第4節(jié)第十四章 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波

［課時(shí)跟蹤檢測(cè)］

1.（多選）關(guān)于光的現(xiàn)象，下列說(shuō)法準(zhǔn)確的是（）

B.發(fā)生全反射時(shí)，反射光的能量幾乎等于入射光的能量

C.光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)和全息照相利用的都是光的全反射現(xiàn)象

D.刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的干涉現(xiàn)象

E.在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱反射光，就能夠比較清楚地拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品

解析：選ABE根據(jù)光從空氣射入普通玻璃中，折射率〃>1,則傳播速度減小，

選項(xiàng)A準(zhǔn)確；發(fā)生全反射時(shí)，折射光線完全消失，反射光的能量幾乎等于入射光的能量，選

項(xiàng)B準(zhǔn)確；全息照相利用了激光相干性好的特性，使用光的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；刮胡

須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；因?yàn)榉瓷涔馐瞧窆?，在拍攝

玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃的反射光，選項(xiàng)E準(zhǔn)確。

2.（多選）彩虹是由陽(yáng)光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面

反射，最后離開水滴時(shí)再折射一次形成。彩虹形成的示意圖如圖所示，一

束白光L由左側(cè)射入水滴，〃、b是白光射入水滴后經(jīng)過(guò)一次反射和兩次

折射后的兩條出射光線3、》是單色光）。下列關(guān)于a光與b光的說(shuō)法準(zhǔn)確

的是（）

A.水滴對(duì)〃光的折射率大于對(duì)力光的折射率

B.a光在水滴中的傳播速度小于力光在水滴中的傳播速度

C.用同一臺(tái)雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，〃光相鄰的亮條紋間距大于〃光的相鄰

亮條紋間距

D.a、力光在水滴中傳播的波長(zhǎng)都比各自在真空中傳播的波長(zhǎng)要長(zhǎng)

E.若a、》光在同一介質(zhì)中，以相同的入射角由介質(zhì)射向空氣，若力光能夠發(fā)生全反射,

則a光也一定能夠發(fā)生全反射

解析：選ABE進(jìn)入水滴時(shí)，由折射定律〃=誓:知，。光在水滴中的折射角小，折射率

大，選項(xiàng)A準(zhǔn)確；由。=今。光在水滴中的傳播速度小，選項(xiàng)B準(zhǔn)確；由sinC=5，a光的

臨界角小，容易發(fā)生全反射，選項(xiàng)E準(zhǔn)確；。光在水滴中的折射率大，頻率大，波長(zhǎng)小，由

"=夕，a光的相鄰亮條紋間距小于力光的相鄰亮條紋間距，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在真空和在水滴

中，分別有和0=爐，則與=勺，故。、b光在水滴中傳播的波長(zhǎng)都比各自在真空中傳

播的波長(zhǎng)要短，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

3.（2018?珠海模擬）Morpho蝴蝶的翅膀在陽(yáng)光的照射下表現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這

是因?yàn)楣庹丈涞匠岚虻镊[片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖所示。一束

光以入射角i從。點(diǎn)入射，經(jīng)過(guò)折射和反射后從方點(diǎn)出射。設(shè)鱗片的折射率為〃，厚度為d,

兩片之間空氣層厚度為人取光在空氣中的速度為C,求光從。到b所需的時(shí)間人

解析:

sinz=7?siny

在鱗片中傳播的路程八=懸;，傳播速度0=2傳播時(shí)間

y〃c/

解得h=—f===.

c\]nsin勺

同理，在空氣中的傳播時(shí)間/2=羔

CLU〉?

.2〃2d2h

則曰+2=麗三需+H。

答案：2〃2d

,cyjn2—sin2iccos*

4.(2019?濟(jì)京郵研)有一透明柱體的截面是一個(gè)底角為30。的等腰三

角形，。為A3中點(diǎn)。位于透明體正上方，是一個(gè)與48平行且充

足長(zhǎng)的屏?，F(xiàn)用一束寬為d的單色光，從。點(diǎn)左側(cè)垂直于A3邊向上照

射透明體，如圖所示，結(jié)果MN上橫向?qū)挒榭盏牟糠直徽樟痢?/p>

(1)畫出光路圖：

(2)求透明體的折射率，

解析：(1)光路如圖所示。

(2)由折射定律,

由幾何關(guān)系〃=30。

Jtan30°tan少=Q

J

解得/=30。，由幾何關(guān)系a=60。

所以透明體的折射率為〃=小。

答案：(1)光路圖見解析圖Q電

5.如圖所示，將一個(gè)折射率為〃=小的正方體玻璃磚放在空氣中，正方

形A3C。是它的一個(gè)截面，邊長(zhǎng)/=60cnio一單色細(xì)光束以入射角〃=60。

投射到A3面上的E點(diǎn)，E點(diǎn)到5c的距離d=5[5cm,細(xì)光束在8C面上

發(fā)生全反射，最后從C7）面上射出，求：

（1）光從E點(diǎn)射入玻璃磚后的折射角；

（2）0點(diǎn)到從CD邊射出的光線距離。（結(jié)果能夠用根式表示）

解析：（1）光路圖如圖所示，設(shè)光從方點(diǎn)射入跛璃轉(zhuǎn)后，折射角為力則

sin0

~：=n

sini

解得光從E點(diǎn)射入玻璃磚后的折射角i=30。。

⑵光在BC面上發(fā)生全反射，

且BF=E?tan600=15cm

則CG=（BC-BF）tan30°=1573cm

設(shè)光從。面射出的折射角為了，則

siny

?=〃

sini

解得y=60。

則DH=DGcos7=（60-155）X0.5cm=（30-7.5小）cm。

答案：（1）30。（2）（30—7.5?。ヽm

鏡的折射率。

解析：平行光束經(jīng)棱鏡折射后的出射光束仍是平行光束，如圖所示。

圖中仇、仇為光在AC面上的入射角和折射角，根據(jù)折射定律，有〃=就于

dilllzI

設(shè)出射光線與水平方向成“角，則：Oi=Ox+a

因?yàn)?。?=4|/12=耳/,可得GC2=§/

而ACi=BC=/tan300,

⑵為實(shí)現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？

解析：（1）光線在8C面上發(fā)生折射，如圖所示，由折射定律有

在4c面上發(fā)生全反射，i2=，2②--A

在AB面上發(fā)生折射，〃=；；：；；③

由幾何關(guān)系得

o

，2=介=60“，n=i3=30@

尸點(diǎn)的出射光相對(duì)于。點(diǎn)的入射光的偏角為

3=（八-2+（180。一，2—r2）+（八一，3垃

由①②@④⑤式得

3二60。。⑥

（2）光線在AC面上發(fā)生全反射，在面上不發(fā)生全反射，有打2。，6<C?

式中C是全反射臨界甬，滿足

sinC=%）

由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率〃的取值范圍應(yīng)為

斗^?2。@

答案：（1）60。⑵平W〃V2

9.（2017?全國(guó)卷n）一直桶狀容器的高為2/,底面是邊長(zhǎng)為，的正方

形；容器內(nèi)裝滿某種透明液體，過(guò)容器中心軸。。'、垂直于左右兩側(cè)面

的剖面圖如圖所示。容器右側(cè)內(nèi)壁涂有反光材料，其他內(nèi)壁涂有吸光材料。

在剖面的左下角處有一點(diǎn)光源，已知由液體上表面的D點(diǎn)射出的兩束光線

相互垂直，求該液體的折射率。

解析：設(shè)從光源發(fā)出直接射到O點(diǎn)的光線的入射角為ri,折射角為

Flo在剖面內(nèi)作光源相對(duì)于反光壁的鏡像對(duì)稱點(diǎn)C,連接C、O,交反光

壁于￡點(diǎn)，由光源射向E點(diǎn)的光線，反射后沿射向。點(diǎn)。光線在O

點(diǎn)的入射角為必折射角為「2,如圖所示。設(shè)液體的折射率為〃，由折射

定律有

〃sinii=sin門①

〃sin12=sin0②

由題意知

門+m=90°③

聯(lián)立I式得

n~sin2ii4-sin2i2?

由幾何關(guān)系可知

聯(lián)立④⑤⑥式得

〃=1.55。

第4節(jié)光的波動(dòng)性電磁波相對(duì)論

理解透——概念?公式?定理(基礎(chǔ)不牢-地動(dòng)山搖)

一、光的干涉、衍射和偏振

1.光的干涉

(1)定義：在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互增強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋，某些區(qū)域相互減弱，

出現(xiàn)暗條紋，且增強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。

(2)條件：兩束光的頻率粗圓、相位差恒定。

(3)雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：?jiǎn)紊庹丈鋾r(shí)，形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光照射時(shí)，

中央為白色亮條紋,其余為彩色條紋。I

(4)條紋間距：心=夕，其中/是雙縫到光屏的距離，d是雙縫間手居圭1不工

的距離，2是入射光波的波長(zhǎng)。t_/―J

2.光的衍射

發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng)相差丕多，甚至比光的波長(zhǎng)還小

的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。

【注】光發(fā)生干涉現(xiàn)象是有條件的，光發(fā)生衍射現(xiàn)象是沒(méi)有條件的，但發(fā)生明顯的衍射

現(xiàn)象是有條件的。

3.光的偏振

(1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光,而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的

光波的強(qiáng)度都相同。

(2)偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)的光。

(3)偏振光的兩種形成方式

①讓自然光通過(guò)偏振上形成偏振光。

②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光能夠成為部分偏振光或

完全偏振光?！咀ⅰ坎糠制窆猓菏墙橛谄窆馀c自然光之間的一種光.光波包含一切可能方向的橫振動(dòng),

但不同方向上的振幅不等，在兩個(gè)互相垂直的方向上振福具有最大值和最小值，這種光稱為部分偏振光。

(4)光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波。只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象。

(5)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩若等。

二、電磁波

1.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論

變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。

2.電磁波及其傳播

(1)電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)的傳播，形成電磁波。電磁波是橫波。

(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度都等于光速。但在同

一介質(zhì)中，不同頻率的電磁波傳播速度是不同的，頻率越高，波速越小(可聯(lián)系。理解記憶)。

(3)波速公式：p=zf,/是電磁波的頻率。

3.電磁波的發(fā)射與接收

(1)發(fā)射電磁波需要開放的高頻振蕩電路，并對(duì)電磁波根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱實(shí)行遜［(兩種方

式：調(diào)幅、調(diào)頻)。

(2)接收電磁波需耍能夠產(chǎn)生電諧振的調(diào)諧電路，再把信號(hào)從高頻電流中解調(diào)出來(lái)。調(diào)幅

波的解調(diào)也叫檢波。

4.電磁波譜

按照電磁波的頻率或波長(zhǎng)的大小順序把它們排列成的譜。按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列的電磁波

譜為：無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、丫射線。不同的電磁波有不同的特性,

產(chǎn)生機(jī)理也不同，但可能具有相同的頻率。

三、相對(duì)論

1.狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)

(1)狹義相對(duì)性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是蛔的。

(2)光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的，光速和光源、觀測(cè)

者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒(méi)相關(guān)系,【注】牛頓運(yùn)動(dòng)定律在其中有效的參考系，且a=0。稱為慣性坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱

慣性系。如果S為一慣性系，則任何對(duì)于S作等速直線運(yùn)動(dòng)的參考系S都是慣性系;而對(duì)于S作加速運(yùn)動(dòng)的

參照系則是非慣性參考系(非慣性系)。所有慣性系都是等效(等價(jià))的。一個(gè)參考系是不是慣性系要通過(guò)實(shí)驗(yàn)

確定。

2.質(zhì)速關(guān)系

（1）物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度P運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)

量皿之間有如下關(guān)系：

小:符

（2）物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量總要大王靜止時(shí)的質(zhì)量moo

3.質(zhì)能關(guān)系

用，〃表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為：E=nu±.

［基礎(chǔ)自測(cè)］

一、判斷題

（1）只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉。（J）

（2）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫的作用是使白光變成單色光。（X）

（3）陽(yáng)光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。（X）

（4）自然光是偏振光。（X）

（5）無(wú)線電波不能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象。（X）

（6）波長(zhǎng)不同的電磁波在本質(zhì)上完全不同。（X）

（7）真空中的光速在不同慣性參考系中是不同的。（X）

二、選擇題

1.（多選）下列屬于光的干涉現(xiàn)象的是（）

解析：選BCA項(xiàng)為單縫衍射現(xiàn)象，B、C項(xiàng)為薄膜干涉現(xiàn)象，D項(xiàng)為光的色散現(xiàn)象。

2.關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說(shuō)法準(zhǔn)確的是（）

A.電磁波能夠傳遞信息，聲波不能傳遞信息

B.手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波

C.太陽(yáng)光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同

D.遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)和醫(yī)院“CT”中的X射線波長(zhǎng)相同

解析：選B電磁波、聲波等一切波都能夠傳遞能量和信息，A錯(cuò)誤；手機(jī)在通話時(shí)需

要聲音信號(hào)與電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，電信號(hào)以電磁波的形式在空中傳播，B準(zhǔn)確；超聲波是聲

波，在空氣中傳播速度約為340m/s,C錯(cuò)誤；由電磁波譜分布情況可知，紅外線的波長(zhǎng)比X

射線的波長(zhǎng)長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。

3.關(guān)于狹義相對(duì)論的說(shuō)法，不準(zhǔn)確的是（）

A.狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的

B.狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度都等于c,與光源的運(yùn)動(dòng)

無(wú)關(guān)

C.狹義相對(duì)論只涉及無(wú)加速運(yùn)動(dòng)的慣性系

D.狹義相對(duì)論在任何情況下都適用

答案：D

4開究好-----題型,考法.技巧/（重難理清?能力大增）

高考對(duì)本節(jié)內(nèi)容的考查，主要集中在光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象，有時(shí)涉及電磁波與相

對(duì)論知識(shí)，通常以選擇題的形式表現(xiàn)，難度一般。

考點(diǎn)一光的干涉現(xiàn)象［多維探究類］

考法（一）雙縫干涉

［例1］（多選）（2017?全國(guó)必H）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏

幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是（）

A.改用紅色激光

B.改用藍(lán)色激光

C.減小雙縫間距

D.將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)

E.將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)

［解析］由心=方可知，改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的激光照射在雙縫上，相鄰亮條紋的間距Ax增

大，A項(xiàng)準(zhǔn)確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；減小雙縫間距d,相鄰亮條紋的間距增大，C項(xiàng)準(zhǔn)確；將屏幕

向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)，增大了屏幕與雙縫的距離/,相鄰亮條紋的間距Ax增大，D項(xiàng)準(zhǔn)確;

相鄰亮條紋的間距與光源到雙縫的距離無(wú)關(guān)，E項(xiàng)錯(cuò)誤。

［答案］ACD

［題型技法］亮暗條紋的判斷方法

（1）如圖所示，光源S|、S2發(fā)出的光到屏上某點(diǎn)的路程差「2—門=A，依

=0,1,2…）時(shí)，光屏上出現(xiàn)亮條紋。

（2）光的路程差/-ri=（2A+lg僅=0,1,2…）時(shí)，光屏上出現(xiàn)暗條紋。

考法（二）薄膜干涉

［例2］劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板

玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入

射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)：

(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等;

(2)任意相鄰亮條紋和暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定。

現(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下

觀察到的干涉條紋()

A.變疏B.變密

C.不變D.消失

［解析］如圖所示，若抽去一張紙片，則三角截面空氣層的傾角變小，則干涉條紋變疏,

A準(zhǔn)確。

兩張紙

?張紙

00級(jí)第i級(jí)第二級(jí)

三條紋亮條紋亮條紋

［答案］A

［題型技法］薄膜干涉的理解和應(yīng)用

(1)形成：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，因?yàn)橹亓Φ淖饔?，形?/p>

上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時(shí)，在膜的前表面44,和后表

面〃分別反射回來(lái)，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。

(2)亮、暗條紋的判斷

①在尸I、P2處，兩個(gè)表面反射回來(lái)的兩列光波的路程差A(yù)r等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即Ar

=/〃5=1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)亮條紋。

②在。處，兩列反射回來(lái)的光波的路程差A(yù)/?等于生波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，即Ar=(2〃+1),(〃

=0,123…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋。

(3)應(yīng)用：干涉法檢查平面如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜,

用單色光從上向下照射，如果被檢查平面是平整光滑的，我們會(huì)觀察

到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面不平整，則干涉條

紋發(fā)生彎曲。

［題點(diǎn)全練］

1.［對(duì)生活中常見光現(xiàn)象的理解］

（多選）在五彩繽紛的大自然中，我們常常會(huì)見到一些彩色光的現(xiàn)象，下列現(xiàn)象中屬于光

的干涉的是（）

A.灑水車噴出的水珠在陽(yáng)光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象

B.小孩兒吹出的肥皂泡在陽(yáng)光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象

C.雨后天晴馬路上油膜在陽(yáng)光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象

D.用游標(biāo)卡尺兩測(cè)量爪的狹縫觀察日光燈的燈光出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象

E.實(shí)驗(yàn)室用雙縫實(shí)驗(yàn)得到的彩色條紋

解析：選BCEA屬于光的色散現(xiàn)象；B、C屬于光的薄膜干涉現(xiàn)象；D屬于光的單縫衍

射現(xiàn)象；E屬于光的雙縫干涉現(xiàn)象。

2.［雙縫干涉中亮、暗條紋的判斷］

如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，&和S2為雙縫，尸是光屏上的一點(diǎn)，“<|尸

已知P點(diǎn)與S和S?距離之差為2.1X10-6m,今分別用A、〃兩種單色光

在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問(wèn)尸點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？://

（1）已知A光在折射率為〃=1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為4X10-7m.

（2）已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.15X10-7m,當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界

角為37。因1137。=。.6,cos370=0.8）o

解析：（1）設(shè)A光在空氣中波長(zhǎng)為右，在介質(zhì)中波長(zhǎng)為石，

由'尸A?得

XI=WA2=1.5X4X10_7m=6X10-7m

根據(jù)路程差A(yù)x=2.1X10-6m

工，Ax2.1X10-6m

所以M=T==3.5

由此可知，從Si和S到尸點(diǎn)的路程差A(yù)x是波長(zhǎng)2］的3.5倍，所以P點(diǎn)為暗條紋。

（2）根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC=，一得

,___1___5

”-sin37。13

由此可知，田光在空氣中波長(zhǎng)力為

力=〃’z介*X3.15XIO"m=5.25X10-7m

J

Ax2.1X10-6ni

所以Ni=ir=5.25XI0~7m=4

可見，用3光做光源，P點(diǎn)為亮條紋。

答案：（1）暗條紋（2）亮條紋

考點(diǎn)二光的衍射和偏振現(xiàn)象［基礎(chǔ)自修類］

I題點(diǎn)全練］

1.［單繾衍射］

（多選）抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，激光束一

激光器

越過(guò)細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過(guò)遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同。觀丁抽絲機(jī)

察光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化，下細(xì)絲造-

列敘述中準(zhǔn)確的是（）"

A.這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象

B.這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象

C.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗

D.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì)

解析：選AD因?yàn)槭羌す馐竭^(guò)細(xì)絲即繞過(guò)障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象，當(dāng)抽制的絲

變細(xì)的時(shí)候，絲的直徑較接近激光的波長(zhǎng)，條紋間距變寬，A、D準(zhǔn)確。

2.［干涉、衍射的圖樣比較］

（多選）下列所示的圖片、示意圖大都來(lái)源于課本,關(guān)于這些圖的判斷中，準(zhǔn)確無(wú)誤的是（）

□甲o(hù)乙lim丙nm丁m

A.甲圖是小孔衍射的圖樣，乙圖為“泊松亮斑”

B.甲圖為“泊松亮斑”，乙圖是小孔衍射的圖樣

C.丙圖是雙縫干涉圖樣，丁圖是單縫衍射圖樣

D.丙圖是單縫衍射圖樣，丁圖是雙縫干涉圖樣

解析：選AC“泊松亮斑”是“小圓盤”產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象，形成的衍射圖樣是陰影中心

有一個(gè)“亮斑”，而小孔衍射的圖樣是中間有“亮斑”，無(wú)陰影，選項(xiàng)A準(zhǔn)確，B錯(cuò)誤；丙

圖很明顯是雙縫干涉的圖樣，因干涉圖樣中的條紋間距是相等的，單縫衍射圖樣中的條紋間

距是不相等的，中間最寬、最亮，丁圖是單縫衍射圖樣，選項(xiàng)C準(zhǔn)確，D錯(cuò)誤。

3.［光的偏振的應(yīng)用］

奶粉的碳水化合物（糖）的含量是一個(gè)重要指標(biāo)，能夠用“旋光法”來(lái)測(cè)量糖溶液的濃度,

從而鑒定含糖量。偏振光通過(guò)糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一

個(gè)角度這個(gè)角度〃稱為“旋光度”，〃的值只與糖溶液的濃度相關(guān)，將a的測(cè)量值與標(biāo)

準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，/I、B是偏振片，

轉(zhuǎn)動(dòng)6使到達(dá)0處的光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品尸置于A、8之間。

SAPB

自然光源偏振片被測(cè)樣品偏振片

(1)偏振片A的作用是o

(2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種o

(3)以下說(shuō)法中準(zhǔn)確的是________o

A.到達(dá)。處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱

B.到達(dá)。處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱

C.將偏振片5轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片〃轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于。

D.將偏振片4轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得。處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于。

解析：(1)自然光源發(fā)出的光不是偏振光，但當(dāng)自然光經(jīng)過(guò)偏振片后就變成了偏振光，所

以偏振片A的作用是把自然光變成偏振光。

(2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種橫波。

(3)因?yàn)?、B的透振方向一致,故A、8間不放糖溶液時(shí),自然光通過(guò)偏振片A后變成

偏振光，通過(guò)3后到0。當(dāng)在A、3間加上糖溶液時(shí)，因?yàn)樘侨芤旱男庾饔?，使通過(guò)A的

偏振光的振動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)了一定角度，使通過(guò)6到達(dá)。的光的強(qiáng)度不是最大，但當(dāng)8轉(zhuǎn)過(guò)一

個(gè)角度，恰好使透振方向與經(jīng)過(guò)糖溶液后的偏振光的振動(dòng)方向一致時(shí)，。處光強(qiáng)又為最強(qiáng)，

故3的旋轉(zhuǎn)角度即為糖溶液的旋光度。若偏振片3不動(dòng)而將A旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再經(jīng)糖溶液

旋光后光的振動(dòng)方向恰與b的透振方向一致，則A轉(zhuǎn)過(guò)的角度也為“，故選項(xiàng)A、C、D準(zhǔn)確。

答案：(1)把自然光變成偏振光(2)橫波(3)ACD

［名師微點(diǎn)］

1.單縫衍射與雙縫干涉的比較

單縫衍射雙縫干涉

不條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等

同條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距

點(diǎn)亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相等

干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加：干涉、衍射都有明暗相間

相同點(diǎn)

的條紋

2.光的干涉和衍射的本質(zhì)

光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原

理，都可認(rèn)為是從單縫通過(guò)兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的。

考點(diǎn)三電磁波與相對(duì)論［基礎(chǔ)自修類］

［題點(diǎn)全練］

1.［電磁波的理解I

（多選）（2016?全國(guó)卷U）關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法準(zhǔn)確的是（）

A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)

B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)能夠相互激發(fā)，形成電磁波

C.電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直

D.利用電磁波傳遞信號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸

E.電磁波能夠由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失

解析：選ABC電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與電磁波的頻率無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A準(zhǔn)

確；周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)能夠相互激發(fā)，形成電磁波，選項(xiàng)B準(zhǔn)確；電磁波的傳播方

向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直，選項(xiàng)C準(zhǔn)確；電磁波能夠通過(guò)光纜傳輸，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

電磁波波源的電磁振蕩停止，波源不再產(chǎn)生新的電磁波，但空間中已產(chǎn)生的電磁波仍可繼續(xù)

傳播，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。

2.［電磁波的特性］

（2016?天*加考）如圖所示，我國(guó)成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪

稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我國(guó)雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)

發(fā)射無(wú)線電波的波長(zhǎng)在1?10m范圍內(nèi)，則對(duì)該無(wú)線電波的判斷準(zhǔn)確的

是（）

A.米波的頻率比厘米波頻率高

B.和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播

C.同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象

D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象

解析：選C由了=?可知，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，須率越低，故米波的須率比厘米波頻率低，選項(xiàng)

A錯(cuò)誤；無(wú)線電波是電磁波，它的傳播不須靠介質(zhì)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；無(wú)線電波與光波一樣具有

波的特性，會(huì)發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C準(zhǔn)確，D錯(cuò)誤。

3.|狹義相對(duì)論的理解|

（多選）（2017?江蘇兩者）接近光速飛行的飛船和地球上各有--只相同的他原子鐘，飛船和

地球上的人觀測(cè)這兩只鐘的快慢，下列說(shuō)法準(zhǔn)確的有（）

A.飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較快

B.飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢

C.地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較快

D.地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢

解析：選AC相對(duì)論告訴我們，運(yùn)動(dòng)的鐘會(huì)變慢，因?yàn)轱w船上的人相對(duì)飛船上的骨是靜

止的，而觀測(cè)到地球上的鐘是高速運(yùn)動(dòng)的，所以飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘相對(duì)于地球上

的鐘快，A項(xiàng)準(zhǔn)確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同樣，地球上的人觀測(cè)到飛船上的鐘是高速運(yùn)動(dòng)的，所以地

球上的人觀測(cè)到地球上的鐘比飛船上的鐘快，C項(xiàng)準(zhǔn)確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

［名師微點(diǎn)］

LC電路振蕩過(guò)程中各量的變化規(guī)律

電路?

I

狀態(tài)UIUO

TT3T

時(shí)刻￡0T

42T

電荷量4最多0最多0最多

電場(chǎng)能最大0最大0最大

電流i0最大0最大0

磁場(chǎng)能0最大0最大0

依也：無(wú)京沙w：

.1一電“*小1”?人力時(shí)充為電放電，

振蕩<

?_?屯昔后被小H為放電，

規(guī)律??1?電流i（順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎┡c電容器電荷量q（上極板

電荷量）的周期性變化

［課時(shí)跟蹤檢測(cè)］

1.（多選）（2019?商丘因加快者）關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象，說(shuō)法中準(zhǔn)確的是（）

A.電磁波和其他可見光一樣，也能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象

B.水中藍(lán)光的傳播速度比紅光的慢

C.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波

D.分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬

E.一束白光從空氣射入玻璃三棱鏡后形成彩色條紋，是因?yàn)椴Ａ忡R吸收了白光中

的一些色光

解析：選ABD一切波都有干涉、衍射現(xiàn)象，電磁波也是波，所以電磁波和其他可見光

一樣均具有干涉、衍射等現(xiàn)象，故A準(zhǔn)確；藍(lán)光的折射率大于紅光的折射率，根據(jù)。=:知,

水中藍(lán)光的傳播速度比紅光慢，故B準(zhǔn)確；光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波，故C錯(cuò)誤；因?yàn)?/p>

紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng)，根據(jù)條紋間距等于Ax=，.，故在同一裝直上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，

用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬，故D準(zhǔn)確；一束白光從空氣射入玻璃三棱鏡后形成彩色條紋

是因?yàn)楣獾恼凵?，不是因?yàn)槿忡R吸收了光，故E錯(cuò)誤.

2.（多選）下列說(shuō)法準(zhǔn)確的是（）

A.相對(duì)論與量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論

B.真空中的光速在任何慣性參考系中都是相同的

C.狹義相對(duì)論只適用于慣性參考系

D.肥皂泡表現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象，露珠表現(xiàn)的彩色是光的色散現(xiàn)象，通過(guò)狹縫看

太陽(yáng)光表現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象

E.光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理

解析：選BCD相對(duì)論并不否定經(jīng)典力學(xué)，它是在一定條件下的特殊情形，故選項(xiàng)A錯(cuò)

誤；根據(jù)光速不變?cè)?，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，故選項(xiàng)B準(zhǔn)確：

根據(jù)狹義相對(duì)論的基本假設(shè)可知，選項(xiàng)C準(zhǔn)確；根據(jù)光現(xiàn)象的成因知，選項(xiàng)D準(zhǔn)確；全息

照相不是利用全反射，而是和光的干涉相關(guān)，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。

3.（多選）下列說(shuō)法正確的是（）

A.“3D電影”的播放和觀看利用了光的衍射

B.色散現(xiàn)象表明白光是復(fù)色光

C.泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象

D.增透膜的厚度應(yīng)為入射光在增透膜中波長(zhǎng)的;

E.光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波

解析：選BDE“3D電影”利用光的偏振現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，

選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

4.（多選）下列說(shuō)法正確的有（）

A.某種光學(xué)介質(zhì)對(duì)另一種光學(xué)介質(zhì)的相對(duì)折射率可能小于1

B.英國(guó)物理學(xué)家托馬斯?楊發(fā)現(xiàn)了光的干涉現(xiàn)象

C.激光和自然光都是偏振光

D.麥克斯韋用實(shí)驗(yàn)證明了光是一種電磁波

E.愛因斯坦認(rèn)為真空中光速在不同慣性系中相同

解析：選ABE激光的偏振方向一定，是偏振光，而自然光包含著垂直傳播方向上沿一

切方向振動(dòng)的光，C錯(cuò)；麥克斯韋僅僅從理論上提出光是一種電磁波，D錯(cuò)。

5.（多選）下列說(shuō)法正確的是（）

A.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光從紫光改為紅光，則相鄰亮條紋間距一定變小

B.做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)，速度可能不同

C.在受迫振動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)力的頻率不一定等于物體的固有頻率

D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片能夠增加透射光的強(qiáng)度

E.愛因斯坦狹義相對(duì)論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的

解析：選BCE由。=夕，從紫光改為紅光，則相祁亮條紋間距變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；拍

攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，在鏡頭前加一個(gè)偏振片以減弱反射光的強(qiáng)度，并不增加透射光的強(qiáng)

度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

6.（多選）下列說(shuō)法正確的是（）

A.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是利用電磁波實(shí)行定位和導(dǎo)航的

B.微波爐能快速加熱食物是利用紅外線具有顯著的熱效應(yīng)

C.常用的電視機(jī)遙控器通過(guò)發(fā)出紫外線脈沖信號(hào)來(lái)遙控電視機(jī)

D.天文學(xué)家用射電望遠(yuǎn)鏡接收天體輻射的無(wú)線電波實(shí)行天體物理研究

E.遙感技術(shù)中利用了紅外線探測(cè)器接收物體發(fā)出的紅外線來(lái)探測(cè)被測(cè)物體的特征

解析：選ADE北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是利用電磁波工作的，選項(xiàng)A正確；食物中的水分子在微

波的作用下熱運(yùn)動(dòng)加劇，溫度升高，內(nèi)能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；常用的電視機(jī)遙控器通過(guò)發(fā)出

紅外線脈沖信號(hào)來(lái)遙控電視機(jī)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；天文學(xué)家用射電望遠(yuǎn)鏡接收天體輻射的無(wú)線電

波實(shí)行天體物理研究，選項(xiàng)D正確；遙感技術(shù)中利用紅外線探測(cè)器接收物體發(fā)出的紅外線來(lái)

探測(cè)被測(cè)物體的特征，選項(xiàng)E正確。

7.（多選）（2018?蘇州2研）下列關(guān)于科學(xué)技術(shù)的使用的說(shuō)法正確的是（）

A.交通警察用監(jiān)視器測(cè)量汽車的速度時(shí)可利用多普勒效應(yīng)

B.用聲吶探測(cè)水中的暗礁、潛艇，利用了波的反射

C.在攝像機(jī)中，攝像管的作用是攝取景物的圖像并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)

D.雷達(dá)是利用超聲波來(lái)測(cè)定物體位置的無(wú)線電設(shè)備

E.醫(yī)生利用R超探測(cè)人體內(nèi)臟的位置，發(fā)現(xiàn)可能的病變，其原理是利用了波的衍射

解析：選ABC交通警察用監(jiān)視器測(cè)量汽車的速度時(shí)可利用多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)A正確；

用聲吶探測(cè)水中的暗礁、潛艇，利用了波的反射，選項(xiàng)B正確；在攝像機(jī)中，攝像管的作用

是攝取景物的圖像并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，選項(xiàng)C正確；雷達(dá)是利用無(wú)線電波來(lái)測(cè)定物體位置

的無(wú)線電設(shè)備，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；醫(yī)生利用B超探測(cè)人體內(nèi)臟的位置，發(fā)現(xiàn)可能的病變，其原

理是利用了波的反射，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。

8.（多選）關(guān)于機(jī)械波、電磁波和相對(duì)論的下列說(shuō)法正確的是（）

A.機(jī)械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介質(zhì)決定

B.假設(shè)火車以接近光速的速度通過(guò)站臺(tái)，站臺(tái)上的旅客觀察到車上的乘客變矮了

C.簡(jiǎn)諧機(jī)械波傳播時(shí)單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)介質(zhì)中某點(diǎn)的完全波的個(gè)數(shù)就是這列波的頻率

D.用光導(dǎo)纖維束傳播圖像信息利用了光的全反射

E.在真空中傳播的兩列電磁波，頻率大的波長(zhǎng)短

解析：選CDE機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，與波的頻率無(wú)關(guān)，電磁波在介

質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)和波的頻率均相關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；火車以接近光速的速度通過(guò)站臺(tái)時(shí)，

站臺(tái)上的旅客觀察到車上的乘客變瘦了，而不是變矮，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧波的振動(dòng)周期與傳

播周期相同，故單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)介質(zhì)中某點(diǎn)的完全波的個(gè)數(shù)就是這列簡(jiǎn)諧波的頻率，選項(xiàng)C

正確；光導(dǎo)纖維束是用全反射來(lái)傳輸圖像信息的，選項(xiàng)D正確；在真空中傳播的兩列電磁波，

傳播速度相同，由。=彳=4知，頻率越大，波長(zhǎng)越短，選項(xiàng)E正確。

9.（多選）（2019?三業(yè)模擬）下列說(shuō)法正確的是（）

A.圖甲是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，其中。束光在水珠中傳播的速度一定

大于b束光在水珠中傳播的速度

B.圖乙是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值

后不會(huì)再有光線從從'面射出

C.圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間的距離L,兩相鄰亮條紋間距離將減

小

D.圖丁是用干涉法檢測(cè)工件表面平整水準(zhǔn)時(shí)得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說(shuō)明被

檢測(cè)的平面在此處是凸起的

E.圖戊中的M、N是偏振片，尸是光屏。當(dāng)M固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)，光屏尸上的

光亮度將會(huì)發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波

解析：選ACE甲圖白。束光折射角大，折射率小，根據(jù)。束光在水珠中的傳播

速度大，選項(xiàng)A正確；乙圖中，光束在面的折射角等于在〃尸面的入射角，只要入射

角i<90。，bb'面的入射角就小于臨界角，就不會(huì)發(fā)生全反射，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；丙圖中，根據(jù)

Ax=，，選項(xiàng)C正確；丁圖中的干涉條紋說(shuō)明被檢測(cè)的平面在此處是凹陷的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

有偏振現(xiàn)象的光波為橫波，選項(xiàng)E正確。

10.（1）楊氏干涉實(shí)驗(yàn)證明光的確是一種波，一束單色光投射在兩條相、

距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩個(gè)光源，它們發(fā)出的光波滿足干涉的必V'X）V

要條件，則兩列光的________相同。如圖所示，在這兩列光波相遇的區(qū)域

N叭,\.*\\

中，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，如果放置光屏，在________（選填/V7c

“4”“3”或“0）點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)暗條紋。‘卜'

（2）在上述楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光的波長(zhǎng)2=5.89X10rm,雙縫間的距離d=lmm,

雙縫到屏的距離1=2mo求第1個(gè)亮條紋到第11個(gè)亮條紋的中心間距。

解析：（1）要形成光的干涉，兩列光的頻率應(yīng)該相同，在題圖所示的干涉區(qū)域放置光屏,

波峰與波谷相遇的C點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)暗條紋。

（2）相鄰的亮條紋的中心間距心=夕

由題意知，亮條紋的數(shù)目〃=10

則第1個(gè)亮條紋到第11個(gè)亮條紋的中心間距心=呼

代入數(shù)據(jù)得L=1.178X10-2m。

答案：⑴頻率C（2）1.178X10-2m

實(shí)驗(yàn)十四探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.練習(xí)使用秒表和刻度尺，測(cè)單擺的周期和擺長(zhǎng)。

2.用單擺測(cè)出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭。

二、實(shí)驗(yàn)原理：r=2萬(wàn)—

三、實(shí)驗(yàn)器材：?jiǎn)螖[、游標(biāo)卡尺、亳米刻度尺、秒表。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1.做單擺：取約1m長(zhǎng)的細(xì)絲線穿過(guò)帶中心孔的小鋼球，并打一個(gè)比小卡,

孔大一些的結(jié)，然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，讓擺球自然下垂。

2.測(cè)擺長(zhǎng)：用刻度尺量出擺線長(zhǎng)/'（精確到毫米），用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球

標(biāo)記

直徑。，則單擺的擺長(zhǎng)/=/+yo

3.測(cè)周期:將單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度（小于5。）,然后釋放小球，記下單擺擺動(dòng)30?

50次的總時(shí)間，算出平均每擺動(dòng)一次的時(shí)間，即為單擺的振動(dòng)周期。

4.改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)。

五、數(shù)據(jù)處理

1.公式法：g=招，。

2.圖像法：畫，?尸圖像。

六、注意事項(xiàng)

1.選用1m左右的細(xì)線。

2.懸線頂端不能晃動(dòng)，需用夾子夾住，保證頂點(diǎn)固定。

3.小球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)，且擺角小于5。。

4.選擇在擺球擺到平衡位置處開始計(jì)時(shí)，并數(shù)準(zhǔn)全振動(dòng)的次數(shù)。

5.小球自然下垂時(shí)，用亳米刻度尺量出懸線長(zhǎng)〃，用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑，然后

算出擺球的半徑r,則擺長(zhǎng)1=1'+「。

［基礎(chǔ)考法I

1.根據(jù)單擺周期公式丁=2幾出能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。如圖甲所示,

將細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上，下端系一小鋼球，就做成了單擺。

甲乙

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑，示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為mm。

(2)以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法，其中正確的有o

a.擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡可能長(zhǎng)一些

b.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的

c.為了使擺的周期大一些，以方便測(cè)量，開始時(shí)拉開擺球，使擺線相距平衡位置有較

大的角度

d.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5。，在釋放擺球的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)擺球回

到開始位置時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)間間隔a即為單擺周期r

e.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°,釋放擺球，當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后，從平衡

位置開始計(jì)時(shí)，記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間Af,則單擺周期7=看

解析：(1)該游標(biāo)尺為十分度的，根據(jù)讀數(shù)規(guī)則可讀出小鋼球直徑為18mm+5X0.1mm

=18.5mm<>

(2)根據(jù)用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)要求可判斷a、b、e正確。

答案：(1)18.5(2)abe

2.某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度。

(1)為了使測(cè)量誤差盡量小，下列說(shuō)法正確的是。

A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球

B.組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)

D.擺長(zhǎng)一定的情況下，擺的振幅盡量大

(2)如圖所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長(zhǎng)約1m的單擺。實(shí)驗(yàn)時(shí)，兒興

因?yàn)閮H有量程為20cm、精度為1mm的鋼板刻度尺,于是他先使擺球自然下垂，

在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn)，測(cè)出單擺的周

期T1；然后保持懸點(diǎn)位置不變，設(shè)法將擺長(zhǎng)縮短一些，再次使擺球自然下垂，

用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn)，并測(cè)出單擺的周期72；最后用鋼板刻度尺量出豎直

立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離AL。用上述測(cè)量結(jié)果，寫出重力加速度的表達(dá)式g=o

解析：（1）組裝單擺時(shí)，懸線應(yīng)選用不易伸長(zhǎng)的細(xì)線；擺球選擇體積小、密度大的擺球；

單擺擺動(dòng)時(shí)在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)，擺的振幅盡量小一些。選項(xiàng)B、C正確。

（2）設(shè)單擺的周期為A時(shí)接長(zhǎng)為L(zhǎng)i,周期為乃時(shí)擺長(zhǎng)為心

則。=2冗

乃=2幾年

且LI-L2=\L?

聯(lián)立①②③式得g=蔑凈。

47r2AL

答案：（1）BC（2）

Ti2-T^

3.（1）在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑

的操作如圖甲、乙所示。測(cè)量方法正確的是（選填“甲”或“乙”）。

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振

動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖丙所示。

光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間/的變化圖線如圖丁

所示，則該單擺的振動(dòng)周期為。若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原

小球直徑2倍的另一小球?qū)嵭袑?shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將（選填“變大”“不變”或

“變小”），圖丁中的M將（選填“變大”“不變”或“變小”）。

——r