21.(2009年北京卷)在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图1)，并选用缝间距d=0.2mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。

　 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，第1次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示，图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2(b)中游标尺上的读数x₁=1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示，此时图3(b)中游标尺上的读数x₂=　　　　　　　 ；

　 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=　　　　 mm；这种色光的波长=　　　　　　　 nm。

解析：由游标卡尺的读数规则可知x₂=15.0mm+1×0.02mm=15.02mm；图2(a)中暗纹与图3(a)中暗纹间的间隔为6个，故

△x=(x₂- x₁)/6=(15.02-1.16)/6=2.31mm；由△x=Lλ/d可知λ=d△x/L=0.20mm×2.31mm/700mm=6.6×10²nm。

20.(05广东物理B)热力学第二定律常见的表述有两种:第一种表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化;第二种表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.　

图甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图:外界对致冷机做功,使热量从低温物体传递到高温物体,请你根据第二种表述完成示意图乙.根据你的理解,热力学第二定律的实质是什么？　

答案　 如下图所示　

实质:一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性

19.(05广东物理B)(1)如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②　　　 、③　　　 、④　　　 、⑤遮光筒、⑥光屏.对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取　　　 或　　　 的方法。

答案　 (1)滤光片　 单缝　 增大双缝到光屏的距离　 减小双缝间距离

解析： (1)做该实验时用单色光，应特别注意，②是滤光片，其他依次是单缝屏、双缝屏、遮光筒和毛玻璃屏。由条纹间距公式可知，要增大相邻条纹间距，应该增大双缝屏到光屏的距离或者减小两缝间距离。

18.(05天津理综)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用来测量红光的波长.　

(1)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,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、　　　 、A.　

(2)本实验的步骤有：　

①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;　

②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;　

③用米尺测量双缝到屏的距离;　

④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.　

在操作步骤②时还应注意　　　　 和　　　 .　

(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数　　 mm,求得相邻亮纹的间距Δx为　 ?mm.　

　(4)已知双缝间距d为2.0×10^-4m?,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式λ=　　　 ,求得所测红光波长　 为　　　　 nm.

答案 (1)E、D、B　 (2)单缝和双缝间距5-10cm　 使单缝与双缝相互平行　 (3)13.870　 2.310　

(4)Δx　 6.6×102　

解析　 (1)滤光片E是从白光中选出单色红光,单缝屏是获取线光源,双缝屏是获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏上.所以排列顺序为：C、E、D、B、A.　

(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间距离大约为5-10cm;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上.　

(3)螺旋测微器的读数应该：先读整数刻度,然后看半刻度是否露出,最后看可动刻度,读数为13.870mm,甲图读数为2.320mm,所以相邻条纹间距Δx=mm=2.310mm.　

(4)由条纹间距公式Δx=λ,得：λ=,代入数值得：λ=6.6×10-⁷m=6.6×10²nm

17.(06江苏物理)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其它操作均正确,且均以aa′、bb′为界面画光路图,则　

甲同学测得的折射率与真实值相比　　　　　 (填“偏大”“偏小”或“不变”).　

乙同学测得的折射率与真实值相比　　　　　 (填“偏大”“偏小”或“不变”).　

丙同学测得的折射率与真实值相比　　　　　 .　

解析　 (2)用图①测定折射率时,玻璃中折射光线偏折大了,所以折射角增大,折射率减小；用图②测折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时,无法确定折射光线偏折的大小,所以测得的折射率可大、可小、可不变.　

答案　 (2)偏小　 不变　 可能偏大、可能偏小、可能不变

16.(06上海物理)为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时,所能承受的最大内部压强,某同学自行设计制作了一个简易测试装置,该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器.测试过程可分为如下操作步骤:　

a.记录密闭容器内空气的初始温度t₁;　

b.当安全阀开始漏气时,记录容器内空气的温度t₂;　

c.用电加热器加热容器内的空气;　

d.将待测安全阀安装在容器盖上;　

e.盖紧装有安全阀的容器盖,将一定量空气密闭在容器内.　

(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写:　　　　 .　

(2)若测得的温度分别为t₁=27℃?,t₂=87℃?,已知大气压强为1.0×10⁵Pa,则测试结果是:这个安全阀能承受的最大内部压强是　　　　　 .　

解析　 (1)将安全阀安装在容器盖上,然后密封空气,记录其初始温度t1,然后加热密封空气,待漏气时记录容器内空气温度t2,故正确操作顺序为deacb.

(2)已知T1=300K,T2=360K,p0=1.0×105Pa,由于密封空气的体积不变,由查理定理可得:,p==Pa=1.2×105Pa.　

答案　 (1)deacb　 (2)1.2×105Pa?

15.(06上海物理)利用光电管产生光电流的电路如图3所示,电源的正极应接在　　 端(填“a”或“b”);若电流表读数为8μA,则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是　　 个(已知电子电量为1.6×10^-19C).解析　 光电管产生的电子,经电场加速打到阳极,故a端应接电源的正极.由电流强度的定义,电路中每秒通过的电量Q=It,所以,每秒从光电管阴极发射的光电子数至少是:n==5×10¹³个.　

答案　 a　 5×1013?

14.(06全国2理综)一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率,给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P₁、P₂、P₃、P₄)、带有刻度的直角三角板、量角器.实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸面上画出直线aa′和　 bb′, aa′表示镀银的玻璃表面,bb′表示另一表面,如图6所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P₁、P₂(位置如图).用P₁、P₂的连线表示入射光线.

ⅰ.为了测量折射率,应如何正确使用大头针P₃、P₄？　

试在题图中标出P₃、P₄的位置.　

ⅱ.然后,移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角₁与折射角θ₂.简要写出作图步骤.　

ⅲ.写出用θ₁、θ₂表示的折射率公式为n=　　　　　 .　

解析：

ⅰ：在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′反射,再经bb′折射)的像,在适当的位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即让P3挡住P1、P2的像；再插上P4,让它挡住P2(或P1)的像和P3,P3、P4的位置如图所示.ⅱ.①过P1、P2作直线与bb′交于O；　

②过P3、P4作直线与bb′交于O′；　

③利用刻度尺找到OO′的中点M；　

④过O点作bb′的垂线CD,过M点作bb′的垂线与aa′相交于N,如图所示,连接ON；　

⑤∠P1OD=θ1,∠CON=θ2　

ⅲ.由折射率的定义可得n=　

答案　 见解析

13.(07上海物理)一定量的理想气体与两种实际气体Ⅰ、Ⅱ在标准大气压下做等压变化时的V-T关系如图所示,图中.用三份上述理想气体作为测温物质制成三个相同的温度计,然后将其中两个温度计中的理想气体分别换成上述实际气体Ⅰ、Ⅱ.在标准大气压下,当环境温度为T₀时,三个温度计的示数各不相同,如图所示,温度计(ⅱ)中的测温物质应为实际气体　　　 (图中活塞质量忽略不计);若此时温度计(ⅱ)和(ⅲ)的示数分别为21℃?和24℃,则此时温度计(ⅰ)的示数为　　　　 ℃?;可见用实际气体作为测温物质时,会产生误差.为减小在T₁-T₂范围内的测量误差,现针对T₀进行修正,制成如图所示的复合气体温度计,图中无摩擦导热活塞将容器分成两部分,在温度为T₁时分别装入适量气体Ⅰ和Ⅱ,则两种气体体积之比V_Ⅰ∶V_Ⅱ应为　　　　　　 .　

解析　 从V-T图象可看出,温度为T1时,气体的体积相同;温度为T0时,Ⅱ的体积最小,所以温度计(ⅱ)中的测温物质应为实际气体Ⅱ,在温度为T0时,Tⅱ=21℃,Tⅲ=24℃,由于　 ,代入数据得T0=23℃.对T0校正,在温度T1时装入的气体体积比为2∶1.　

答案　 Ⅱ　 23　 2∶1

12.(07广东物理)(1)放射性物质Pb和Co?的核衰变方程分别为:Po→Pb+X₁Co→Ni+X₂方程中的X₁代表的是　　　　 ,X₂代表的是　　　　　 .　

(2)如图所示,铅盒内装有能释放、和射线的放射性物质,在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B,在图(a)、　 (b)中分别画出射线运动轨迹的示意图.(在所画轨迹上须标明是、和中的哪种射线)　

(3)带电粒子的荷质比是一个重要的物理量.某中学物理兴趣小组设计了一个实验,探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响,以求得电子的荷质比,实验装置如图所示.　

①他们的主要实验步骤如下:　

A.首先在两极板M₁M₂之间不加任何电场、磁场,开启阴极射线管电源,发射的电子束从两极板中央通过,在荧屏的正中心处观察到一个亮点;　

B.在M₁M₂两极板间加合适的电场:加极性如图所示的电压,并逐步调节增大,使荧屏上的亮点逐渐向荧屏下方偏移,直到荧屏上恰好看不见亮点为止,记下此时外加电压为U.请问本步骤的目的是什么?　

C.保持步骤B中的电压U不变,对M₁M₂区域加一个大小、方向合适的磁场B,使荧屏正中心处重现亮点,试问外加磁场的方向如何?　

②根据上述实验步骤 ,同学们正确地推算出电子的荷质比与外加电场\,磁场及其他相关量的关系为.一位同学说,这表明电子的荷质比大小将由外加电压决定,外加电压越大则电子的荷质比越大,你认为他的说法正确吗?为什么?　

解析　 (1)由质量数守恒和电荷数守恒可知,X1代表的是He(或粒子),X2代表的是e(或粒子)

　(2)其轨迹如下图所示(曲率半径不作要求,每种射线可只画一条轨迹)　

(3)①B步骤的目的是使电子刚好落在正极板的近荧屏端边缘,利用已知量表达q/m.　

C步骤中要使亮点出现在荧屏中心,应使电子受到的电场力与洛伦兹力相平衡,故由左手定则可判定磁场方向垂直纸面向外(垂直电场方向向外).②他的说法不正确,电子的荷质比是由电子本身决定的,是电子的固有参数,与外加电压无关.　

答案　 (1)He(或粒子)e(或粒子)　 (2)(3)见解析