中小学教育资源及组卷应用平台
实验精练03 波、光、热实验
公式、知识点回顾（时间：5分钟）
一、单摆实验注意点
1．公式法：每改变一次摆长，将相应的l和T代入公式g＝中求出g值，最后求出g的平均值．
设计如下所示实验表格
实验次数 摆长l/m 周期T/s 重力加速度g/(m·s－2) 重力加速度g的平均值/(m·s－2)
1 g＝
2
3
2．图像法：由T＝2π得T2＝l，以T2为纵坐标，以l为横坐标作出T2－l图像．其斜率k＝，由图像的斜率即可求出重力加速度g.
3．选择细而不易伸长的线，长度一般不应短于1 m；摆球应选用密度较大、直径较小的金属球．
4．摆动时摆线偏离竖直方向的角度应很小．
5．摆球摆动时，要使之保持在同一竖直平面内，不要形成圆锥摆．
6．计算单摆的全振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，要测n次全振动的时间
二、双缝干涉测量光的波长
1．将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示．
2．接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．
3．调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．
4．安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10 cm，这时可观察白光的干涉条纹．
5．在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．
6．使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹，两条纹间距为a＝|a2－a1|，则相邻两条亮条纹间的距离Δx＝＝.
7．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心.
三、探究气体等温变化的规律
（1）实验过程：
1．如图所示组装实验器材．
2．利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭．
3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据．空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取．
（2）数据分析
1．作p－V图像
以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如图所示．观察p－V图像的特点看能否得出p、V的定量关系．
2．作p－图像
以压强p为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸上描点．如果p－图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强p跟成正比，即压强与体积成反比．如果不在同一条直线上，我们再尝试其他关系．
3．实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比．
（3）注意事项
1．改变气体体积时，要缓慢进行．
2．实验过程中，不要用手接触注射器的外壁．
3．实验前要在柱塞上涂抹润滑油．
4．读数时视线要与柱塞底面平行．
5．作p－图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉．
难度：★★★ 建议时间：20分钟
一．薄膜干涉
1．（2023 浙江模拟）如图所示为观察白光薄膜干涉的演示实验，观察者可以观测到肥皂膜上有明暗相间的彩色条纹。
（1）为了更好地观察干涉条纹，光源应该在 。
A.观察者侧
B.观察者的对面侧
（2）下列对实验结论的说法正确的是 。（单选）
A.旋转铁丝圈，观察者看到的条纹将跟着旋转
B.本实验的条纹形成的原理和平面镜成像原理是一样的
C.若发现条纹是等间距的，说明肥皂膜是等厚的
D.若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的
【解答】解：（1）光源发出的光射入薄膜，薄膜的前后表面两列反射光发生干涉，形成干涉条纹，所以光源应与观察者在同侧。
故选：A。
（2）A.旋转铁丝圈，薄膜从上到下处的厚度不变，由干涉原理可知干涉条纹不会发生变化，故A错误；
B.本实验的条纹形成的原理是光的干涉形成的，平面镜成像原理是光的反射形成的，二者原理不同，故B错误；
CD.如果发现条纹是等间距的，可知肥皂膜的厚度从上到下均匀增加：同理，若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的，故C错误，D正确。
故选：D。
故答案为：（1）A；（2）D。
二．用单摆测定重力加速度
2．（2023 浙江模拟）（1）在“探究弹簧弹力F与弹簧长度l的关系”的实验中，装置如图甲所示。毫米刻度尺的0刻度线与弹簧上端对齐，实验中通过改变弹簧下端所悬挂钩码的质量，改变弹簧弹力。
①实验中某次测量弹簧长度如图1所示，则此时弹簧长度l＝ cm。
②多次实验，记录数据后描点连线得到F﹣1图像，由此可知该弹簧的劲度系数k＝ N/m。（计算结果保留三位有效数字）。
（2）某实验小组测量当地重力加速度。
①小明同学利用手机频闪拍摄小球自由下落的过程来测量当地重力加速度。图3是自由下落运动的部分频闪照片。x1、x2、x3、x4分别是小球到O点的距离，已知手机闪光频率f＝50Hz，则可以测得当地重力加速度g＝ m/s2。（计算结果保留三位有效数字）．
②小金同学利用图4单摆装置测量当地重力加速度。下列操作正确的是 （多选）
A．摆线上端需要夹子夹牢来固定悬点
B．应该从平衡位置（最低点）开始计时，并直接测量一次全振动的时间作为周期
C．为减小误差，摆球应该质量大体积小
D．为了减小阻力影响，应该让摆球的摆角大一些好，摆动得更明显
③小金利用单摆周期公式计算重力加速度，在实验前正确测量摆长，实验后回想到实验过程中小球的摆动平面并没有在严格的同一竖直平面内，则他计算的重力加速度值将 （选填“偏大”、“偏小”、“不偏”）。
【解答】解：（1）①由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，此时弹簧的实际长度为8.82cm。
②图象斜率代表弹簧的劲度系数，则kN/m＝200N/m；
（2）①手机闪光频率f＝50Hz，则Ts＝0.02s，根据逐差法可解得重力加速度gm/s2＝9.63m/s2；
②A、在摆线上端的悬点处，用夹子夹牢摆线，防止摆线长度变化，故A正确；
B、为了减小测量误差，采用累积法，测量多个周期求平均值可以减小误差，故B错误；
C、为减小误差，摆球应该质量大体积小，故C正确；
D、摆的周期大一些可以方便测量，但是摆角过大，会使摆球的摆动不能看作简谐运动，故D错误；
故选：AC。
③对圆锥摆，根据牛顿第二定律有mgtanθ＝mr，其中r＝Lsinθ
解得
T＝22
根据gL可知T偏小，所以g偏大。
故答案为：（1）①8.82，200；（2）①9.63，②AC，③偏大
3．小程和小江同学进行“利用单摆测重力加速度”实验。
（1）如图1所示为组装单摆时细线上端的两种不同的悬挂方式，其中 （填“小程”或“小江”）的方式是正确的
（2）用秒表记录单摆30次全振动所用时间如图2所示，其读数为 s。为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最 （填“高”或“低”）点的位置时开始计时。
（3）实验小组中小赖同学为了提高摆长的精确度采用了游标卡尺测量摆球的直径，从左往右，游标尺上与主尺对齐的第一根刻度线如图3所示，则小球的半径为 mm。
（4）该同学测得6组摆长L和对应的周期T，画出L﹣T2图线如图4所示，在图线上选取A、B两个点并计算出直线斜率为k，则当地重力加速度的表达式g＝ 。用上述方法处理完数据后，该同学发现在计算摆长时未计入小球的半径，这样会使得测量结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。
【解答】解：（1）实验过程中，为了摆长不变，悬挂点应该固定，所以小江的方式是正确的；
（2）秒表的分针超过半格，因此秒针要读小于“30”的数字，因此30次全振动的时间t＝30s+22s＝52s；
摆球经过最低点时速度最大，在相等距离误差上，引起的时间误差最小，测得周期误差最小，为了减小测量周期的误差应该从最低点开始计时。
（3）50分度值的游标卡尺的精确度为0.02mm，小球的直径＝22mm+11×0.02mm＝22.22mm
则小球的半径11.11mm；
（4）根据单摆周期公式
化简得
结合L﹣T2图像可知，斜率
因此重力加速度g＝4kπ2
若考虑摆球半径，单摆周期公式
化简得
由此可见L﹣T2图像的斜率不变，所以测量结果不变。
故答案为：（1）小江；（2）52；低；（3）11.11；（4）4kπ2；不影响。
4．（2022秋 奉化区期末）某实验小组用图甲所示装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）组装单摆时，应该选用 。
A．长度为1m左右的细线
B．长度为20cm左右的细线
C．直径约为1.8cm的泡沫球
D．直径约为1.8cm的钢球
（2）如图乙，用游标卡尺测量摆球直径，摆球直径d＝ cm；
（3）小明同学测量了6组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图丙所示的图像，其中T表示单摆的周期，L表示单摆的摆长，则计算重力加速度g的表达式为 ，结合图像计算出当地的重力加速度g＝ m/s2（π取3.14，计算结果保留3位有效数字）；
（4）某同学在实验中操作不当，使得摆球在运动过程中变成圆锥摆如图丁所示。他认为这种情况不会影响测量结果，所以他仍然利用所测得的运动周期，根据单摆周期公式计算重力加速度，则该同学计算出的重力加速度值与真实值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。
【解答】解：（1）AB.摆长越大，因为小球直径引起的实验误差越小，故A正确，B错误；
CD.为了减小空气阻力的影响，摆球应选择密度大体积小的钢球，故C错误，D正确。
故选：AD。
（2）游标卡尺的分度值为0.1mm，读数为d＝18mm+5×0.1mm＝18.5mm＝1.85cm
（3）根据单摆的周期公式
可得重力加速度
根据单摆周期公式
得
因此T2﹣L图像的斜率
由图像丙可得
重力加速度
（4）对圆锥摆，根据牛顿第二定律有
圆周运动的半径r＝Lsinθ
代入数据解得
根据，T偏小，所以g偏大。
故答案为：（1）AD；（2）1.85；（3）；9.86；（4）偏大。
三．测量玻璃的折射率
5．（2023 浙江二模）（1）图1是某同学研究自由落体运动时打下的一条纸带，（每两点间还有1个点没有画出来），以打点A为坐标原点，各打点与A点之间的距离在纸带上标出。打点计时器的电源频率为50Hz。
试根据图中纸带，简述二种计算重力加速度的方法（利用图1中的各数据点的坐标位置xA、xB、xC…等表示或直接用数据表述），并用其中的一种方法求出重力加速度（保留二位有效数字）。
方法一： ；
方法二： ；
a＝ m/s2。
（2）小明用插针法测量等边棱镜的最小偏向角γ，从而得到棱镜的折射率。所谓偏向角，是指入射光线经过棱镜两次折射后的出射光线方向与首次入射光线方向之间的夹角，这一角度会随入射角变化而变化。当棱镜中的光线与三棱镜底边平行时，这时的偏向角最小，即为最小偏向角。小明用六枚大头针测定三棱镜最小偏向角的插针位置如图2所示。试根据插针位置画出光路图，标出最小偏向角，并根据得到的最小偏向角，给出计算其折射率的公式。
【解答】解：（1）方法一：利用逐差法可求解加速度，则有
方法二：由匀变速直线运动位移—时间公式得：x＝v0tat2
整理得：at+v0
作t图像，则图像的斜率为ka
a＝2k
Ts＝0.02s
9.7m/s2
（2）光路图如图：
由几何关系得：n
故答案为：（1）；以为纵轴，t为横轴，作t图像，求斜率，a＝2k；9.7；
（2）光路图如图
。
四．用双缝干涉测量光的波长
6．（2023 镇海区模拟）用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为d，测出图⑤中双缝的位置为L1，毛玻璃屏的位置为L2，实验时移动测量头（如图①所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图②所示），并记下螺旋测微器的读数为x1（如图③所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器读数为x7＝ mm（如图④所示），由以上测量数据可求得该单色光的波长λ＝ （用题中测量量的符号表示）。
【解答】解：螺旋测微器读数为x7＝14.5mm+0.01mm×20.0＝14.700mm
条纹间距为：
根据
可得：
故答案为：14.700；
7．（2022秋 嘉兴期末）（1）图甲所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：
①观察条纹时看不清，为观察到清晰条纹，可以进行的操作是 。
A．取走凸透镜
B．拆除目镜
C．调节拨杆使单缝与双缝平行
②要增大观察到的条纹间距，正确的做法是 。
A．减小单缝与光源间的距离
B．减小单缝与双缝间的距离
C．增大透镜与单缝间的距离
D．增大双缝与光屏间的距离
（2）某同学用如图乙所示的装置验证动量守恒定律。安装了弹性碰撞架和挡光片的小车A和小车B静止在滑轨上。实验时，给小车A一个初速度，它与小车B发生碰撞后没有改变运动方向。数字计时器（图中没画出）可以测出挡光片通过光电门的挡光时间，测得碰撞前小车A通过光电门1的挡光时间为Δt1，碰撞后两小车先后通过光电门2的挡光时间分别为Δt2、Δt3，两个挡光片的宽度相同。
①下列说法正确的是 （多选）。
A．该实验需要将滑轨左侧适当垫高，以补偿阻力
B．该实验将滑轨调到水平即可，不需要补偿阻力
C．该实验中小车A的质量大于小车B的质量
D．该实验中小车A的质量小于小车B的质量
②该实验如果仅验证两车组成的系统动量守恒，还必需测量 。
A．两小车的质量mA、mB
B．挡光片的宽度d
C．光电门1、2之间的距离L
③如果表达式 成立，则说明两小车碰撞过程中动量守恒（用所测物理量表示）。
【解答】解：（1）A、凸透镜的作用是将平行的单色光聚焦于一点，以产生相干光源，这样可以使光源发出的光波长相同，从而发生干涉现象，如果不使用凸透镜，会影响干涉条纹的准确性和精度，故A错误；
B、目镜可以帮助更清晰的观察干涉条纹，若不使用目镜，则无法清晰地观察干涉条纹，故B错误；
C、在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时，观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，使之更容易发生清晰的双缝干涉现象，从而使条纹变得清晰。故C正确；
故选：C。
根据双缝干涉条纹间距公式：
可知，增大双缝到屏幕的距离l、光的波长λ或减小双缝间距d都可以增大条纹间距，故A、B、C错误，D正确，故选：D。
（2）AB、根据动量守恒条件可知该实验需要将滑轨左侧适当垫高，以平衡摩擦力，故A正确，B错误；
CD、为使小车AB碰撞后，小车A的速度方向不变，则需小车A的质量大于小车B的质量，故C正确，D错误；
故选：AC。
小车A分别经过光电门1和2的速度为：、
小车B经过光电门2的速度为：
以水平向右为正方向，小车A、B碰撞过程动量守恒的表达式为：mAv1＝mAv3+mBv2
联立解得：
所以还需测量两小车的质量mA、mB；故A正确，B、C错误；
故选：A。
根据以上分析可知，如果动量守恒，则满足：
故答案为：（1）①C、②D；（2）①AC、②A、③。
五．理想气体的实验规律
8．（2023 宁波一模）某同学通过图所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则 （填“需要”或“不需要”）重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应选择 。
A．p﹣V图像 B．图像 C．图像 D．图像
③选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图所示，忽略传感器和注射器连接处的软管容积，则这颗冰糖的体积为 。
【解答】解：①实验需要保持气体温度与质量不变，操作中，若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了保持气体质量不变。
②设冰糖的体积为V1，则气体的体积为V2＝V﹣V1
由玻意耳定律知P（V﹣V1）＝C
为了获得直线图像，应表示为
选择图像，故选C。
③由函数关系结合图可知V1＝b
故答案为：①需要；②C；③b
9．（2023 嘉兴一模）小强同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。
①他在实验过程中注射器没有完全竖直而是略微倾斜，则压力表读数 （单选）。
A.偏大
B.偏小
C.没有影响
②下列实验操作，正确的有 （单选）。
A.柱塞上应该涂油以更好地密封气体
B.应快速推拉柱塞以避免气体与外界热交换
C.用手握住注射器推拉柱塞以使装置更加稳定
【解答】解：①压力表测量的是注射器中气体的压强，同一个容器内气体压强处处相等，所以实验过程中注射器没有完全竖直对压力的测量没有影响，故AB错误，C正确。
故选：C。
②A．实验时要保证气体的质量一定，因此不能有漏气；柱塞上涂油是为了避免漏气，即更好地密封气体，故A正确；
B．推拉柱塞时要缓慢进行，让气体更好的与空气进行热交换，避免引起气体温度的变化，故B错误；
C．用手握住注射器会改变注射器内气体的温度，故C错误。
故选：A。
故答案为：①C；②A。
10．（2023春 舟山期末）用如图甲所示的实验装置探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。
在注射器活塞上涂润滑油并插入针管，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量气体，移动活塞改变气体的体积和压强，气体体积由注射器刻度读取，气体压强由压强传感器读取。
（1）下列说法正确的是 ；
A．气体的压强和体积必须用国际单位
B．在活塞上涂润滑油目的只是为减小摩擦力
C．移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器
D．若实验中连接传感器和注射器的软管脱落，可以立即接上继续实验
（2）交流实验成果时某同学发现各小组所测的PV 乘积并不相同，最主要的原因是 ；
（3）某小组实验操作无误，但根据测得的数据作出V 图象不过坐标原点，如图乙所示，图中V0代表 的体积。
【解答】解：（1）A、只要每个物理量统一单位即可，不需要非得是国际单位，故A错误；
B、在活塞上涂润滑油目的主要是为了增加连接处的密封性防止漏气，故B错误；
C、移动活塞要缓慢，同时不能用手握住注射器封闭气体部分，目的是保证实验的恒温条件，故C正确；
D、若实验中连接传感器和注射器的软管脱落，会导致气体质量发生变化，不能接上继续实验，应重新做实验，故D错误。
故选：C。
（2）根据理想气体的状态方程：C，其中C为与气体质量有关的常数，交流实验成果时某同学发现各小组所测的pV 乘积并不相同，是因为密封的气体质量不同导致的。
（3）若忽略传感器与注射器之间气体，根据理想气体的状态方程：C，测得的数据作出V图象应是过坐标原点的直线，
在实际的实验过程中，由于传感器与注射器之间存在少量气体，该图线的方程为V＝k V0
导致气体根据测得的数据作出V图象不过坐标原点，图中V0代表传感器与注射器之间气体的体积。
故答案为：（1）C；（2）密封的气体质量不同；（3）传感器与注射器之间气体。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
实验精练03 波、光、热实验
公式、知识点回顾（时间：5分钟）
一、单摆实验注意点
1．公式法：每改变一次摆长，将相应的l和T代入公式g＝中求出g值，最后求出g的平均值．
设计如下所示实验表格
实验次数 摆长l/m 周期T/s 重力加速度g/(m·s－2) 重力加速度g的平均值/(m·s－2)
1 g＝
2
3
2．图像法：由T＝2π得T2＝l，以T2为纵坐标，以l为横坐标作出T2－l图像．其斜率k＝，由图像的斜率即可求出重力加速度g.
3．选择细而不易伸长的线，长度一般不应短于1 m；摆球应选用密度较大、直径较小的金属球．
4．摆动时摆线偏离竖直方向的角度应很小．
5．摆球摆动时，要使之保持在同一竖直平面内，不要形成圆锥摆．
6．计算单摆的全振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，要测n次全振动的时间
二、双缝干涉测量光的波长
1．将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示．
2．接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．
3．调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．
4．安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10 cm，这时可观察白光的干涉条纹．
5．在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．
6．使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹，两条纹间距为a＝|a2－a1|，则相邻两条亮条纹间的距离Δx＝＝.
7．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心.
三、探究气体等温变化的规律
（1）实验过程：
1．如图所示组装实验器材．
2．利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭．
3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据．空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取．
（2）数据分析
1．作p－V图像
以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如图所示．观察p－V图像的特点看能否得出p、V的定量关系．
2．作p－图像
以压强p为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸上描点．如果p－图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强p跟成正比，即压强与体积成反比．如果不在同一条直线上，我们再尝试其他关系．
3．实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比．
（3）注意事项
1．改变气体体积时，要缓慢进行．
2．实验过程中，不要用手接触注射器的外壁．
3．实验前要在柱塞上涂抹润滑油．
4．读数时视线要与柱塞底面平行．
5．作p－图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉．
难度：★★★ 建议时间：20分钟
一．薄膜干涉
1．（2023 浙江模拟）如图所示为观察白光薄膜干涉的演示实验，观察者可以观测到肥皂膜上有明暗相间的彩色条纹。
（1）为了更好地观察干涉条纹，光源应该在 。
A.观察者侧
B.观察者的对面侧
（2）下列对实验结论的说法正确的是 。（单选）
A.旋转铁丝圈，观察者看到的条纹将跟着旋转
B.本实验的条纹形成的原理和平面镜成像原理是一样的
C.若发现条纹是等间距的，说明肥皂膜是等厚的
D.若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的
二．用单摆测定重力加速度
2．（2023 浙江模拟）（1）在“探究弹簧弹力F与弹簧长度l的关系”的实验中，装置如图甲所示。毫米刻度尺的0刻度线与弹簧上端对齐，实验中通过改变弹簧下端所悬挂钩码的质量，改变弹簧弹力。
①实验中某次测量弹簧长度如图1所示，则此时弹簧长度l＝ cm。
②多次实验，记录数据后描点连线得到F﹣1图像，由此可知该弹簧的劲度系数k＝ N/m。（计算结果保留三位有效数字）。
（2）某实验小组测量当地重力加速度。
①小明同学利用手机频闪拍摄小球自由下落的过程来测量当地重力加速度。图3是自由下落运动的部分频闪照片。x1、x2、x3、x4分别是小球到O点的距离，已知手机闪光频率f＝50Hz，则可以测得当地重力加速度g＝ m/s2。（计算结果保留三位有效数字）．
②小金同学利用图4单摆装置测量当地重力加速度。下列操作正确的是 （多选）
A．摆线上端需要夹子夹牢来固定悬点
B．应该从平衡位置（最低点）开始计时，并直接测量一次全振动的时间作为周期
C．为减小误差，摆球应该质量大体积小
D．为了减小阻力影响，应该让摆球的摆角大一些好，摆动得更明显
③小金利用单摆周期公式计算重力加速度，在实验前正确测量摆长，实验后回想到实验过程中小球的摆动平面并没有在严格的同一竖直平面内，则他计算的重力加速度值将 （选填“偏大”、“偏小”、“不偏”）。
3．小程和小江同学进行“利用单摆测重力加速度”实验。
（1）如图1所示为组装单摆时细线上端的两种不同的悬挂方式，其中 （填“小程”或“小江”）的方式是正确的
（2）用秒表记录单摆30次全振动所用时间如图2所示，其读数为 s。为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最 （填“高”或“低”）点的位置时开始计时。
（3）实验小组中小赖同学为了提高摆长的精确度采用了游标卡尺测量摆球的直径，从左往右，游标尺上与主尺对齐的第一根刻度线如图3所示，则小球的半径为 mm。
（4）该同学测得6组摆长L和对应的周期T，画出L﹣T2图线如图4所示，在图线上选取A、B两个点并计算出直线斜率为k，则当地重力加速度的表达式g＝ 。用上述方法处理完数据后，该同学发现在计算摆长时未计入小球的半径，这样会使得测量结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。
4．（2022秋 奉化区期末）某实验小组用图甲所示装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）组装单摆时，应该选用 。
A．长度为1m左右的细线
B．长度为20cm左右的细线
C．直径约为1.8cm的泡沫球
D．直径约为1.8cm的钢球
（2）如图乙，用游标卡尺测量摆球直径，摆球直径d＝ cm；
（3）小明同学测量了6组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图丙所示的图像，其中T表示单摆的周期，L表示单摆的摆长，则计算重力加速度g的表达式为 ，结合图像计算出当地的重力加速度g＝ m/s2（π取3.14，计算结果保留3位有效数字）；
（4）某同学在实验中操作不当，使得摆球在运动过程中变成圆锥摆如图丁所示。他认为这种情况不会影响测量结果，所以他仍然利用所测得的运动周期，根据单摆周期公式计算重力加速度，则该同学计算出的重力加速度值与真实值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。
三．测量玻璃的折射率
5．（2023 浙江二模）（1）图1是某同学研究自由落体运动时打下的一条纸带，（每两点间还有1个点没有画出来），以打点A为坐标原点，各打点与A点之间的距离在纸带上标出。打点计时器的电源频率为50Hz。
试根据图中纸带，简述二种计算重力加速度的方法（利用图1中的各数据点的坐标位置xA、xB、xC…等表示或直接用数据表述），并用其中的一种方法求出重力加速度（保留二位有效数字）。
方法一： ；
方法二： ；
a＝ m/s2。
（2）小明用插针法测量等边棱镜的最小偏向角γ，从而得到棱镜的折射率。所谓偏向角，是指入射光线经过棱镜两次折射后的出射光线方向与首次入射光线方向之间的夹角，这一角度会随入射角变化而变化。当棱镜中的光线与三棱镜底边平行时，这时的偏向角最小，即为最小偏向角。小明用六枚大头针测定三棱镜最小偏向角的插针位置如图2所示。试根据插针位置画出光路图，标出最小偏向角，并根据得到的最小偏向角，给出计算其折射率的公式。
四．用双缝干涉测量光的波长
6．（2023 镇海区模拟）用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为d，测出图⑤中双缝的位置为L1，毛玻璃屏的位置为L2，实验时移动测量头（如图①所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图②所示），并记下螺旋测微器的读数为x1（如图③所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器读数为x7＝ mm（如图④所示），由以上测量数据可求得该单色光的波长λ＝ （用题中测量量的符号表示）。
7．（2022秋 嘉兴期末）（1）图甲所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：
①观察条纹时看不清，为观察到清晰条纹，可以进行的操作是 。
A．取走凸透镜
B．拆除目镜
C．调节拨杆使单缝与双缝平行
②要增大观察到的条纹间距，正确的做法是 。
A．减小单缝与光源间的距离
B．减小单缝与双缝间的距离
C．增大透镜与单缝间的距离
D．增大双缝与光屏间的距离
（2）某同学用如图乙所示的装置验证动量守恒定律。安装了弹性碰撞架和挡光片的小车A和小车B静止在滑轨上。实验时，给小车A一个初速度，它与小车B发生碰撞后没有改变运动方向。数字计时器（图中没画出）可以测出挡光片通过光电门的挡光时间，测得碰撞前小车A通过光电门1的挡光时间为Δt1，碰撞后两小车先后通过光电门2的挡光时间分别为Δt2、Δt3，两个挡光片的宽度相同。
①下列说法正确的是 （多选）。
A．该实验需要将滑轨左侧适当垫高，以补偿阻力
B．该实验将滑轨调到水平即可，不需要补偿阻力
C．该实验中小车A的质量大于小车B的质量
D．该实验中小车A的质量小于小车B的质量
②该实验如果仅验证两车组成的系统动量守恒，还必需测量 。
A．两小车的质量mA、mB
B．挡光片的宽度d
C．光电门1、2之间的距离L
③如果表达式 成立，则说明两小车碰撞过程中动量守恒（用所测物理量表示）。
五．理想气体的实验规律
8．（2023 宁波一模）某同学通过图所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则 （填“需要”或“不需要”）重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应选择 。
A．p﹣V图像 B．图像 C．图像 D．图像
③选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图所示，忽略传感器和注射器连接处的软管容积，则这颗冰糖的体积为 。
9．（2023 嘉兴一模）小强同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。
①他在实验过程中注射器没有完全竖直而是略微倾斜，则压力表读数 （单选）。
A.偏大
B.偏小
C.没有影响
②下列实验操作，正确的有 （单选）。
A.柱塞上应该涂油以更好地密封气体
B.应快速推拉柱塞以避免气体与外界热交换
C.用手握住注射器推拉柱塞以使装置更加稳定
10．（2023春 舟山期末）用如图甲所示的实验装置探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。
在注射器活塞上涂润滑油并插入针管，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量气体，移动活塞改变气体的体积和压强，气体体积由注射器刻度读取，气体压强由压强传感器读取。
（1）下列说法正确的是 ；
A．气体的压强和体积必须用国际单位
B．在活塞上涂润滑油目的只是为减小摩擦力
C．移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器
D．若实验中连接传感器和注射器的软管脱落，可以立即接上继续实验
（2）交流实验成果时某同学发现各小组所测的PV 乘积并不相同，最主要的原因是 ；
（3）某小组实验操作无误，但根据测得的数据作出V 图象不过坐标原点，如图乙所示，图中V0代表 的体积。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
