题目内容
【题目】(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将所用器材按要求安装在如图所示的光具座上,然后接通电源使光源正常工作。已知实验中选用缝间距d=0.20mm的双缝屏,像屏与双缝屏间的距离L=700mm。图中的a、b、c三个位置对应的器材分别为_______、_______、_______。(选填:单缝、双缝、滤光片)
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,像屏上出现的干涉条纹如图7甲所示,图甲中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图乙中游标尺上的读数x1=1.16mm;接着再转动手轮,像屏上出现的干涉条纹如图甲所示,此时图乙中游标尺上的读数x2=________mm;
②若通过第①中的测量可计算出干涉条纹的间距Δx,利用题目中的已知量和测量结果可计算出这种色光的波长,其字母表达式为λ=_________(用题目中的已知量和测量量的字母表示);代入数据,可计算出λ=________nm。
(2)甲、乙两位同学在“验证牛顿第二定律”实验中,使用了如图所示的实验装置。
①实验时他们先调整垫木的位置,使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动,这样做的目的是_______________。
②此后,甲同学把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂若干配重片。在小车质量一定的情况下,多次改变配重片数量,每改变一次就释放一次小车,利用打点计时器打出记录小车运动情况的多条纸带。图是其中一条纸带的一部分,O、A、B、C为4个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。通过对纸带的测量,可知小车运动过程中的加速度大小为_______m/s2(保留2位有效数字)。
③根据多条纸带的数据,甲同学绘制了小车加速度与小车所受拉力(测量出配重的重力作为小车所受拉力大小)的a-F图象,如图所示。由图象可知_______。(选填选项前的字母)
A.当小车质量一定时,其加速度与所受合外力成正比
B.当小车所受合外力一定时,其加速度与质量成反比
C.小车的质量约等于0.3kg
D.小车的质量约等于3.3kg
④乙同学在实验时,因配重片数量不足改用5个质量为20g的钩码进行实验。平衡摩擦后,他首先将钩码全部挂上,用打点计时器打出记录小车运动情况的纸带,并计算出小车运动的加速度;之后每次将悬挂的钩码取下一个并固定在小车上,重复多次实验。根据测得的数据,绘制出小车加速度与悬挂的钩码所受重力的关系图线。关于这一图线下列说法错误的是_______。(选填选项前的字母)
A.可由该图线计算出小车和5个钩码质量之和
B.只有当小车质量远大于悬挂钩码的质量时,该图线才是一条直线
C.无论小车质量是否远大于悬挂钩码的质量,该图线都是一条直线
【答案】 (1)滤光片 单缝 双缝 ①15.02 ②或 ① 为了平衡小车运动过程中所受摩擦力 ② 0.50(或0.49) ③ AC ④B
【解析】(1)图中的a、b、c三个位置对应的器材分别为:滤光片、单缝、双缝;
①图中,游标卡尺的主尺读数为15mm,游标读数为0.02mm×1=0.02mm,所以最终读数为:x2=15.02mm.
②两个相邻明纹(或暗纹)间的距离为:
根据△x=λ,得: =6.6×10-7m=660nm.
(2)①实验时他们先调整垫木的位置,使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动,这样做的目的是为了平衡小车运动过程中所受摩擦力;
②相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出,则T=0.1s,△x=at2可知,
加速度:;
③图象为a-F图象,则由图象可知,质量一定时,加速度与拉力成正比,故A正确,因图象中无法显示质量,故无法确定加速度与质量的关系;故B错误;由牛顿第二定律得: ,a-F图象的斜率:,小车的质量:m==0.3kg,故C正确,D错误;故选AC;
④对钩码和小车整体分析可知,整体受到的拉力为钩码的重力,质量是整体的质量;由F=ma可知,作出的图象一定为直线;且图象的斜率一定为整体的质量;故AC正确,B错误;本题选错误的;故选B.