新教材人教版高中物理选择性必修第一册全册实验汇总（2022新高考一轮复习）

人教版选择性必修第一册实验

实验一验证动量守恒定律...............................................-1-

实验二用单摆测量重力加速度..........................................-9-

实验十二测量玻璃的折射率............................................-14-

实验三用双缝干涉测量光的波长.......................................-19-

实验一验证动量守恒定律

涎实验目的：验证动量守恒定律。

港实验思路：在一维碰撞中，测出物体的质量和碰撞前后物体的速度，找出

碰撞前的动量〃=〃21。1+m202，及碰撞后的动量p'=〃?lS'+机2。2’，看碰撞前后

动量是否守恒。

港实验方案

【方案一】利用气垫导轨完成一维碰撞实验

［实验器材］

气垫导轨、光电计时器、天平、滑块（两个）、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞

架、胶布、撞针、橡皮泥、游标卡尺等。

［进行实验］

1.测质量：用天平测出滑块质量。

2.安装：正确安装好气垫导轨。

3.实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前

后的速度（①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向）。

［数据分析］

1.滑块速度的测量：。=学，式中的△工为滑块挡光片的宽度（仪器说明书上

给出，也可以直接测量），为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间。

2.验证的表达式：m\V\+m2V2=m\V\r+m2V2,。

【方案二】利用等长摆球完成一维碰撞实验

［实验器材］

带细线的摆球（两套，等大不等重）、铁架台、天平、量角器、刻度尺、游标卡

尺、胶布等。

［进行实验］

1.测质量和直径：用天平测出两小球的质量〃小mi，用游标卡尺7P

测出两小球的直径d。/

2.安装：把小球用等长细线悬挂起来，并用刻度尺测量细线长度

3.实验：一个小球静止，拉起另一个小球，释放后它们相碰。

4.测角度：用量角器测量小球被拉起的角度和碰撞后两小球摆起的角度。

5.改变条件重复实验：（1）改变小球被拉起的角度；（2）改变摆长。

［数据分析］

1.摆球速度的测量：丽，式中的h为小球释放时（或碰撞后）摆起的高度,

%可由摆角和摆长，十雪计算出。

2.验证的表达式：m\V\=m\V\'+加202'。

【方案三】利用两辆小车完成一维碰撞实验

［实验器材］

光滑长木板、打点计时器、纸带、小车（两个）、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺

等。

［进行实验］

1.测质量：用天平测出两小车的质量加、加2。

2.安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，

连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。

3.实验：小车B静止，接通电源，让小车A运动，碰撞时撞针插入橡皮泥中,

两小车连接成一个整体运动。

4.改变条件重复实验：（1）改变小车A的初速度；（2）改变两小车的质量。

［数据分析］

1.小车速度的测量：通过纸带上两计数点间的距离及时间，由。=:七计算。

2.验证的表达式:"2|0|=（〃21+机2）。2。

【方案四】利用斜槽滚球验证动量守恒定律

［实验器材］

斜槽、小球（两个）、天平、复写纸、白纸、圆规、刻度尺等。

［进行实验］

1.

志:入射小球

被撞小球

1/

复写纸，

测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球。

2.安装：按照如图所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端切线水平。

3.铺纸：白纸在下，复写纸在上，且在适当位置铺放好。记下铅垂线所指的

位置0。

4.单球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚

下，重复10次。用圆规画尽量小的圆把小球的所有落点圈在里面。圆心P就是小

球落点的平均位置。

5.碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽上同一高度

处自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。用步骤4的方法，标出碰撞后入

射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N,如图所示。改变入射小

球的释放高度，重复实验。

0

•

'/'/'、/

MPN

［数据分析］

1.小球水平射程的测量：连接ON,测量线段。P、OM、ON的长度。

2.验证的表达式：〃21•OP=m\•OM+mi•ON。

懑误差分析

1.系统误差：主要来源于实验器材及实验操作等。

(1)碰撞是否为一维。

(2)气垫导轨是否完全水平，摆球受到空气阻力，小车受到长木板的摩擦力，

入射小球的释放高度存在差异。

2.偶然误差：主要来源于质量机1、他和碰撞前后速度(或水平射程)的测量。

港注意事项

1.前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。

2.方案提醒

(1)若利用气垫导轨进行验证，给滑块的初速度应沿着导轨的方向。

(2)若利用摆球进行验证，实验前两摆球应刚好接触且球心在同一水平线上，

将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直平面内。

(3)若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力。

(4)若利用平抛运动规律进行验证，安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜

槽末端切线水平，且选用质量较大的小球为入射小球。

考点1实验思路与实验操作

典例某学习小组用半径相同的小球1和小球2碰撞验证动量守恒定律，实验

装置如图所示，斜槽与水平槽平滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，

白纸上铺放复写纸，记下铅垂线所指的位置。。接下来的实验步骤如下。

步骤1：不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重

复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，认为其圆心就是小球落点

的平均位置。

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘处的8点，让小球1从A点由静止滚下,

使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点

的平均位置。

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N点离0点的距离,

即线段OM、OP、ON的长度。

(1)(多选)对上述实验操作，下列说法正确的是()

A.小球1的质量一定大于小球2的质量，小球1的半径可以大于小球2的半

径

B.将小球静止放置在轨道末端看小球是否滚动来检测斜槽轨道末端切线是否

水平

C.小球在斜槽上的释放点应该越高越好，这样碰撞前的速度大，测量误差较

小

D.复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸可以随时拿起来看印迹是否清

晰并进行移动

(2)(多选)以下提供的器材中，本实验必需的有()

A.刻度尺B.游标卡尺

C.天平D.秒表

(3)设小球1的质量为如，小球2的质量为mi,MP的长度为l\,ON的长度

为区则本实验验证动量守恒定律的表达式为o

【自主解答】

解析：(1)为了能够发生对心碰撞，两小球的半径必须相同，选项A错误；将

小球静止放置在轨道末端，若小球保持静止，说明轨道末端切线水平，若小球滚

动，说明轨道末端切线不水平，选项B正确：碰撞前的速度不能过大，否则实验

不能正常进行，选项C错误；复写纸可以移动，但是白纸不能移动，选项D正确。

(2)本实验需要测量长度和质量，必需的器材有刻度尺和天平，选项A、C正

确。

(3)由于小球做平抛运动的时间相同，可以用OP代表小球1碰撞前的速度，

用~OM代表小球1碰撞后的速度，用~ON代表小球2碰撞后的速度。列出的

动量守恒方程为m\•~OP=m\•~OM+mi•~ON,整理得如•(万万一OM)=

mi,ON,即mi,l\=mi•lia

答案：(1)BD(2)AC(3)机i•/1=机2•/2

考点2数据分析与误差分析

典例某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验。在小车A的

前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在正前方的小车

B相碰并粘在一起，继续做匀速运动，装置如图甲所示，在小车A的后面连着纸

带，打点计时器所接电源频率为50Hz,长木板下垫着小木块以平衡摩擦力。

8.4010.509.086.95

乙

（1）若打出的纸带如图乙所示，并测得相邻两计数点的间距（已标在图上），A点

为运动的起点，则应选________段来计算小车A碰撞前的速度，应选_________段

来计算小车A和小车B碰撞后的共同速度。（均选填

（2）已测得小车A（包括橡皮泥）的质量mi=0.4kg,小车B的质量m2=0.2kg,

则碰撞前两小车的总动量大小为kg•m-s-1,碰撞后两小车的总动量大

小为kg-m-s-'o（结果均保留3位有效数字）

【自主解答】

解析：（1）根据题述推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在正前方的

小车B相碰并粘在一起，继续做匀速运动，可知碰撞后整体运动的速度一定小于

碰撞前小车A运动的速度，所以应选8C段来计算小车A碰撞前的速度，应选。E

段来计算小车A和小车B碰撞后的共同速度。

（2）打点计时器所接电源频率为50Hz,相邻两计时点之间的时间间隔T=0.02

s,用段求小车A碰撞前的速度为优=»船m/s=1.050m/s,用OE段求小

车A和小车B碰撞后的共同速度为9m/s=0.695m/s,碰撞前两小车的

Jxu.uz

总动量大小为pi=miV()=0.4X1.050kg•m•s-1=0.420kg•m•s-1,碰撞后两小

车的总动量大小为/?2=(^i+mi)v=(0.4+0.2)X0.695kg•m•s-1=0.417kg•m,s

-i

答案：（1）BCDE（2）0.4200.417

考点3实验的改进与创新典例如图甲所示，冲击摆是一个用细线悬挂着的摆

块，弹丸击中摆块时陷入摆块内，使摆块摆至某一高度，利用这种装置可以测出

弹丸的发射速度。

实验步骤如下：

①用天平测出弹丸的质量m和摆块的质量M；

②将实验装置水平放在桌子上，调节摆长的长度，使弹丸恰好能射入摆块内，

并使摆块摆动平稳，同时用刻度尺测出摆长；

③让摆块静止在平衡位置，扳动弹簧枪的扳机，把弹丸射入摆块内，摆块和

弹丸推动指针一起摆动，记下指针的最大偏角；

④多次重复步骤③，记录指针最大偏角的平均值;

⑤换不同挡位测量，并将结果填入下表。

平均最大偏弹丸质摆块质量弹丸的速度

挡位摆长/(m)

角伏°)量加(kg)M(kg)z?(m/s)

低速挡15.70.007650.07890.2705.03

中速挡19.10.007650.07890.2706.77

高速挡0.007650.07890.2707.15

完成下列填空：

(1)现测得高速挡指针最大偏角如图乙所示，请将表中数据补充完整。

(2)用上述测量的物理量表示发射弹丸的速度。=。(已知重力加

速度为g)

(3)为减小实验误差，每次实验前，并不是将指针置于竖直方向的零刻度线处,

常常需要试射并记下各挡对应的最大指针偏角，每次正式射击前，应预置指针，

使其偏角略小于该挡的最大偏角。请写出这样做的一个理由：

【自主解答】

解析：(1)分度值为1°,故读数为22.8(22.6〜23.0均正确)。

(2)弹丸射入摆块内，系统动量守恒

mv=(m+M)v,

摆块向上摆动，由机械能守恒定律得

+M)v,2=(m+M)gl{1—cosff)

联立解得0=—-―<2g/(1—cos。)o

(3)较大的速度碰撞指针，会损失较多的机械能(其他理由，如“摆块在推动指

针偏转时要克服摩擦力做功”“指针摆动较长的距离损失的机械能较多”等，只

要合理即可)。

答案:(1)22.8(22.6〜23.0均正确)

A71+MI--------------------

2gl(1—cos。)(3)较大的速度碰撞指针，会损失较多的机械能

实验二用单摆测量重力加速度

.练习使用秒表和刻度尺

——（实验目的）—1

2.学会用单摆测量当地重力加速度

——（实验思路）—测摆长/和周期A由7=24M/

「T2

-----------1特乱小钢球、细纹（K约1m）、游标

-------1,实验器材J~［卡尺、毫米刻度尺、秒尺等，

1.做单撰

将细线穿过带中心孔的小钢球.并打一个比小孔大一些的结，

然后把细线的另一端用铁夹固定在铁架台上,让摆球白然下垂

2.测摆长

用米尺量出撰线K/'（精确到毫米）,用游标卡尺测出小球直径。.

则单摆的摆长4+冬

3.测周期

将单摆从平衡位置拉开一个角度（小于。）然后释放小球，记

——（进行实验）—5・

下单撰撰动30~50次的总时间.算出•次全振动的时间,即为

单摆的振动周期

4.改变摆长.求复做几次实验

处理数据有两种方法

⑴公式法：测出30次或50次全振动的时间f,利用丁=£求出周期；

不改变摆长，反复测量三次，算出三次测得的周期的平均值元然

后利用公式g=^求重力加速度

⑵图像法：由单撰周期公式不难推出/=*L,因此，分别测出一系

列摆长/对应的周期兀作出。了图像，图线应是一条通过原点的宜

线,如图所示,求出图线的斜率％=粤，即可利用g=4ir2A求重力

——（数据分析］—Q/■

加速度.

：△/

T2

「注意事项」

1.构成单摆的条件：细线的质量要小、弹性要小，选用体积小、密度大的小

球，摆角不超过5°。

2.要使摆球在同一竖直平面内摆动，不能形成圆锥摆，方法是将摆球拉到一

定位置后由静止释放。

3.测周期的方法

（1）要从摆球过平衡位置时开始计时。因为此处速度大、计时误差小，而最高

点速度小、计时误差大。

（2）要测多次全振动的时间来计算周期。如在摆球过平衡位置时开始计时，且

在数“0”的同时按下秒表，以后每当摆球从同一方向通过平衡位置时计数1次。

4.本实验可以采用图像法来处理数据。即用纵轴表示摆长/,用横轴表示T2,

将实验所得数据在坐标平面上标出，应该得到一条倾斜直线，直线的斜率％=券

这是在众多的实验中经常采用的科学处理数据的重要方法。

「误差分析J

1.系统误差的主要来源：悬点不固定，球、线不符合要求，振动是圆锥摆而

不是在同一竖直平面内振动的单摆。

2.偶然误差主要来自时间的测量，因此，要从摆球通过平衡位置时开始计时,

不能多计或漏计全振动次数。

考点1实验思路与实验操作

典例利用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。

23

1寸内,1［洛,1,］1“11「i.i,产>»»।

01()

(1)实验室有如下器材可供选用：

A.长约1m的细线

B.长约1m的橡皮绳

C.直径约2cm的均匀铁球

D.直径约5cm的均匀木球

E.秒表

F.时钟

G.10分度的游标卡尺

H.最小刻度为毫米的米尺

除游标卡尺和米尺外，还需要从上述器材中选择(填写器材前面的字

(2)用10分度的游标卡尺测量小球的直径d,测量的示数如图乙所示，读出小

球直径的值为mmo

(3)将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂。

用米尺测量摆线长度为3小球在竖直平面内小角度平稳摆动后，测得小球完成〃

次全振动的总时间为力请写出重力加速度的表达式g=o(用L、d、n、t

表示)

(4)正确操作后，根据多次测量数据计算出实验所

在地的重力加速度值，比较后发现：此值比北京的重力加速度值略小，则实

验所在地的地理位置与北京的主要不同点可能是(写出一条即可)。

【自主解答】

解析：(1)摆线的长度不能伸长，所以摆线应选择长约1m的细线，摆球选择

质量大、体积小的球，所以应选择直径约2cm的均匀铁球，实验中需要用秒表测

量单摆摆动的时间，从而得出周期，故选A、C、Eo

(2)游标卡尺的主尺读数为17mm,游标尺读数为0.1X6mm=0.6mm,则小

球直径为17.6mm。

(3)单摆的摆长l=L+与

单摆的周期T=；［

根据T=2兀得

4国4兀2〃2。+3

g—/一尸。

(4)多次测量数据计算出实验■所在地的重力加速度值比北京的重力加速度值略

小，可能是实验所在地的纬度低或海拔比较高。

4兀2〃2(乙+电

答案：(l)ACE(2)17.6(3)----卞--

(4)实验所在地比北京纬度低或海拔高(其他答案合理也可)

考点2数据分析与误差分析

典例某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中测量了一些数据，其中一

组数据如图甲、乙所示。

甲乙

(1)用游标卡尺测量摆球直径，测量的示数如图甲所示，可知摆球直径是

________cm»

(2)该同学用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图乙所示，则单摆

的周期是So(结果保留3位有效数字)

(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长/,测出相应的周期T,从而

得出几组对应的/与T的数值，再以/为横坐标，P为纵坐标，将所得数据连成直

线，如图丙所示，利用图线可求出图线的斜率k=,再由k可求出g=

(结果保留3位有效数字)。

(4)(多选)如果他测得的g值偏小，可能的原因是()

A.将摆线长作为摆长

B.摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了

C.开始计时，秒表过迟按下

D.实验中误将29次全振动数记为30次

【自主解答】

解析：(1)由题图甲所示可知，其示数为19mm+8X0.05mm=19.40mm=

1.940emo

(2)由题图乙所示秒表可知，其示数为56.8s,则单摆的周期T=；=甯s=

1.90So

(3)由单摆的周期公式丁=2个片，可得丁2=爷/,由题图丙所示图像可知女=

Ygg

2

△7^44TT247?4X3.14

s2/m=4s2/m,又由k=~,可求得重力加速度8=丁=-------m/s2=

9.86m/s2o

(4)由单摆的周期公式可得g=等/,将摆线长作为摆长，则摆长

的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故A正确；摆线上端未牢固地系

于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了，则摆长的测量值偏小，导致重力

加速度的测量值偏小，故B正确：开始计时，秒表过迟按下，则周期的测量值偏

小，导致重力加速度的测量值偏大，故C错误；实验中误将29次全振动数记为30

次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故D错误。

答案：(1)1.940(2)1.90(3)4s2/m9.86m/s2

(4)AB

考点3实验的改进与创新

典例如图甲所示，某学习小组在实验室做“用单摆测量重力加速度”的实验。

(1)若用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。请写出周期的表达式T=

(2)若利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系，由图乙可知，该单摆的周

期T=So

(3)在多次改变摆线长度并测量后，根据实验数据，利用计算机作出周期与摆

线长度的关系(P-L)图像，并根据图像拟合得到方程r=kL+b,由此可知当地的

重力加速度g=,摆球半径r==(均用k、b、n表示)

【自主解答】

解析：(1)单摆完成〃次全振动所用的时间为3则周期的表达式T=%

(2)单摆摆动过程中，每次经过最低点时拉力最大，每次经过最高点时拉力最

小，拉力变化的周期为1.0s,故单摆的摆动周期为2.0s。

[~j4兀24M4兀2

(3)根据T=2n7-,得7^=—/,知图线的斜率k=~,因此g=子；而I

\1gg8K

=L+r,图像拟合得到的方程为/=因此摆球半径厂=也

K

f4t八4兀2b

答案：(%(2)2.0(3)—工

实验三测量玻璃的折射率

_（实验11的H测量玻璃的折射率，掌握光发光折射的人射角和折射折的确定方法）

用插针法找出'J人射光线4。时应的出射光线。'8.确定出。点，画出折射光'

―（实验思路）一

线。。：然后测量出加和电根据，计算玻璃的折射率

―（实验器材H石纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、地角器、平木板、氏方形玻璃砖等）

1.铺白纸、画线

⑴如图所示，将白纸用图钉固定在平木板上，先在白纸上画出

一条有线必作为界面.过必上的一点。画出界面的法线MV',

并间出一条线段力。作为入射光线

⑵把平行玻璃砖平放在白纸匕使它的长边跟对齐.画出玻

璃瓶的另一条长边

2.插针与测量

⑴在线段40上竖宜地插上两枚大头针巴、巴，透过玻璃传•观察

大头针H、冉的像,调整视线的方向,直到R的像被冉挡住，再

在观察的这一侧依次插两枚大头针P”巴•使P?挡住巴、P2的

像，P4挡住口、P2的像及记下汽、P、的位置

⑵移去玻璃砖连接B、P］，并延K交协'于。'.连接。。即为折

射光线.入射角0产乙力OM折射角侯Z.OOM

（3）川量角器测出入射角和折射角，.出它们的正弦值

（4）改变人射角4,审复实验，记录相关测属数据

误差分析」

1.确定入射光线、出射光线时引起误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针

的距离宜大点。

2.测量入射角与折射角时引起误差，故入射角不宜过小，但也不宜过大，过

大则反射光较强，出射光较弱。

「注意事项」

1.玻璃砖要用厚度较大的。

2.入射角应在30°到60°之间。

3.大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些。

4.画好界面仍后，实验中不要再碰动玻璃砖，以免改变入射角和折射角,

使测量结果出现错误。

考点1实验思路与实验操作

典例(2019・天津高考)某小组做测量玻璃的折射率的实验，所用器材有：玻璃

砖、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。

(1)下列措施能够提高实验准确程度的有o

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖

B.选用两光学表面平行的玻璃砖

C.选用粗的大头针完成实验

D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些

(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎

下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是o

(3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点

。为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、8点，再过A、8点作法线

的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率〃=o(用图

中线段的字母表示)

【自主解答】

解析：(1)测量玻璃的折射率的关键是根据入射光线和出射光线确定在玻璃中

的传播光线，因此选用光学表面间距大的玻璃豉以及使同侧两枚大头针的距离尽

量大些都有利于提高实验准确程度，减小误差，选项A、D正确；两光学表面是

否平行不影响折射率的测量，为减小误差，应选用细长的大头针，故选项B、C错

'cr

i天o

(2)两光学表面平行的玻璃砖的入射光线与出射光线平行，在空气中的入射角

大于在玻J离中的折射角，画图可知正确的图为D。

(3)如图所示，玻璃的折射率J1，又sin81=手，sin02=萼，故〃=族。

S1D(72KKDU

答案：(1)AD(2)D(3)||

考点2数据分析与误差分析

典例小明有一个圆形量角器，指针可绕圆心0转动，如图所示。小明用它测

量透明液体的折射率，在量角器刻度盘下方300°处固定一个标记物P,然后将量

角器竖直放入液体中，使液面与。〜180°刻度线相平，保持量角器不动，顺时针

缓慢转动指针，逆着指针方向观察，当观察到指针与标记物P在一条直线上时停

止转动，此时指针对应的刻度为135°o

(1)该液体的折射率为o

(2)不断改变标记物P在量角器圆周上的位置，让指针在0-180°范围内转动,

逆着指针方向能看到标记物P,标记物P在液体中对应的刻度范围为度到

________度。

【自主解答】

解析：(1)根据题意，光从标记物P发出或反射，经液体折射沿指针出射，入

射角为300°-270°=30°，在空气中的折射角为伪=135°-90°=

45°,根据折射定律有〃sin&=sin62，解得〃=啦。

(2)根据全反射的条件为光从光密介质进入光疏介质和入射角大于等于临界

1

角，有sinC="=^-,可得C=45°,则要看到标记物P的像需要入射角0或仇

W45°,故法线右侧的最远位置为270°-45°=225°,法线左侧的最远位置为

270°+45°=315°,即标记物P在液体中对应的刻度范围为225度到315度。

答案：(1班(2)225315

考点3实验的改进与创新

典例实验可让学生们提高对物理实验的理解和应用能力。如图所示，一个学

生用广口瓶和刻度尺测量水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白。

(1)用刻度尺测出广口瓶的瓶口内径小

(2)在瓶内装满水。

(3)将刻度尺沿瓶口边缘竖直插入水中。

(4)沿广口瓶边缘向水中的刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的零刻度(即图

中A点)，同时看到水面上B点刻度的像长恰与A点的像相重合。如图所示，若水

面恰与刻度尺的C点相平，则和分别等于入射角和折射角。

(5)读出_______和的长度。

(6)由题中所给条件和前面步骤得到的数据，可以计算水的折射率〃=

【自主解答】

解析：(4)从A点发出的光线经折射后进入眼睛，所以NOAC等于入射角，N

(或N。夕0等于折射角。

（5）若水面恰与刻度尺的C点相平，读出AC和8C（或A3）的长度。

（6）设从A点发出的光线射到水面时的入射角为，1,折射角为仇，根据数学知

识得

sin&R餐‘in仇二瑞己

则折射率为〃=骑

根据对称性有B'C=BC

联立得

/d2+AC2l#+AC2

"=N一+（A"/。）2或yd2+BC2°

答案：（4）/QAC/OBC（或NOB。

（5）ACAB（或BQ

“IcP+AC1Qld2+AC2}

叫外（.二o2叫

实验四用双缝干涉测量光的波长

------1.了解光产生干涉的方法.观察双缝干涉图样

T实验目的卜(2.测量单色光的波长_____________________

相邻两条亮条纹间的距离Ax与人射光波长鼠双缝间距”

H实验思路卜

及双缝与屏的距离/满足的关系式为

光源滤光片单缝双缝遮光筒光屏

,--------.双缝干涉仪(包括光具座、光源、滤光片、

T实验器材卜单缝、双缝、遮光筒、光屏、测量头、学

I生电源、导线、刻度尺等)

1安.装仪器

(1)将光源、遮光筒、光屏依次安放在光具座上

⑵接好光源,打开开关,使灯丝正常发光，调节各部件

的高度.使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏

(3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上,使双缝

和单缝的缝平行

2观.察与记录

(1)调节单缝与双缝间距为几厘米时,观察白光的干涉条纹

—(进行实验)—

⑵在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹

(3)调节测量头,使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹

的中心,记下手轮上的读数■9,转动手轮，使分划板向

一侧移动，当分划板中心刻度线与第"条亮条纹的中心

对齐时.记下手轮上的读数•%.则相邻两亮条纹间的距

离A户君

⑷换用不扃的滤光片.测辰其他色光的波长

—数据分用刻度尺测量出双缝到光屏间的距离/.由公式得

计算波长，重复测量、计算，求出波长的平均值

「误差分析J

1.测条纹间距时带来误差。

2.测量双缝到光屏间距离/时产生误差。

「注意事项」

1.保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴。

2.保证单缝和双缝平行。

考点1实验思路与实验操作

典例(2019•全国卷H)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，

接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答

下列问题：

(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可。

A.将单缝向双缝靠近

B.将屏向靠近双缝的方向移动

C.将屏向远离双缝的方向移动

D.使用间距更小的双缝

(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为/,测得第1条暗条纹到第〃条暗

条纹之间的距离为△X，则单色光的波长4=o

(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300mm,测得屏与双缝间的距离为1.20

m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为

nm(结果保留3位有效数字)。

【自主解答】

解析：⑴相邻亮(暗)干涉条纹的间距△尤=夕，要增加观察到的条纹个数，即

减小△龙，需增大d或减小/,因此应将屏向靠近双缝的方向移动或使用间距较大

的双缝，选项B正确。

(2)第1条暗条纹到第n条暗条纹间的距离为Ax,则相邻暗条纹间的距离△_?

△龙，Iiobxd

==?又4x=/'解付2=(〃―1)/°

⑶由4^^'代