綠色通道高考物理 實(shí)驗(yàn)用單擺測定重力加速測定玻璃的折射率用雙縫干涉測光的波長 新人教選PPT課件

1、實(shí)驗(yàn)(一)用單擺測定重力加速度 第1頁/共51頁 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?2能正確熟練地使用秒表第2頁/共51頁 【實(shí)驗(yàn)器材】 長約1 m的細(xì)線、小鐵球、鐵架臺(連鐵夾)、米尺、秒表第3頁/共51頁 【實(shí)驗(yàn)步驟】 1將細(xì)線的一端穿過小鐵球上的小孔并打結(jié)固定好，線的另一端固定在鐵架臺的鐵夾上，做成一個單擺第4頁/共51頁 6求出幾次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度的平均值，即可看成當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊?頁/共51頁 【誤差分析】 1系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要求，即：懸點(diǎn)是否固定，球、線是否符合要求，振動是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)的振動等 2偶然誤差主要來自時(shí)間的測量上，要從

2、擺球通過平衡位置開始計(jì)時(shí)，不能多計(jì)或漏計(jì)振動次數(shù) 3為了減小偶然誤差，通常采用兩種方法： (1)多次測量求平均值法； (2)圖象法第6頁/共51頁 (2009浙江理綜)(1)在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖甲、乙所示測量方法正確的是_(選填“甲”或“乙”)第7頁/共51頁 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù)，在擺球運(yùn)動最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖甲所示光敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示，則該單擺的振動周期為_若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)

3、的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2格的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將_(填“變大”、“不變”或“變小”)圖乙中的t將_(填“變大”、“不變”或“變小”)第8頁/共51頁第9頁/共51頁 答案：(1)乙(2)2t0變大變大第10頁/共51頁實(shí)驗(yàn)(二)用雙縫干涉測光的波長 第11頁/共51頁 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1了解光波產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件 2觀察雙縫干涉圖樣 3測定單色光的波長 【實(shí)驗(yàn)原理】 單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)紋間距x與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光的波長之間滿足dx/l. 【實(shí)驗(yàn)器材】 雙縫干涉儀一套，米尺，測量頭第12頁/共51頁 【實(shí)

4、驗(yàn)步驟】 1如下圖所示，把直徑約10 cm、長約1 m的遮光筒水平放在光具座上，遮光筒的一端裝有雙縫，另一端裝有毛玻璃屏第13頁/共51頁 2接好光源，打開開關(guān)，調(diào)節(jié)光源的高度，使它發(fā)出的光束能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮 3安裝單縫和雙縫，單縫和雙縫間距離約為5 cm10 cm，使縫相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上，這時(shí)在屏上就會看到白光的雙縫干涉圖樣 4在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的雙縫干涉圖樣 5分別改變?yōu)V光片和雙縫，觀察干涉圖樣的變化第14頁/共51頁 7換用不同顏色的濾光片，觀察干涉條紋間距的變化，并求出相應(yīng)色光的波長第15頁/共51頁 (2009北京理綜)在用雙縫干涉測光

5、的波長實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上(如圖所示)，并選用縫間距d0.2 mm的雙縫屏從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L700 mm.然后，接通電源使光源正常工作第16頁/共51頁 (1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖(a)所示，圖(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號，此時(shí)圖(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x11.16 mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖(c)所示，此時(shí)(d)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2_mm.第17頁/共51頁 (2)利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離x_

6、mm；這種色光的波長_nm.第18頁/共51頁 答案：(1)15.02(2)2.316.6102第19頁/共51頁實(shí)驗(yàn)(三)測定玻璃的折射 第20頁/共51頁 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?掌握測定折射率的方法，會測定玻璃的折射率 【實(shí)驗(yàn)原理】第21頁/共51頁 【實(shí)驗(yàn)器材】 白紙，圖釘，大頭針，直尺，鉛筆，量角器，平木板，長方形玻璃磚 【實(shí)驗(yàn)步驟】 1在平木板上鋪白紙并用圖釘固定如上圖所示，在白紙上畫一直線aa作為界面，過aa上的一點(diǎn)O畫出界面的法線NN，并畫出一條線段AO作為入射光線 2把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的一邊跟aa重合再畫出玻璃磚的另一邊bb.第22頁/共51頁 3在線段AO上豎直地插上兩枚

7、大頭針P1、P2，并使它們距離遠(yuǎn)一點(diǎn)，P2距玻璃磚近一些 4透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向直到P1的像被P2的像擋住為止，再在觀察這一側(cè)插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像及P3本身，同時(shí)注意使P3距玻璃磚近些，P4距P3遠(yuǎn)些 5移去玻璃磚，在拔掉P1、P2、P3、P4的同時(shí)分別記出它們的位置，過P3、P4作直線OB交bb于O，連接OO，OO就是折射光線的方向，AON為入射角，OON為折射角第23頁/共51頁 6用量角器量出入射角和折射角的度數(shù)，查出它們的正弦值，并把這些數(shù)據(jù)填入表格里 7用上述方法分別求出入射角是15、30、45、60

8、、75時(shí)的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，記入表格里第24頁/共51頁 【誤差分析】 1入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些 2入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適當(dāng)大些，以減小測量的相對誤差 在做“測定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)時(shí) (1)某同學(xué)在紙上正確畫出玻璃的兩個界面ab和cd時(shí)不慎碰了玻璃磚，使它向上平移了一些，如圖(甲)所示，其后的操作都正確在畫光路圖時(shí)，將入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別確定在ab、cd上，則測出的折射率n將如何變化？第25頁/共51頁 (2)某同學(xué)為了避免筆尖接觸玻璃面，畫出的ab和cd都比實(shí)際側(cè)面向外側(cè)平移了一些，如圖(乙)所示

9、，其后的操作都正確但在畫光路圖時(shí)，將入射點(diǎn)、出射點(diǎn)分別確定在ab、cd上，則測出的折射率n將如何變化？第26頁/共51頁 (3)某同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩個界面ab、cd間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖(丙)所示，則測出的折射率n將如何變化？第27頁/共51頁 思路點(diǎn)撥：分析折射率測量值增大還是偏小，應(yīng)首先根據(jù)題目條件，畫出正確光路和題給條件下的光路，比較分析兩種情況下折射角和入射角大小關(guān)系，再由折射率公式分析折射率偏大還是偏小第28頁/共51頁 解析：(1)作出光路圖，如圖(甲)，可以看出光線入射角相同，折射角不變，此時(shí)玻璃的平移對測量結(jié)果沒有影響，故測得的折射率n不變 (2)作出光路圖，如

10、圖(乙)，可以看出，使入射點(diǎn)向左移，出射點(diǎn)向右移，所畫出的折射角2比實(shí)際折射角2偏大，根據(jù)n知，測得的折射率偏小 (3)如圖(丙)所示，可看出測得的入射角不受影響，但測得的折射角比真實(shí)的折射角偏大，因此測得的折射率偏小第29頁/共51頁 答案：(1)不變(2)偏小(3)偏小第30頁/共51頁第31頁/共51頁 1在做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，有人提出以下幾點(diǎn)建議，其中對提高測量結(jié)果精確度有利的是() A適當(dāng)加長擺線 B質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的 C單擺偏離平衡位置的角度不能太大 D當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過一次全振動后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺振動的周期 答

11、案：AC第32頁/共51頁 解析：單擺實(shí)驗(yàn)的精確度取決于實(shí)驗(yàn)裝置的理想化程度及相關(guān)物理量的測量精度適當(dāng)加長擺線長度，有利于把擺球看成質(zhì)點(diǎn)，在擺角小于10的條件下，擺球的空間位置變化較大，便于觀察，選項(xiàng)A對擺球體積越大，所受空氣阻力越大，對質(zhì)量相同的擺球其影響越大，選項(xiàng)B錯擺角應(yīng)小于10，選項(xiàng)C對本實(shí)驗(yàn)采用累積法測量周期，若僅測量一次全振動，由于球過平衡位置時(shí)速度較大，難以準(zhǔn)確記錄，且一次全振動的時(shí)間太短，偶然誤差較大，選項(xiàng)D錯第33頁/共51頁 2(2010廈門模擬)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾

12、光片(只能透過綠光)，這時(shí)() A只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失 B紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在 C任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮 D屏上無任何光亮第34頁/共51頁 答案：C 解析：波的干涉條件是兩列波頻率相同，因此紅色光和綠色光不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象，但紅色光和綠色光都各自發(fā)生衍射現(xiàn)象，在屏上看到的紅色和綠色光疊加后的光，因此只有C才正確第35頁/共51頁 3某同學(xué)做測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用他測得的多組入射角1與折射角2作出sin 1sin 2圖象如圖所示，下列判斷正確的是() A他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究的是光線從空氣射入玻璃

13、的折射現(xiàn)象 B玻璃的折射率為0.67 C玻璃的折射率為1.5 D玻璃臨界角的正弦值為0.67第36頁/共51頁 答案：ACD第37頁/共51頁 4用綠光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在光屏上呈現(xiàn)出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為x.下列說法正確的是 () A如果增大雙縫之間的距離，x將增大 B如果增大雙縫到光屏之間的距離，x將增大 C如果改用紫光做實(shí)驗(yàn)，x將增大 D如果將雙縫中的一條縫用紅色透明紙遮住，屏上將出現(xiàn)彩色條紋 答案：B第38頁/共51頁第39頁/共51頁 5在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中() (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用20分度的游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，示數(shù)如圖甲所示，該擺球的直徑d_mm. (2

14、)接著測量了擺線的長度為l0，實(shí)驗(yàn)時(shí)用拉力傳感器測得擺線的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則重力加速度的表達(dá)式為g_(用題目中的物理量表示)第40頁/共51頁第41頁/共51頁 6(2009上海單科)如圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)示意圖，若要使干涉條紋間距變大可改用波長更_(填：長、短)的單色光；或者使雙縫與光屏之間的距離_(填：增大，減小) 答案：長增大第42頁/共51頁第43頁/共51頁 7(2010福州模擬)在用插針法測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作步驟如下：第44頁/共51頁 以上步驟中有錯誤或不妥之處的是_；應(yīng)改正為： _. 答案：同解析 解析：其中、有錯誤；在中應(yīng)使直尺與玻璃磚的界面

15、對齊，移開玻璃磚后再畫邊界線；在中入射角要取0以外的三組數(shù)據(jù)；在中大頭針要豎直插牢，觀察時(shí)看針腳是否在同一條直線上第45頁/共51頁 8某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時(shí)擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點(diǎn)到球心的距離當(dāng)作擺長L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對應(yīng)的周期T，畫出LT2圖線，然后在圖線上選取A、B兩個點(diǎn)坐標(biāo)如圖所示他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g_.請你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將_(填“偏大”、“偏小”或“相同”)第46頁/共51頁第47頁/共51頁 9(2010珠海模擬)如圖所示，是利用插針法測定玻璃磚折射率的一次實(shí)驗(yàn)光路圖，PQ為玻璃磚入射面的法線，MN、EF均垂直于法線PQ并分別交于N和E點(diǎn)，入射點(diǎn)為O，取OMOF，用刻度尺量出MN、EF的長度，則折射率nMN/EF.改變?nèi)肷浣莍的大小，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，可量出MN，EF的多組數(shù)據(jù)現(xiàn)有兩位同學(xué)各設(shè)計(jì)了