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2015学年高二期末考试物理实验复习专题

适用年级:高二 | 试卷年份:2015年 | 省份:山西 | 试卷类型:期末考试 | 上传日期:累计组卷次数 | 下载word版

实验题

利用“插针法”也可以测量不平行玻璃砖的折射率。如图,就是利用“插针法”测量玻璃砖ABCD(玻璃砖的入射面AB和出射面CD不平行)折射率的实验光路图,请你分析与该实验相关的下列问题。

(1)出射光线O/Q与入射光线PO            。(填“平行”或“不平行”)
(2)对本题实验数据的处理可采用如下方法:以入射点O为圆心,取一合适的长度为半径作圆,该圆与入射光线PO交于M点,与折射光线OO/的延长线交于F点,过M、F点分别向法线作垂线,其垂足分别为N、E,现测得MN=1.68cm;EF=1.12cm,则该玻璃砖的折射率n=  

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(2014•江苏二模)如图所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况,虚线为半径与玻璃砖相同的圆,在没有其它测量工具的情况下,只需由坐标纸即可测出玻璃砖的折射率.则玻璃砖所在位置为图中的     (填“上半圆”或“下半圆”),由此计算出玻璃砖的折射率为     

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如图所示,半圆形玻璃砖按图中实线位置放置,直边与BD重合。一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(θ<90°),观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。

(1)在玻璃砖转动过程中,以下说法正确的一项是    

A.折射光斑在弧形屏上沿C→F→B方向移动
- P* e+ @+ a _; R, [& I0 L
B.折射光斑的亮度逐渐变暗
- P* e+ @+ a _; R, [& I0 L
C.折射角一定小于反射角
- P* e+ @+ a _; R, [& I0 L
D.反射光线转过的角度为θ
- P* e+ @+ a _; R, [& I0 L
(2)当玻璃砖转至θ=45°时,恰好看不到折射光线。则此玻璃砖的折射率n=          

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如图所示,某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针P1P2,然后在棱镜的右侧观察到 P1像和P2像,当P1的像恰好被P2像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住P1P2的像,P4挡住P3P1P2的像.在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示.

① 在答题纸的图上画出对应的光路;
② 为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以AB作为分界面,需要测量的量是              ,在图上标出它们;
③ 三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=       .
④ 若在测量过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置底边仍重合),则以AB作为分界面,三棱镜材料折射率的测量值       真实值(填“大于”、“小于”、“等于”).

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在做测定玻璃折射率的实验时:

(1)甲同学在纸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ab方向平移了一些,如图甲所示,其后的操作都正确,但画光路图时,将折射点确定在ab和cd上,则测出的n值将_______.(填“偏小”、“不变”、“偏大”)
(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面,画出的a'b'和c'd'都比实际侧面外侧平移了一些,如图乙所示,以后的操作都是正确的,画光路时将入射点和折射点都确定在a'b'和c'd'上,则测出的n值将________.(填“偏小”、“不变”、“偏大”)

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(1)用双缝干涉测光的波长。实验装置如下图a所示,已知单缝与双缝的距离L1=60mm,双缝与屏的距离L2=700mm,单缝宽d1=0.10mm,双缝间距d2=0.25mm。用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心,(如下图b所示),记下此时手轮的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的刻度。

①分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如下图c所示,则对准第1条时读数x1=­­­­­________mm,对准第4条时读数x2=­­­­­________mm,相邻两条亮纹间的距离Δx=________mm。
②计算波长的公式λ=_________;求得的波长值是________nm(保留三位有效数字)。

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(8分)用双缝干涉测光的波长,已知双缝与屏的距离L=0.700m,双缝间距d=0.200mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图(乙)所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第6条亮纹的中心时,手轮上的读数如图(丙)所示,则对准第1条时读数x1=___________mm、对准第6条时读数x2= _____________mm
(2)写出计算波长λ的表达式,λ=________________(用x1、 x2、L 、d表示,不用计算)。
(3)在屏上观察到了干涉条纹.如果将双缝到屏距离增大,则屏上的干涉条纹的间距将  _____(变大、不变或变小)

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“利用单摆测重力加速度”的实验如图甲,实验时使摆球在竖直平面内摆动,在摆球运动最低点的左右两侧分别放置一激光光源、光敏电阻(光照时电阻比较小)与某一自动记录仪相连,用刻度尺测量细绳的悬点到球的顶端距离当作摆长,分别测出L1和L2时,该仪器显示的光敏电阻的阻值R随时间t变化的图线分别如图乙、丙所示。

①根据图线可知,当摆长为L1时,单摆的周期T1为,当摆长为L2时,单摆的周期T2为。
②请用测得的物理量(L1、 L2、T1和T2),写出当地的重力加速度g=。

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某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素.
①(单选题)他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示.这样做的目的是        (填选项前字母).

A.保证摆动过程中摆长不变,在改变摆长时方便调节摆长
B.可使周期测量得更加准确
C.保证摆球在同一竖直平面内摆动
②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为      ,单摆摆长为       m.

③(单选题)如果他测得的g值偏小,可能的原因是        。(填选项前字母)
A.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
B.测摆线长时摆线拉得过紧
C.开始计时,秒表过迟按下
D.实验中误将49次全振动数为50次   

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几名学生进行野外考察,登上一山峰后,他们想粗略测出山顶处的重力加速度。于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆,如图所示。然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。同学们首先测出摆长L,然后将石块拉开一个小角度,由静止释放,使石块在竖直平面内摆动,用手表测出单摆振动的周期T。
(1)用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g=__________
(2)在测量摆动的周期时,甲同学从石块某次通过平衡位置时开始计时,数出以后石块通过平衡位置的次数n,用手表测出所用的时间t;乙同学从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1,将小钢球第二次沿同一方向通过平衡位置时记为2,第三次沿同一方向通过平衡位置时记为3,以此类推,一直数到,同时停表, 手表显示时间为。你选择哪位同学的实验方法,并写出对应的单摆的周期表达式:_________。
(3)若振动周期测量正确,但由于难以确定石块重心,测量摆长时只测量了悬线长做为摆长,所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值         (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。

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在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时,摆球的密度应选得     些(填“大”或“小”),如果已知摆球直径为2.00cm,让刻度尺的零点对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如图11左所示,那么单摆摆长是______m.如果测定了40次全振动的时间如图14右中秒表所示,那么秒表读数是______s,单摆的摆动周期是______s.

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“单摆的周期T与摆长L的关系”的实验中,用秒表记下了单摆全振动50次的时间,如图所示,由图可读出时间为          s。
(2)有两位同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2-L图象,如图甲所示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是        (填“A”或“B”)。另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两种单摆的振动图象如图乙所示,由图可知,a、b两单摆的摆长之比=         

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某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图所示。在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。

(1)若已得到打点纸带如图所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选       段来计算A的碰前速度,应选      段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB’’或“BC"或“CD"或"DE”)。

(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前mAv++mBv。=        kg·m/s;碰后mAvA+mBvB=         kg·m/s。并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等。

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某同学用如图所示装置,通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

(1)实验中必须要求的条件是(   )
A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同
D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量(  )(填选项号)
A.水平槽上未放B球时,测量A球落点P到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,测量A球落点M到O点的距离
C.A球与B球碰撞后,测量B球落点N到O点的距离
D.测量A球或B球的直径
E.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
F.测量释放点G相对于水平槽面的高度
G.测量水平槽面离地的高度
(3)某次实验中得出的落点情况如下图所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为____________。

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气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图

(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平。
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块
分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
①实验中还应测量的物理量是_________           ___________。
②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是____          ________________。
③被压缩弹簧的弹性势能的表达式为                                     。

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用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
                                     
(1)试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量      (填选项前的序号),间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上同一位置静止释放,找到其平均落地点的位置B,测量平抛射程。然后把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上相同位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是     (填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量
B.测量小球开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到相碰后平均落地点的位置A、C
E.测量平抛射程
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为       (用(2)中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为       (用(2)中测量的量表示)。

(4)经测定,,小球落地点的平均位置到O点的距离如图所示。碰撞前、后­的动量分别为,则  :11;若碰撞结束时的动量为,则=11:   ;所以,碰撞前、后总动量的比值=   ;实验结果说明                     .

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某同学用如图13所示的(a)图装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞中的守恒量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次,图(a)中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,B球落点痕迹如图 (b),其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐

(1)除了图中器材外,实验室还备有下列器材,完成本实验还需要用到的器材有___________(填选项号)
A秒表      B天平     C毫米刻度尺     
D打点计时器(及电源和纸带)    E圆规   
F弹簧测力计    G游标卡尺
(2)从图(b)可以测出碰撞后B球的水平射程应取为_________cm.
(3)在以下选项中,__________是本次实验必须进行的测量(填选项号)
A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离
C.测量A球或B球的直径
D.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
E.测量G点相对于水平槽面的高度

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(6分)为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做了如下实验:
①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2,且m1>m2
②按照如图所示的那样,安装好实验装置.将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平.将一斜面BC连接在斜槽末端.
③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置.
④将小球m2放在斜槽前端边缘处,让小球m1从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置.
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离.图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF.根据该同学的实验,回答下列问题:

(1)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中的   点,m2的落点是图中的    点.
(2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式                             
则说明碰撞中动量是守恒的.
(3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式                            
则说明两小球的碰撞是弹性碰撞.

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