实验13一摸.docx
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实验13一摸
21．（18分）
（1）在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题。
①上图甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是。
②将下表中的光学元件放在上图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。
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，表示各光学元件的排列顺序应为。
（填写元件代号）
③已知该装置中双缝间距d=0.50mm，双缝到光屏的距离L=0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图12甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图12乙所示，则其示数为mm;在B位置时游标卡尺如图12丙所示。
由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为m。
（2）用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如上图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。
安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置o。
接下来的实验步骤如下：
步骤l：
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，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：
把小球2放在斜槽前端边缘位置B，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离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
①对于上述实验操作，下列说法正确的是
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B．斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平 D．实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动
E．小球1的质量应大于小球2的质量
②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有
A.A、B两点间的高度差h1B.B点离地面的高度h2
C.小球l和小球2的质量m1、m2D.小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
如果还满足表达式（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失。
④完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如下左图所示。
在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。
使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点
、
、
。
用刻度尺测量斜面顶点到
、
、
三点的距离分别为l1、l2、l3。
则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为（用所测物理量的字母表示）
21．（18分）
（1）如图甲所示为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为200Ω的待测电阻，具体测量步骤如下：
①调节________，使电表指针停在表盘左侧的零刻度线处。
②将选择开关旋转到“Ω”档的________位置。
（填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”）
③将红、黑表笔分别插入“+”、“－”插孔，将两表笔短接，调节________，使电表指针指向表盘右侧的零刻度线处。
④将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为_________Ω。
⑤测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置。
甲乙
（2）某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的匀变速直线运动。
实验步骤如下：
a．安装好实验器材，将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上。
b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿斜面向下运动，重复几次。
选出一条点迹清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每2个打点间隔取一个计数点，如图乙中0、1、2……8点所示。
c．用最小刻度是毫米的刻度尺测量各计数点的刻度数值，分别记作x0、x1、x2……x8。
d．分别计算出打点计时器打下计数点1、2、3……7时小车的瞬时速度v1、v2、v3……v7。
e．以v为纵坐标、t为横坐标，标出v与对应时间t的坐标点，画出v－t图线。
乙
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
①表1记录的是该同学测出计数点的刻度数值，其中x5未测定，请你根据图乙将这个测量值填入表1中。
表1：
符号
x0
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
x8
刻度数值/cm
0
1.12
2.75
4.86
7.49
14.19
18.27
22.03
②表2记录的是该同学根据各计数点的刻度数值，计算出打点计时器打下各计数点时小车的瞬时速度，请你根据表1中x5和x7计算出v6的值，并填入表2中。
表2：
符号
v1
v2
v3
v4
v5
v6
v7
速度数值/（m·s-1）
0.34
0.47
0.59
0.72
0.84
0.98
③该同学在图丙中已标出v1、v2、v3、v4、v5和v7对应的坐标点，请你在图中标出v6对应的坐标点，并画出v－t图线。
丙
④根据v－t图线可计算出小车的加速度a=___________m/s2。
（保留两位有效数字）
⑤为验证上述结果，该同学将打点计时器打下相邻计数点的时间间隔记为T，并做了以下的计算：
求出其平均值
。
你认为a和a′哪个更准确，请说明理由。
__________________________________________________________________________
21（18分）
（1）某同学做“用单摆测重力加速度”实验。
①用游标卡尺测量摆球直径d，把摆球用细线悬挂在铁架台上，用米尺测量出悬线长度l。
某次测量摆球直径时游标卡尺示数部分如图所示，则摆球直径为d=cm。
②在小钢球某次通过平衡位置时开始计时，并将这次通过平衡位置时记为0，数出以后小钢球通过平衡位置的次数为n，用停表记下所用的时间为t。
请根据他的计数方法写出单摆周期的表达式：
_____________。
③用上面的测量数据计算重力加速度的表达式为g=。
（2）某同学用图甲所示的电路测绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性图线，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题。
①根据电路图，将图乙中的实验仪器连成完整的实验电路。
②连好电路后，开关闭合前，图甲中滑动变阻器R的滑片应置于（填“a端”、“b端”或“ab正中间”）。
③闭合开关，向b端调节滑动变阻器R的滑片，发现“电流表的示数为零，电压表的示数逐渐增大”，则分析电路的可能故障为。
A．小灯泡短路
B．小灯泡断路
C．电流表断路
D．滑动变阻器断路
④排除故障后，该同学完成了实验。
根据实验数据，画出的小灯泡I--U图线如图。
形成图中小灯泡伏安特性图线是曲线的原因为。
⑤根据I--U图线，可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为。
（保留两位有效数字）。
⑥已知小灯泡灯丝在27oC时电阻是1.5Ω，并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k（273+t），k为比例常数。
根据I--U图线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为oC。
21．实验题（18分）利用电火花计时器做如下实验。
（1）（10分）甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”。
①下面是操作步骤：
a．按图1安装器材；
b．松开铁夹，使重锤带动纸带下落；
c．接通电火花计时器电源，使计时器开始工作
d．进行数据处理：
e．根据需要，在纸带上测量数据。
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列.
②电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上，图2为实验中打出的一条纸带，从起始点O开始，将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……，
电火花计时器打F点时，重锤下落的速度为m/s。
（保留到小数点后两位）
③如果已知重锤的质量为0．50kg，当地的重力加速度为9．80m／s2。
从打O点到打F点的过程中，重锤重力势能的减少量为J，重锤动能的增加量为J。
（保留到小数点后两位）
（2）（8分）乙同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。
a．按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；
b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。
接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。
从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D……；
c．测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为
、
、
、……；
d．用配重受到的重力分别乘以
、
、
、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；（重力加速度g=9．80m／s2）
e．求出B、C、D、……各点速度的大小，分别记为
、
、
、……，再求出它们的平方
、
、
、……；
f．用纵坐标表示速度的平方
，横坐标表示配重重力所做的功W，作出
图象，并在图象中描出（
，
）坐标点，再连成图线；
（以下计算保留到小数点后两位）
①在步骤d中，该同学测得
，则配重重力所做的功
J；
②该同学得到的
图象如图4所示。
通过图象可知，打A点时对应小车的速度
m／s；
③小车的质量M=kg.
21.（18分）
（1）在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按照要求安装在光具座上，如图-9甲所示。
从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l=600mm，选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。
调整实验装置，观察到双缝干涉条纹。
①选用带有游标尺的测量头（如图-9乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离。
转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹选定为第1亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数为x1=1.15mm；继续转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图-10所示，其读数为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；
③实验中测出的光的波长λ=____m。
（2）为了研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系，某实验小组的实验装置如图-11所示，水平光滑槽距地面高为h，光滑槽与桌子右边缘垂直，槽出口与桌边缘相齐，槽中放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触。
将小球向左推，压缩弹簧一段距离后由静止释放，弹簧将小球沿水平方向推出，小球落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。
①若测得某次实验小球的落点P到O点的距离为s，那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、s和mg之间的关系式是；
②该同学改变弹簧的压缩量进行多次实验，测量得到下表的数据：
弹簧压缩量x/（cm）
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
小球飞行水平距离s/m
2.01
3.00
4.01
4.98
6.01
6.99
在坐标纸上做出x-s的图像。
并由图像得出：
x与s的关系式是。
实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为；
③完成实验后，该同学对上述装置进行了如图-12所示的改变：
（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，小球撞到木板上，并在白纸上留下痕迹O：
（II）将木板向右平移适当的距离（设为L）固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，小球撞到木板上，在白纸上留下痕迹P；
（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离设为y。
由此步骤得到弹簧的压缩量应该为；
④若该同学在完成实验步骤③的过程中，光滑水平槽与桌子右边缘不垂直，用③问的方法计算得出的弹簧压缩量与实际值相比（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。
21．（18分）
（1）①调零螺丝1分
②×102分
③调零旋钮1分
④1902分
（2）①10.60±0.022分
②0.962分
③答案见下图3分
④3.1±0.13分
⑤a更准确，因为在计算a′的过程中，没有剔除错误数据。
2分
21（18分）
（1）
①2.26（2分）
②T=
（2分）
③
（2分）
（2）
①如图连接（2分）
②a端（2分）
③灯泡断路（2分）
④灯丝的电阻随温度的升度而增大（2分）
⑤0.78W（2分）
⑥977oC（2分）
21
（1）acbed1.15（1.14,1.16）0,35（0.34,0.35）
0.33（0.32,0.34）
（2）0.390.50（0.45,0.55）0.30（0.29,0.31）
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