2018年高考物理三轮复习每日一题2018年5月4日+选修实验

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名称 2018年高考物理三轮复习每日一题2018年5月4日+选修实验
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文件大小 2.6MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2018-05-03 22:52:09

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文档简介

5月4日 选修实验
高考频度:★★☆☆☆
难易程度:★★☆☆☆
某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所使用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。
(1)此玻璃的折射率计算式为n=__________(用图中的θ1、θ2表示);
(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度_______(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。实验方法如下:在白纸上做一直线MN,并做出它的一条垂线AB,将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上,它的直边与直线MN对齐,在垂线AB上插两个大头针P1和P2,然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针,可以确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,从而求出玻璃的折射率。实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外,还有量角器等;
(3)某学生用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像,原因是_______________________________,他应该采取的措施是_______________________________;
(4)为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧,最少应插枚大头针。
(5)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置,并用“×”表示,做出光路图。为了计算折射率,应该测量的量(在光路图上标出),有:_______________________________,计算折射率的公式是_______________________________。
【参考答案】(1) (2)大 (3)光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来;向上移动半圆柱形玻璃砖,使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角 (4)1枚 (5)光路图如图,光在圆弧面上D点发生折射,法线为OD直线,测出入射角i和折射角r,折射率
【试题解析】(1)由图得到,光线在玻璃砖上表面上入射角为i=90°–θ1,折射角为r=90°–θ2,根据折射定律得,n=。
(2)在宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择时,玻璃砖宽度较大时,引起的角度误差较小。
(3)不管眼睛放在何处,都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像,原因是没有光线射出,则一定是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来。
(4)因为垂直入射的光线传播方向不改变,即光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖的出射点已知,所以为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧,最少应插1枚大头针。
(5)光路图如下图,光在圆弧面上D点发生折射,法线为OD直线,测出入射角i和折射角r,折射率。
【知识补给】
测定玻璃砖读的折射率应注意的事项
(1)玻璃砖应选厚度、宽度较大的。
(2)入射角不宜过大或过小,一把为15°~75°。
(3)用手拿玻璃砖时,手只能接触玻璃砖的毛面或棱,不能触摸光洁的光学面,严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb′。
(4)实验过程中,玻璃砖在纸上的位置不可移动。
(5)大头针应竖直地插在白纸上,且玻璃砖每两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一点,以减小确定光路方向时造成的误差。
在粗测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:
①取油酸1.00 mL注入250 mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250 mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液。
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.00 mL为止,恰好共滴了100滴。
③在水盘内注入蒸馏水,静置后用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一油膜。
④测得此油膜面积为3.60×102 cm2。
(1)这种粗测方法是将每个分子视为______,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜面积可视为______,这层油膜的厚度可视为油分子的______。
(2)利用数据可求得油酸分子的直径为______m。(结果保留2位有效数字)
在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中:
(1)需要测量悬线长度,现用最小分度为1 mm的米尺测量,图中箭头所指位置是拉直的悬线两端在米尺上相对应的位置,测得悬线长度为 mm。
(2)一组同学测得不同摆长l单摆对应的周期T,将数据填入表格中,根据表中数据,在坐标纸上描点,以T为纵轴,l为横轴,作出做简谐运动的单摆的T–l图象。根据作出的图象,能够得到的结论是_________。
A.单摆周期T与摆长l成正比
B.单摆周期T与摆长l成反比
C.单摆周期T与摆长l的二次方根成正比
D.单摆摆长l越长,周期T越大
(3)另一组同学进一步做“用单摆测定重力加速度”的实验,讨论时有同学提出以下几点建议,其中对提高测量结果精确度有利的是 。
A.适当加长摆线
B.质量相同、体积不同的摆球,选用体积较大的
C.单摆偏离平衡位置的角度不能太大
D.当单摆经过平衡位置时开始计时,经过一次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆振动的周期
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)。现要测定此玻璃砖的折射率,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,如图所示。然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2。用P1、P2的连线表示入射光线。
(1)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。
(2)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θ1与折射角θ2。写出用θ1、θ2表示的折射率公式n=________。
在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,某同学安装实验装置如图甲所示,调试好后能观察到清晰的干涉条纹。
(1)根据实验装置知,②、③、④依次是 、 、 。
(2)某次实验时,该同学调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心,如图乙所示,此时螺旋测微器的读数为 mm。
(3)转动手轮,使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置,再次从螺旋测微器上读数。若实验测得4条亮纹中心间的距离为?x1=0.960 mm,已知双缝间距为d=1.5 mm,双缝到屏的距离为L=1.00 m,则对应的光波波长λ= mm。
用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用 (选填选项前的字母)。

A.长度为1 m左右的细线 B.长度为30 cm左右的细线
C.直径为1.8 cm的塑料球 D.直径为1.8 cm的铁球
(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=_______(用L、n、t表示)。
(3)下表是某同学记录的乙组实验数据,并做了部分计算处理。
请计算出第3组实验中的T= s,g= 。
(4)用多组实验数据做出图象,也可以求出重力加速度g,已知三位同学做出的图线的示意图如图乙中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是 (选填选项前的字母)。
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
(5)某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图丙所示,由于家里只有一根量程为30 cm的刻度尺,于是他在细线上的A点做了一个标记,使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中,当O、A间细线的长度分别为和时,测得相应单摆的周期为、。由此可得重力加速度g= (用、、、表示)。

【参考答案】
(1)球形 单分子油膜 直径 (2)1.1×10-9
(1)这种粗测方法是将每个分子视为球形,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜面积可视为单分子油膜,这层油膜的厚度可视为油分子的直径;
(2)用油膜法估测分子直径的方法关键要形成单分子油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径;
油酸分子直径为
(3)加大摆长可以减小测量摆长的相对误差,选项A正确;选用体积小质量大的小球可减小空气的相对阻力,选项B错误;单摆偏离平衡位置的角度不能太大,否则就不是简谐振动,选项C正确;经过一次全振动后停止计时,这样会增加测量周期的误差,因至少测量30~50次全振动的时间计算周期,选项D错误。
(1)如图所示
(2)n=
(1)确定、位置的作图方法:由于aa′表面镀银,只能反射,所以光路为:入射光线、经过bb′的折射光线、经过aa′的反射光线、再次经过bb′的折射后的出射光线(、的连线),作出此光路,即可标出、的位置。
实验方法:在bb′一侧观察、(经bb′折射、aa′反射,再经bb折射后)的像,在适当的位置插上,使得与、的像在一条直线上,即让挡住、的像:再插上,让它挡住(或)的像和。、的位置如图。
(1)单缝、双缝、遮光筒 (2)1.680 (3)4.8×10–4
(1)该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。注意调节光学元件各中心位于遮光筒的轴线上。根据?x=λ知,增大双缝和遮光屏的间距或减小双缝间的间距,可以增加相邻亮纹(暗纹)间的距离。
(2)螺旋测微器的固定刻度读数为1.5 mm,可动刻度读数为0.01×18.0 mm=0.180 mm,所以最终读数为1.680 mm。
(3)由题意可知,相邻条纹间距为?x==0.32 mm,根据?x=λ得,λ== mm=
4.8×10–4 mm。
【名师点睛】解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法,以及掌握双缝干涉条纹的间距公式?x=λ。
(1)AD (2) (3)2.01 9.77(9.76~9.77) (4)B (5)
(4)由可知图象的斜率,b曲线为正确的图象。斜率越小,对应的重力加速度越大,选项C错误。在图象中图线与纵轴正半轴相交表示计算摆长偏小,如漏加小球半径,与纵轴负半轴相交表示摆长偏大,选项A错误。若误将49次全振动记为50次,则周期测量值偏小,值测量值偏大,对应的图象斜率偏小,选项B正确。
(5)设A到铁锁重心的距离为,则第一次的实际摆长为,第二次的实际摆长为,由周期公式,,联立消去,解得。

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