頭與遮光筒不共軸所致;干涉條紋不清晰的一般原因是單縫與雙縫不平行所致,故應(yīng)正確調(diào)節(jié).五、誤差分析(1)雙縫到屏的距離l的測(cè)量存在誤差.(2)測(cè)條紋間距Δx帶來(lái)的誤差.①干涉條紋沒(méi)有調(diào)整到最清晰的程度;②誤認(rèn)為Δx為亮(暗)條紋的寬度;③分劃板刻線與干涉條紋不平行,中心刻線沒(méi)有恰好位于條紋中心;④測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確,此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清.(2024?五華區(qū)校級(jí)模擬)圖甲為“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)光具座上安裝的元件a、b、c分別是。A.透鏡、單縫、濾光片B.透鏡、單縫、雙縫C.透鏡、濾光片、單縫(2)按照正確的順序安裝好元件,調(diào)整后在光屏上觀察到明暗相間的條紋。將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊,將該亮紋定為第1條亮紋,此時(shí)手輪上的示數(shù)x1=2.230mm。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊如圖乙所示,此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖丙所示,x2=mm。已知單縫與雙縫間的距離為100mm,雙縫與屏的距離800mm,雙縫間距0.25mm。可得所測(cè)光的波長(zhǎng)為m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)關(guān)于此實(shí)驗(yàn),下面幾種說(shuō)法正確的是。A.僅撤掉濾光片,光屏仍能觀察到干涉圖樣B.僅將單縫移近雙縫,光屏上觀察到的條紋數(shù)變少C.單、雙縫相平行,兩縫與光屏上的條紋相垂直D.僅撤掉雙縫,在光屏上可能觀察到明暗相間的條紋【解答】解:(1)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中,安裝儀器從左到右的順序?yàn)楣庠?、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏,故AB錯(cuò)誤,C正確。故選:C。(2)螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm,x2=13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm;相鄰亮條紋之間的距離Δx=根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=波長(zhǎng)λ=(3)A.僅撤掉濾光片,光屏仍能觀察到彩色干涉圖樣,故A正確;B.僅將單縫移近雙縫,條紋間距不變,光屏上觀察到的條紋數(shù)不變,故B錯(cuò)誤;C.單、雙縫相平行,兩縫與光屏上的條紋相互相平行,故C錯(cuò)誤;D.僅撤掉雙縫,在光屏上可能觀察到明暗相間的衍射條紋,條紋的寬窄和亮度的分布不再均勻,故D正確。故選:AD。故答案為:(1)C;(2)13.870;7.3×10﹣7;(3)AD。(2024?海南)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量光的波長(zhǎng)。(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,在光屏上得到了明暗相間的條紋,則下列說(shuō)法正確的是(填選項(xiàng)序號(hào))。A.僅增大雙縫間距,相鄰干涉條紋中心間距增大B.僅增大雙縫到屏的距離,相鄰干涉條紋中心間距增大C.僅增大單縫到雙縫的距離,相鄰干涉條紋中心間距增大D.僅把藍(lán)色濾光片換成紅色濾光片,相鄰干涉條紋中心間距增大(2)如果雙縫間距是d,雙縫到屏的距離是L,第1條亮紋中央到第5條亮紋中央間距是x,則光的波長(zhǎng)是(用x、d、L表示)?!窘獯稹拷猓海?)ABC.根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx=LλD.由于紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng),根據(jù)雙縫公式條紋間距公式Δx=L故選:BD。(2)第一條亮紋到第五條亮紋間距是x,則相鄰亮條紋之間的距離Δx=根據(jù)公式可得光的波長(zhǎng)是λ=Δxd故答案為:(1)BD;(2)dx4L(2024?紅橋區(qū)一模)如圖甲所示,為“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)調(diào)節(jié)光具座上放置的各光學(xué)元件,并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上,保證單縫和雙縫平行。若從目鏡中看到干涉條紋太密,要想減少?gòu)哪跨R中觀察到的條紋數(shù)量,下列做法可行的是。A.僅換用間距更小的雙縫B.僅將單縫向雙縫靠近C.僅將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)D.僅將紅色濾光片換成紫色濾光片(2)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭的手輪,使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第1條亮紋,讀出手輪的讀數(shù)為1.030mm。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第10條亮紋如圖乙所示,讀出手輪的讀數(shù)為mm。已知雙縫間的寬度d=0.3mm,通過(guò)激光測(cè)距儀測(cè)量出雙縫到投影屏間的距離L=1.0m,則該種色光的波長(zhǎng)是m?!窘獯稹拷猓海?)要想減少?gòu)哪跨R中觀察到的條紋數(shù)量,就要增大條紋間距;根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=由此可知,增大雙縫到屏的距離L、減小雙縫之間的距離或者增大入射光的波長(zhǎng)都可以增大干涉條紋間距;A.在其他條件不變時(shí),換用間距更小的雙縫,可以增大條紋間距,故A正確;B.僅將單縫向雙縫靠近,不會(huì)改變條紋間距,故B錯(cuò)誤;C.僅將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng),減小了雙縫到屏的距離L,條紋間距變小,故C錯(cuò)誤;D.僅將紅色濾光片換成紫色濾光片,入射光的波長(zhǎng)減小,條紋間距變小,故D錯(cuò)誤。故選:A。(2)螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm,讀數(shù)為x10=14.5mm+3.0×0.01mm=14.530mm相鄰亮條紋之間的距離Δx=根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=入射光的波長(zhǎng)λ=dΔx故答案為:(1)A;(2)14.530;4.5×10﹣7。實(shí)驗(yàn)10驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律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p=m1v1+m2v2及碰撞后的動(dòng)量p′=m1v1′+m2v2′,看碰撞前后動(dòng)量是否守恒.2.實(shí)驗(yàn)器材斜槽、小球(兩個(gè))、天平、復(fù)寫紙、白紙等.3.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∏颍?2)按照實(shí)驗(yàn)原理圖甲安裝實(shí)驗(yàn)裝置.調(diào)整、固定斜槽使斜槽底端水平.(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.(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.如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示.(6)連接ON,測(cè)量線段OP、OM、ON的長(zhǎng)度.將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中.最后代入m1eq\x\to(OP)=m1eq\x\to(OM)+m2eq\x\to(ON),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.?dāng)?shù)據(jù)處理驗(yàn)證表達(dá)式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′5.注意事項(xiàng)(1)前提條件保證碰撞是一維的,即保證兩物體在碰撞之前沿同一直線運(yùn)動(dòng),碰撞之后還沿這條直線運(yùn)動(dòng).(2)利用斜槽進(jìn)行實(shí)驗(yàn),入射球質(zhì)量要大于被碰球質(zhì)量,即m1>m2,防止碰后m1被反彈(2024?廣東二模)某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,滑塊1和滑塊2前端均安裝了圓形彈片,兩滑塊上的擋光片寬度相同。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:①分別測(cè)出滑塊1和滑塊2的質(zhì)量m1、m2;②調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平;③將兩滑塊分別置于氣墊導(dǎo)軌兩端,同時(shí)輕推兩個(gè)滑塊,兩滑塊相向運(yùn)動(dòng),分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門后發(fā)生碰撞,碰撞后兩滑塊彈開(kāi),速度方向均與碰撞前的相反,再次分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門,計(jì)時(shí)器記錄滑塊上的擋光片兩次經(jīng)過(guò)光電門的擋光時(shí)間;④重復(fù)步驟③,得到多組數(shù)據(jù);⑤斷開(kāi)氣源和計(jì)時(shí)器的電源,整理儀器。根據(jù)以上步驟,回答下列問(wèn)題:(1)步驟②中,判斷氣墊導(dǎo)軌水平的方法是:接通氣源和計(jì)時(shí)器后,使滑塊在氣墊導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)時(shí),滑塊上的擋光片通過(guò)兩個(gè)光電門的擋光時(shí)間;(2)步驟③中,輕推兩個(gè)滑塊后,若滑塊1碰撞前、后經(jīng)過(guò)光電門1的擋光時(shí)間分別為t1、t1',滑塊2碰撞前、后經(jīng)過(guò)光電門2的擋光時(shí)間分別為t2、t2',擋光片的寬度為L(zhǎng),則碰撞前,滑塊1的速度大小為,碰撞前后,滑塊1的速度變化量的大小為;(3)若等式m1m2【解答】解:(1)步驟②中,判斷氣墊導(dǎo)軌水平的方法是:接通氣源和計(jì)時(shí)器后,使滑塊在氣墊導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)時(shí),滑塊上的擋光片通過(guò)兩個(gè)光電門的擋光時(shí)間相等;(2)根據(jù)速度的定義,可以求出碰撞前,滑塊1的速度大小為:v碰撞后滑塊1的速度大小為:v碰撞前后,滑塊1的速度變化量的大小為:Δv1=v1+v1′=(3)碰撞前,滑塊2的速度大小為:v碰撞后滑塊2的速度大小為:v以滑塊1碰前的速度為正方向,若碰撞動(dòng)量守恒,則:m1v1﹣m2v2=﹣m1v1'+m2v2'即:m故答案為:(1)相等;(2)Lt1、L(t(2024?河西區(qū)二模)某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。在桌面上放置氣墊導(dǎo)軌,安裝光電計(jì)時(shí)器1和光電計(jì)時(shí)器2,放置帶有遮光片的滑塊A、B,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌成水平狀態(tài)。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量滑塊A上遮光片的寬度dA,如圖乙所示,讀數(shù)為mm。(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前滑塊A置于光電門1的左側(cè),滑塊B靜置于兩光電門間的某一適當(dāng)位置。給A一個(gè)向右的初速度,A通過(guò)光電門1的時(shí)間為t1。A與B碰撞后,B通過(guò)光電門2的時(shí)間為t2,A通過(guò)光電門1的時(shí)間為t3。為完成該實(shí)驗(yàn),還需要測(cè)量的物理量有。A.滑塊B上遮光片的寬度dBB.滑塊A的總質(zhì)量mAC.滑塊B的總質(zhì)量mBD.光電門1到光電門2的間距L(3)若利用(1)(2)中所給物理量的符號(hào)書(shū)寫的表達(dá)式Ad【解答】解:(1)螺旋測(cè)微器精度為0.01mm,需要估讀到分度值的下一位,則讀數(shù)為:1mm+19.5×0.01mm=1.195mm(2)(3)測(cè)得滑塊A通過(guò)光電計(jì)時(shí)器1的遮光時(shí)間為t1,則滑塊A第一次通過(guò)光電計(jì)時(shí)器1時(shí)的速度為:v碰撞前滑塊A做勻速直線運(yùn)動(dòng),碰前滑塊A的速度向左,大小為:v碰撞后滑塊B的速度向右,大小為:v兩滑塊碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:mAv1=mBv2﹣mAv1′整理可得:m所以還需要測(cè)量的物理量有A.滑塊B上遮光片的寬度dB,滑塊A的總質(zhì)量mA,滑塊B的總質(zhì)量mB故答案為:(1)1.195;(2)ABC;(3)m(2024?石家莊二模)某小組利用如圖所示的裝置做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)?;瑝KA、B的質(zhì)量分別為mA、mB,氣墊導(dǎo)軌已調(diào)節(jié)水平。(1)甲同學(xué)在滑塊B左端粘上少量橡皮泥,將滑塊A從傾斜軌道上某點(diǎn)由靜止釋放,通過(guò)光電門C的擋光時(shí)間為t1,與滑塊B碰后粘在一起,通過(guò)光電門D的擋光時(shí)間為t2,在誤差允許的范圍內(nèi),只需驗(yàn)證等式(用題中給出的字母表示)成立即說(shuō)明碰撞過(guò)程中滑塊A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒。某次實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得t1=0.04s、t2=0.10s,可知滑塊A和滑塊B的質(zhì)量比為。(2)乙同學(xué)在滑塊B左端裝上輕質(zhì)彈性圈,將滑塊A從傾斜軌道上某點(diǎn)由靜止釋放,A第一次通過(guò)光電門C的擋光時(shí)間為t3,與滑塊B碰后,A向左運(yùn)動(dòng)第二次通過(guò)光電門C的擋光時(shí)間為t4,滑塊B通過(guò)光電門D的擋光時(shí)間為t5,則在誤差允許的范圍內(nèi),只需驗(yàn)證等式(用題中給出的字母表示)成立即說(shuō)明碰撞過(guò)程中滑塊A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒。若使滑塊A與B碰撞后均向右運(yùn)動(dòng),應(yīng)使滑塊A的質(zhì)量(選填“大于”“等于”或“小于”)滑塊B的質(zhì)量?!窘獯稹拷猓海?)A碰前的速度為vA碰后的共同速度v設(shè)碰前A的速度方向?yàn)檎较颍魟?dòng)量守恒則只需滿足mAvA=(mA+mB)vAB即m某次實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得t1=0.04s、t2=0.10s,可知滑塊A和滑塊B的質(zhì)量比為mA(2)A第一次通過(guò)光電門C的vA1碰后A、B的速度分別為vA2=d設(shè)碰前A的速度方向?yàn)檎较颍魟?dòng)量守恒則只需滿足mAvA1=﹣mAvA2+mBvB即mA若使滑塊A與B碰撞后均向右運(yùn)動(dòng),設(shè)碰前A的速度方向?yàn)檎较?,根?jù)動(dòng)量守恒和能量關(guān)系mAv0=mAv1+mBv212解得v則mA>mB應(yīng)使滑塊A的質(zhì)量大于滑塊B的質(zhì)量。故答案為:(1)mAt1(2)mA實(shí)驗(yàn)11用油膜法估測(cè)分子的大小1.實(shí)驗(yàn)器材盛水淺盤、注射器(或滴管)、容量瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉(或細(xì)石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆.2.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用稀酒精溶液及清水清洗淺盤,充分洗去油污、粉塵,以免給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差.(2)配制油酸酒精溶液,取油酸1mL,注入500mL的容量瓶中,然后向容量瓶?jī)?nèi)注入酒精,直到液面達(dá)到500mL刻度線為止,搖動(dòng)容量瓶,使油酸充分溶解在酒精中,這樣就得到了500mL含1mL純油酸的油酸酒精溶液.(3)用注射器(或滴管)將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,并記下量筒內(nèi)增加一定體積Vn時(shí)的滴數(shù)n.(4)根據(jù)V0=eq\f(Vn,n)算出每滴油酸酒精溶液的體積V0.(5)向淺盤里倒入約2cm深的水,并將痱子粉或細(xì)石膏粉均勻地撒在水面上.(6)用注射器(或滴管)將一滴油酸酒精溶液滴在水面上.(7)待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,并將油酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上.(8)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,算出油酸薄膜的面積S(求面積時(shí)以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1cm的正方形為單位計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù),不足半個(gè)的舍去,多于半個(gè)的算一個(gè)).(9)根據(jù)油酸酒精溶液的配制比例,算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V,并代入公式d=eq\f(V,S)算出油酸薄膜的厚度d.(10)重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟,多測(cè)幾次油酸薄膜的厚度,并求平均值,即為油酸分子的大?。?.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測(cè)分子的大?。?dāng)把一滴用酒精稀釋過(guò)的油酸滴在水面上時(shí),油酸就在水面上散開(kāi),其中的酒精溶于水,并很快揮發(fā),在水面上形成如實(shí)驗(yàn)原理圖甲所示形狀的一層純油酸薄膜.如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積,即可算出油酸分子的大?。肰表示一滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積,用S表示單分子油膜的面積,用d表示分子的直徑,如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示,則d=eq\f(V,S).4.?dāng)?shù)據(jù)處理根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù),完成以下表格內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)次數(shù)量筒內(nèi)增加1mL溶液時(shí)的滴數(shù)輪廓內(nèi)的小格子數(shù)輪廓面積S12實(shí)驗(yàn)次數(shù)一滴純油酸的體積V分子的大小(m)平均值125.注意事項(xiàng)(1)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1cm之內(nèi),當(dāng)針頭靠水面很近(油酸未滴下之前)時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開(kāi),這是由于針頭中酒精揮發(fā)所致,不影響實(shí)驗(yàn)效果.(2)待測(cè)油酸薄膜擴(kuò)散后又會(huì)收縮,要在油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后再畫輪廓.?dāng)U散后又收縮有兩個(gè)原因:①水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復(fù);②酒精揮發(fā)后液面收縮.(3)當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí),將水從淺盤的一側(cè)邊緣倒出,在這側(cè)邊緣會(huì)殘留油酸,可用少量酒精清洗,并用脫脂棉擦去再用清水沖洗,這樣做可保持淺盤的清潔.(4)本實(shí)驗(yàn)只要求估測(cè)分子的大小,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)量級(jí)符合要求即可.(2024?浙江模擬)有同學(xué)完成“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)。(1)在實(shí)驗(yàn)中油酸體積占油酸酒精溶液總體積的比例最為合適的是;A.1:50B.1:500C.1:5000(2)由于沒(méi)有方格紙,該同學(xué)首先在一張透明膠片上描出油膜的輪廓,測(cè)量膠片的面積S0,并用高精度的電子天平稱量出整張膠片的質(zhì)量M,然后沿輪廓剪下對(duì)應(yīng)的油膜形狀的膠片,其質(zhì)量為m,則油膜的面積為(用所給物理量符號(hào)來(lái)表示);(3)下列操作有助于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是。A.撒粉時(shí)要盡量厚一些,覆蓋整個(gè)淺盤B.滴油酸酒精溶液時(shí),針頭需遠(yuǎn)離液面C.滴油酸酒精溶液后需待油膜穩(wěn)定后再測(cè)其面積【解答】解:(1)在實(shí)驗(yàn)中油酸體積占油酸酒精溶液總體積的比例要適中,比例較小溶液黏稠不易于形成單分子油膜,比例較大形成的油膜面積較小,或者油膜中含有的酒精較多,使實(shí)驗(yàn)的誤差較大,故最為合適的比例是1:500,故B正確,AC錯(cuò)誤。(2)膠片厚度相同,則質(zhì)量比等于面積比,可得油膜面積為:S=(3)A.撒粉時(shí)若過(guò)厚,且覆蓋整個(gè)淺盤,不利于油酸形成單分子油膜,故A錯(cuò)誤;B.滴油酸酒精溶液時(shí),若針頭需遠(yuǎn)離液面,則油酸酒精溶液滴到水面上時(shí)可能會(huì)濺起,也不利于形成整片的油膜,故B錯(cuò)誤;C.滴油酸酒精溶液后需待油膜穩(wěn)定后再測(cè)其面積,這樣面積的測(cè)量才能較為準(zhǔn)確,故C正確。故答案為:(1)B;(2)S=S(2024?上海二模)物質(zhì)是由分子或原子組成,電子的發(fā)現(xiàn)揭開(kāi)了人類探索物質(zhì)微觀世界的序幕,人們意識(shí)到原子并非是組成物質(zhì)的最小粒子,原子內(nèi)部還有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),完成下列問(wèn)題:(1)分子的運(yùn)動(dòng):?jiǎn)蝹€(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是隨機(jī)的,大量分子的運(yùn)動(dòng)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。我們用來(lái)量度物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能的總和,叫做物體的。(2)分子有大小:由于分子太小,人類無(wú)法直接測(cè)量。在“用單分子油膜估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中,我們把組成物質(zhì)的分子視作是球形;把油膜看作是油酸分子一個(gè)緊挨著一個(gè)平鋪開(kāi)來(lái)而形成的單分子油膜。①這一處理方法在物理科學(xué)思維方法中與下列哪種方法最接近。A.控制變量B.積累法C.估測(cè)法D.科學(xué)建模②已知配置好的油酸酒精溶液濃度為c,測(cè)得n滴油酸酒精溶液的體積為V0。則一滴油酸酒精溶液中,油酸的體積V1=。滴入一滴油酸酒精溶液至均勻撒有痱子粉的水面上,油膜充分散開(kāi)后的面積為S。則可以估測(cè)出油酸分子的直徑為。(3)(多選題)分子間相互作用:在液體與固體接觸的地方,由于固體分子對(duì)附著層內(nèi)液體分子的作用力和液體內(nèi)部分子間作用力的大小不同,液體對(duì)固體表面有浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)兩種現(xiàn)象。對(duì)下列判斷正確的是。A.水對(duì)玻璃是浸潤(rùn)的B.水對(duì)醫(yī)用脫脂棉是不浸潤(rùn)的C.水銀對(duì)玻璃是浸潤(rùn)的D.水對(duì)防水衣材料是不浸潤(rùn)的(4)原子的模型:玻爾在盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,引入了量子化概念,提出了玻爾原子理論。根據(jù)這一理論,原子從一個(gè)能量狀態(tài)躍遷到另外一個(gè)能量狀態(tài),會(huì)吸收或發(fā)射一定頻率的光子。①如果氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài),則該氫原子。A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量減少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量減少②如一束復(fù)色光a在圖示平面內(nèi),經(jīng)圓心O從空氣中射入半圓形玻璃磚,出射光為b、c兩束單色光。這是光的現(xiàn)象;玻璃磚對(duì)b、c兩束光的折射率大小nbnc(填“等于”、“大于”或“小于”)。(5)原子核內(nèi)部有結(jié)構(gòu):盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子以后,猜想在原子核內(nèi)除質(zhì)子外還存在著另一種粒子X(jué),后來(lái)科學(xué)家用α粒子轟擊鈹核實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一猜想,該核反應(yīng)方程為:24HeA.X是中子,m=1,n=0B.X是電子,m=1,n=0C.X是中子,m=0,n=1D.X是電子,m=0,n=1【解答】解:(1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以我們用溫度來(lái)量度物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能;物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能,這是分子動(dòng)理論到內(nèi)能的定義,即內(nèi)能的微觀定義;(2)①物理學(xué)中常常將復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化、抽象,這個(gè)過(guò)程叫做物理建模,把組成物質(zhì)的分子視作是球形或者正方體來(lái)處理正是采用了物理建模的方法,故D正確,ABC錯(cuò)誤。故選:D;②根據(jù)題意,一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為一滴油酸酒精溶液的體積乘以濃度,即V1油酸分子的直徑為一滴純油酸的體積除以油膜充分散開(kāi)后的面積,即d=V(3)根據(jù)浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)的定義可知,水到玻璃是浸潤(rùn)的,對(duì)醫(yī)用脫脂棉和防水衣材料是不浸潤(rùn)的,水銀對(duì)玻璃是不浸潤(rùn)的,故AD正確,BC錯(cuò)誤。故選:AD;(4)①根據(jù)玻爾原子理論可知,氫原子從某激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷,即從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,要放出光子,能量減少,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B;②一束復(fù)色光a經(jīng)圓心O從空氣中射入半圓形玻璃磚,出射光為b、c兩束單色光,這是光的折射現(xiàn)象或者叫光的色散;由圖可知,兩單色光的入射角相同,b光的折射角小于a光的折射角,根據(jù)折射定律可知,b光的折射率大于a光的折射率;(5)核反應(yīng)方程遵循的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,故4+9=12+m2+4=6+n解得m=1,n=0即X為中子,故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A。故答案為:(1)溫度,內(nèi)能;(2)①D;②cV0n;cV0(2024?東城區(qū)一模)做“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)。(1)下列實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是(填寫實(shí)驗(yàn)步驟前的序號(hào))。a.往邊長(zhǎng)約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上b.用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定c.將畫有油酸膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計(jì)算出油酸膜的面積。根據(jù)油酸的體積和油酸膜的面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小d.用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù),由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積,再根據(jù)油酸酒精溶液的濃度計(jì)算出油酸的體積e.將玻璃板放在淺盤上,然后將油酸膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上(2)實(shí)驗(yàn)中,所用油酸酒精溶液每V1體積溶液中有純油酸體積V2,用注射器和量筒測(cè)得體積為V0的上述溶液有n滴,把一滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中,待水面穩(wěn)定后,得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示,如圖中每個(gè)小正方形格的邊長(zhǎng)為a,則油酸薄膜的面積S=;可求得油酸分子的直徑為(用V1、V2、V0、n、S表示)。(3)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏大,可能是因?yàn)椤.油膜中含有大量未溶解的酒精B.計(jì)算油膜面積時(shí),舍去了所有不足一格的方格C.水面上痱子粉撒得太多,油膜沒(méi)有充分展開(kāi)D.用注射器和量筒測(cè)V0體積溶液滴數(shù)時(shí)多記錄了幾滴【解答】解:(1)“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)步驟為:準(zhǔn)備油酸酒精溶液d→準(zhǔn)備帶水的淺盤及痱子粉a→形成油膜b→描繪油膜輪廓e→計(jì)算分子直徑c。故正確的順序?yàn)閐abec;(2)不足半格的舍去,超過(guò)半格的按一格計(jì)算,共有71格,則面積為71a2;一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V'=油酸分子直徑d=(3)A、油膜中含有大量未溶解的酒精,導(dǎo)致油膜面積偏大,根據(jù)d=V'B、計(jì)算油膜面積時(shí),舍去了所有不足一格的方格,則S測(cè)量值偏小,則直徑測(cè)量值偏小,故B正確;C、痱子粉撒得過(guò)多,油酸不能完全散開(kāi),導(dǎo)致S測(cè)量值偏小,則直徑測(cè)量值偏大,故C正確;D、用注射器和量筒測(cè)V0體積溶液滴數(shù)時(shí)多記錄了幾滴,由V=V故選:BC。故答案為:(1)dabec;(2)71a2;V2(2024?濟(jì)南模擬)如圖所示為雙縫干涉裝置示意圖,雙縫到光屏的距離為l,雙縫的中垂線與光屏交于O點(diǎn)。某種單色光照射到雙縫上,觀察到光屏上P點(diǎn)為第4級(jí)亮條紋的中心位置(圖中黑色表示亮條紋)?,F(xiàn)將光屏向右平移l,此時(shí)觀察到光屏上P點(diǎn)為()A.第8級(jí)亮條紋的中心位置 B.第5級(jí)亮條紋的中心位置 C.第2級(jí)亮條紋的中心位置 D.第1級(jí)亮條紋的中心位置【解答】解:設(shè)雙縫間距為d,P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x,S1到P點(diǎn)的距離為r1,S2到P點(diǎn)的距離為r2;根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)r12兩式相減可得r由于l?d,l?x,因此r1+r2≈2l所以Δr=光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍,兩列波到達(dá)P點(diǎn)時(shí)同相,振動(dòng)加強(qiáng);當(dāng)光程差滿足Δr=±kλ時(shí),即x=±kldλ雙縫到光屏的距離為l時(shí),P點(diǎn)出現(xiàn)第4條亮條紋,此時(shí)k=4雙縫到光屏的距離為2l時(shí)x=±k'由于x、d和λ不變,因此k′=2觀察到光屏上P點(diǎn)為第2級(jí)亮條紋的中心位置,故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選:C。(2024?邵陽(yáng)一模)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的截面圖如圖所示,光源S到S1、S2的距離相等,O點(diǎn)為S1、S2連線中垂線與光屏的交點(diǎn),光源S發(fā)出的波長(zhǎng)為λ的光,經(jīng)S1出射后垂直穿過(guò)玻璃片傳播到O點(diǎn),經(jīng)S2出射后直接傳播到O點(diǎn),由S1到O點(diǎn)與由S2到O點(diǎn),光傳播的時(shí)間差為Δt。玻璃片厚度為5λ,玻璃對(duì)該波長(zhǎng)光的折射率為1.5,空氣中光速為c,不計(jì)光在玻璃片內(nèi)的反射。下列說(shuō)法正確的是()A.Δt=15λ2c,O點(diǎn)為亮條紋 B.Δt=C.Δt=5λ2c,O點(diǎn)為亮條紋 D.【解答】解:玻璃對(duì)該波長(zhǎng)光的折射率為n=1.5根據(jù)折射率公式,則光在該玻璃中傳播速度為v=光從S到S1和到S2的路程相等,設(shè)光從S1到O點(diǎn)的時(shí)間為t1,從S2到O點(diǎn)的時(shí)間為t2,O點(diǎn)到S2的距離為L(zhǎng),則有光從S1到O點(diǎn)的時(shí)間t光從S2到O點(diǎn)的時(shí)間為t光傳播的時(shí)間差為Δt=代入數(shù)據(jù)解得Δt=S1、S2到O點(diǎn)的光程差Δr=cΔt=c×5λ兩列波傳到O點(diǎn)互相減弱,O點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋。綜上分析,故ABC錯(cuò)誤,D正確。故選:D。(2024?南通模擬)在“油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中,將1ml的純油酸配制成xml的油酸酒精溶液,再將1滴體積為V1的溶液滴入到準(zhǔn)備好的淺盤中,淺盤中水的體積為V2,描出的油膜輪廓共占y個(gè)小方格,每格邊長(zhǎng)是l,則可估算出油酸分子直徑為()A.V1l2VC.V1xyl【解答】解:滴入到準(zhǔn)備好的淺盤中的油酸酒精溶液含純油酸的體積為V=油酸分子的直徑為d=解得d=故ABD錯(cuò)誤,C正確;故選:C。(2024?江西模擬)用圖(a)裝置測(cè)量玻璃的折射率時(shí),俯視圖如圖(b)所示。在水平木板上插大頭針P、Q,透過(guò)玻璃磚觀察,使Q把P擋住,再插大頭針M和N,使N擋住M同時(shí)擋住玻璃磚中的P和Q,這樣就可以確定玻璃磚的入射光線及其出射光線,從而可以測(cè)量玻璃的折射率。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)時(shí)眼睛所看到大頭針的情形,可能正確的是()A. B. C. D.【解答】解:玻璃的折射率大于空氣的折射率,所以當(dāng)光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí),折射角會(huì)小于入射角;大頭針P、Q和M、N的位置符合光的折射定律,即光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí),折射角小于入射角;光從玻璃進(jìn)入空氣時(shí),折射角大于入射角。對(duì)圖(b)進(jìn)行分析:因?yàn)镸N為實(shí)線且重疊,所以眼睛是從下側(cè)觀察大頭針。故ABD錯(cuò)誤,C正確;故選:C。(2024?新泰市校級(jí)一

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