题目内容

【题目】(1)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abc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,OABC4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 15.02 为了平衡小车运动过程中所受摩擦力 0.50(0.49) AC B

【解析】(1)图中的abc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:
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;

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.

练习册系列答案
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(1)有一种静电除尘的设计方案是这样的,需要除尘的空间是一个高为H绝缘容器的内部区域,将一对与圆桶半径相等的圆形金属板平行置于圆桶的上、下两端,恰好能将圆桶封闭,如图10甲所示。在圆桶上、下两金属板间加上恒定的电压U(圆桶内空间的电场可视为匀强电场),便可以在一段时间内将圆桶区域内的带电灰尘颗粒完全吸附在金属板上,从而达到除尘的作用。求灰尘颗粒运动可达到的最大速率 __________

(2)对于一个待除尘的半径为R绝缘圆桶形容器内部区域,还可以设计另一种静电除尘的方案:沿圆桶的轴线一根细导线作为电极,紧贴圆桶内壁加一个薄金属桶作为另一电极。在导线电极外面套有一个由绝缘材料制成的半径为R0的圆桶形保护管,其轴线与直导线重合,如图10乙所示。若在两电极间加上恒定的电压使得桶壁处电场强度的大小恰好等于第(1)问的方案中圆桶内电场强度的大小,且已知此方案中沿圆桶半径方向电场强度大小E的分布情况为E1/r,式中r所研究的点与直导线的距离。

试通过计算分析,带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到圆桶内壁的过程中,其瞬时速度大小v随其与直导线的距离r之间的关系________

对于直线运动,教科书中讲解了由v - t象下的面积求位移的方法。请你借鉴此方法,利用vr变化的关系,画出1/vr变化的图象,根据图象的面积求出带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到圆桶内壁的时间____________

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