绿色通道2012高考物理实验用单摆测定重力加速度测定玻璃的折射率用双缝干涉测光的波长课件新人教版选.ppt

实验 一 用单摆测定重力加速度 实验目的 1 用单摆测定当地的重力加速度 2 能正确熟练地使用秒表 实验器材 长约1m的细线 小铁球 铁架台 连铁夹 米尺 秒表 实验步骤 1 将细线的一端穿过小铁球上的小孔并打结固定好 线的另一端固定在铁架台的铁夹上 做成一个单摆 6 求出几次实验得到的重力加速度的平均值 即可看成当地的重力加速度 误差分析 1 系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求 即 悬点是否固定 球 线是否符合要求 振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内的振动等 2 偶然误差主要来自时间的测量上 要从摆球通过平衡位置开始计时 不能多计或漏计振动次数 3 为了减小偶然误差 通常采用两种方法 1 多次测量求平均值法 2 图象法 2009 浙江理综 1 在 探究单摆周期与摆长的关系 实验中 两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲 乙所示 测量方法正确的是 选填 甲 或 乙 2 实验时 若摆球在垂直纸面的平面内摆动 为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数 在摆球运动最低点的左 右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻 如图甲所示 光敏电阻与某一自动记录仪相连 该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化的图线如图乙所示 则该单摆的振动周期为 若保持悬点到小球顶点的绳长不变 改用直径是原小球直径2格的另一小球进行实验 则该单摆的周期将 填 变大 不变 或 变小 图乙中的 t将 填 变大 不变 或 变小 答案 1 乙 2 2t0变大变大 实验 二 用双缝干涉测光的波长 实验目的 1 了解光波产生稳定干涉现象的条件 2 观察双缝干涉图样 3 测定单色光的波长 实验原理 单色光通过单缝后 经双缝产生稳定的干涉图样 图样中相邻两条亮 暗 纹间距 x与双缝间距d 双缝到屏的距离l 单色光的波长 之间满足 d x l 实验器材 双缝干涉仪一套 米尺 测量头 实验步骤 1 如下图所示 把直径约10cm 长约1m的遮光筒水平放在光具座上 遮光筒的一端装有双缝 另一端装有毛玻璃屏 2 接好光源 打开开关 调节光源的高度 使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮 3 安装单缝和双缝 单缝和双缝间距离约为5cm 10cm 使缝相互平行 中心大致位于遮光筒的轴线上 这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样 4 在单缝和光源间放上滤光片 观察单色光的双缝干涉图样 5 分别改变滤光片和双缝 观察干涉图样的变化 7 换用不同颜色的滤光片 观察干涉条纹间距的变化 并求出相应色光的波长 2009 北京理综 在 用双缝干涉测光的波长 实验中 将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上 如图所示 并选用缝间距d 0 2mm的双缝屏 从仪器注明的规格可知 像屏与双缝屏间的距离L 700mm 然后 接通电源使光源正常工作 1 已知测量头主尺的最小刻度是毫米 副尺上有50分度 某同学调整手轮后 从测量头的目镜看去 第一次映入眼帘的干涉条纹如图 a 所示 图 a 中的数字是该同学给各暗纹的编号 此时图 b 中游标尺上的读数x1 1 16mm 接着再转动手轮 映入眼帘的干涉条纹如图 c 所示 此时 d 中游标尺上的读数x2 mm 2 利用上述测量结果 经计算可得两个相邻明纹 或暗纹 间的距离 x mm 这种色光的波长 nm 答案 1 15 02 2 2 316 6 102 实验 三 测定玻璃的折射 实验目的 掌握测定折射率的方法 会测定玻璃的折射率 实验原理 实验器材 白纸 图钉 大头针 直尺 铅笔 量角器 平木板 长方形玻璃砖 实验步骤 1 在平木板上铺白纸并用图钉固定 如上图所示 在白纸上画一直线aa 作为界面 过aa 上的一点O画出界面的法线NN 并画出一条线段AO作为入射光线 2 把长方形玻璃砖放在白纸上 使它的一边跟aa 重合再画出玻璃砖的另一边bb 3 在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1 P2 并使它们距离远一点 P2距玻璃砖近一些 4 透过玻璃砖观察大头针P1 P2的像 调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住为止 再在观察这一侧插上两枚大头针P3 P4 使P3挡住P1 P2的像 P4挡住P1 P2的像及P3本身 同时注意使P3距玻璃砖近些 P4距P3远些 5 移去玻璃砖 在拔掉P1 P2 P3 P4的同时分别记出它们的位置 过P3 P4作直线O B交bb 于O 连接OO OO 就是折射光线的方向 AON为入射角 O ON 为折射角 6 用量角器量出入射角和折射角的度数 查出它们的正弦值 并把这些数据填入表格里 7 用上述方法分别求出入射角是15 30 45 60 75 时的折射角 查出入射角和折射角的正弦值 记入表格里 误差分析 1 入射光线 出射光线确定的准确性造成误差 故入射侧 出射侧所插两枚大头针间距应大一些 2 入射角和折射角的测量造成误差 故入射角应适当大些 以减小测量的相对误差 在做 测定玻璃折射率 的实验时 1 某同学在纸上正确画出玻璃的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖 使它向上平移了一些 如图 甲 所示 其后的操作都正确 在画光路图时 将入射点和出射点分别确定在ab cd上 则测出的折射率n将如何变化 2 某同学为了避免笔尖接触玻璃面 画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些 如图 乙 所示 其后的操作都正确 但在画光路图时 将入射点 出射点分别确定在ab cd上 则测出的折射率n将如何变化 3 某同学在画界面时 不小心将两个界面ab cd间距画得比玻璃砖宽度大些 如图 丙 所示 则测出的折射率n将如何变化 思路点拨 分析折射率测量值增大还是偏小 应首先根据题目条件 画出正确光路和题给条件下的光路 比较分析两种情况下折射角和入射角大小关系 再由折射率公式分析折射率偏大还是偏小 解析 1 作出光路图 如图 甲 可以看出光线入射角相同 折射角不变 此时玻璃的平移对测量结果没有影响 故测得的折射率n不变 2 作出光路图 如图 乙 可以看出 使入射点向左移 出射点向右移 所画出的折射角 2 比实际折射角 2偏大 根据n 知 测得的折射率偏小 3 如图 丙 所示 可看出测得的入射角不受影响 但测得的折射角比真实的折射角偏大 因此测得的折射率偏小 答案 1 不变 2 偏小 3 偏小 1 在做 用单摆测定重力加速度 的实验中 有人提出以下几点建议 其中对提高测量结果精确度有利的是 A 适当加长摆线B 质量相同 体积不同的摆球 应选用体积较大的C 单摆偏离平衡位置的角度不能太大D 当单摆经过平衡位置时开始计时 经过一次全振动后停止计时 用此时间间隔作为单摆振动的周期答案 AC 解析 单摆实验的精确度取决于实验装置的理想化程度及相关物理量的测量精度 适当加长摆线长度 有利于把摆球看成质点 在摆角小于10 的条件下 摆球的空间位置变化较大 便于观察 选项A对 摆球体积越大 所受空气阻力越大 对质量相同的摆球其影响越大 选项B错 摆角应小于10 选项C对 本实验采用累积法测量周期 若仅测量一次全振动 由于球过平衡位置时速度较大 难以准确记录 且一次全振动的时间太短 偶然误差较大 选项D错 2 2010 厦门模拟 在双缝干涉实验中 以白光为光源 在屏幕上观察到了彩色干涉条纹 若在双缝中的一缝前放一红色滤光片 只能透过红光 另一缝前放一绿色滤光片 只能透过绿光 这时 A 只有红色和绿色的双缝干涉条纹 其他颜色的双缝干涉条纹消失B 红色和绿色的双缝干涉条纹消失 其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C 任何颜色的双缝干涉条纹都不存在 但屏上仍有光亮D 屏上无任何光亮 答案 C解析 波的干涉条件是两列波频率相同 因此红色光和绿色光不可能发生干涉现象 但红色光和绿色光都各自发生衍射现象 在屏上看到的红色和绿色光叠加后的光 因此只有C才正确 3 某同学做测定玻璃折射率的实验时 用他测得的多组入射角 1与折射角 2作出sin 1 sin 2图象如图所示 下列判断正确的是 A 他做实验时 研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象B 玻璃的折射率为0 67C 玻璃的折射率为1 5D 玻璃临界角的正弦值为0 67 答案 ACD 4 用绿光做双缝干涉实验 在光屏上呈现出绿 暗相间的条纹 相邻两条绿条纹间的距离为 x 下列说法正确的是 A 如果增大双缝之间的距离 x将增大B 如果增大双缝到光屏之间的距离 x将增大C 如果改用紫光做实验 x将增大D 如果将双缝中的一条缝用红色透明纸遮住 屏上将出现彩色条纹答案 B 5 在 用单摆测定重力加速度 的实验中 1 实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径 示数如图甲所示 该摆球的直径d mm 2 接着测量了摆线的长度为l0 实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示 则重力加速度的表达式为g 用题目中的物理量表示 6 2009 上海单科 如图为双缝干涉的实验示意图 若要使干涉条纹间距变大可改用波长更 填 长 短 的单色光 或者使双缝与光屏之间的距离 填 增大 减小 答案 长增大 7 2010 福州模拟 在用插针法测定玻璃的折射率的实验中 某同学操作步骤如下 以上步骤中有错误或不妥之处的是 应改正为 答案 同解析解析 其中 有错误 在 中应使直尺与玻璃砖的界面对齐 移开玻璃砖后再画边界线 在 中入射角要取0 以外的三组数据 在 中大头针要竖直插牢 观察时看针脚是否在同一条直线上 8 某同学利用单摆测定当地重力加速度 发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方 他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L 通过改变摆线的长度 测得6组L和对应的周期T 画出L T2图线 然后在图线上选取A B两个点 坐标如图所示 他采用恰当的数据处理方法 则计算重力加速度的表达式应为g 请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比 将 填 偏大 偏小 或 相同 9 2010 珠海模拟 如图所示 是利用插针法测定玻璃砖折射率的一次实验光路图 PQ为玻璃砖入射面的法线 MN EF均垂直于法线PQ并