高三物理第一轮总复习满分练兵检测题4

选修3-4 第5讲一、选择题1．用单色光做双缝干涉实验，下述说法正确的是( ) A ．相邻干涉条纹之间的距离相等B ．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C ．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D ．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距[答案] A[解析] 因为相邻两条亮线(或暗线)间的距离Δx ＝L d λ，其中d 为两个缝间的距离，L 为缝到屏的距离，λ为光波波长，可见相邻干涉条纹之间的距离相等．A 正确，B 错误，C 错误．因为λ红>λ蓝，所以Δx红>Δx 蓝，故D 也错误．2．分别使红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，在屏上得到相邻的条纹间的距离分别为Δx 1和Δx 2，则( ) A ．Δx 1<Δx 2B ．Δx 1>Δx 2C ．若双缝间距d 减小，而其他条件保持不变，则Δx 1增大D ．若双缝间距d 减小，而其他条件保持不变，则Δx 1不变[答案] BC[解析]由公式Δx＝ldλ，因为λ红>λ紫，故红光的条纹间距大于紫光的，B正确；当双缝间距d减小，其他条件不变时，条纹间距应增大，故C正确．3．某同学做测定玻璃折射率的实验时，用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sinθ1－sinθ2图象如图所示，下列判断正确的是()A．他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象B．玻璃的折射率为0.67C．玻璃的折射率为1.5D．玻璃临界角的正弦值为0.67[答案]ACD[解析]sinθ1sinθ2＝10.67＝1.5＝n，所以选项C对，B错．又θ1>θ2，所以，光线从空气射入介质，A对．由sin C＝1n＝0.67，可知D正确．4．在双缝干涉实验中，设单缝宽度为h，双缝距离为d，双缝与屏距离为l，当采取下列四组数据中的哪一组时，可在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹()A．h＝1cm d＝0.1mm l＝1mB．h＝1cm d＝0.1mm l＝10mC．h＝1cm d＝10mm l＝1mD．h＝1mm d＝0.1mm l＝1m[答案] D[解析]在双缝干涉实验中，要得到清晰的干涉条纹，由Δx＝ldλ可知，必须满足单缝宽度和双缝之间的距离都很小，双缝到屏的距离足够大，故正确选项为D.5．用单摆测定重力加速度时，某同学测得的数值大于当地重力加速度的真实值，引起这一误差的可能原因是()A．摆球在水平面内做圆周运动B．测量摆长时，漏测摆球直径C．测量周期时，当摆球通过平衡位置时启动秒表并数下“1”，直到第30次通过平衡位置时制动秒表，读出经历时间t，得周期T＝t/30，来进行计算D．单摆的最大摆角远大于10°[答案]AC[解析]摆球在水平面内做圆锥摆动时，周期T＝2πl cosθg，说明摆球做圆锥摆动时，它的周期小于同样摆长的单摆的周期，代入公式g ＝4π2l/T2，因为T减小，g增大，故A正确．漏测摆球直径和摆角偏大时，都会使得g的测量值偏小，故B、D不对．而C的周期算错了，按C中方法T＝t/15，所以测量的周期偏小，也使g值偏大，C也正确．二、非选择题6．在用单摆测定重力加速度的实验中，单摆的摆角φ应________，从摆球经过________开始计时，测出n 次全振动的时间为t ，用毫米刻度尺测出摆线长为L ，用游标卡尺测出摆球的直径为d .(1)用上述物理量的符号写出测重力加速度的一般表达式为g ＝________.(2)实验中某同学发现他测出的重力加速度值总是偏大，其原因可能是 ( )A ．实验室处在高山上，离海平面太高B ．单摆所用的摆球太重C ．测出n 次全振动的时间为t ，误作为(n ＋1)次全振动的时间进行计算D ．以摆球直径和摆线之和作为摆长来计算[答案] 小于10° 平衡位置 (1)4π2(L ＋d 2)n2t 2 (2)CD [解析] 根据单摆做简谐运动条件知φ<10°；因平衡位置易判断，且经平衡位置速度大，用时少，误差小．(1)根据T ＝2πlg又T ＝t n l ＝L ＋d 2得g ＝4π2(L ＋d 2)n 2t 2 (2)由(1)知g 偏大的原因可能是T 偏小，l 偏大．7．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d 的大小恰好是下图中游标卡尺的读数如图丁，双缝到毛玻璃屏间距离l 的大小也由下图中毫米刻度尺读出，如图丙．实验时先移动测量头如图甲上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条明条纹如图乙所示，并记下螺旋测微器的读数x 1如图戊所示，然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x 7如图己所示，由以上测量数据求得该单色光的波长为________．[答案] 8.01×10－7m[解析] 根据条纹宽度公式Δx ＝l d λ可知：波长λ＝d l Δx .只要根据题目提供的数据就可求解，据图丁可直接读出d ＝0.25mm ，双缝到屏的距离由图丙读出l ＝749.0mm.条纹宽度可先读出7条条纹间距为(14.700－0.300)mm ，注意此为6个条纹宽度，即6Δx ＝14.400mm ，每条条纹宽度Δx ＝2.400mm.将以上数据代入得：λ＝d Δx l ＝0.25×2.400749.0mm ＝8.01×10－7m8．某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃柱的折射率时，先在白纸上作一与玻璃圆柱同半径的圆，圆心为O ，将玻璃圆柱平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃柱一侧竖直插两枚大头针P 1和P 2，在另一侧再先后插两个大头针P 3和P 4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P 3、P 4和P 2、P 1的像恰在一直线上，移去玻璃圆柱和大头针后，在白纸上得到图示，在上图中画出：(1)沿P 1、P 2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向．(2)光线在玻璃内的传播方向(3)在光线的入射点作法线，标出入射角i 和折射角r .(4)写出计算玻璃折射率的公式(不必计算)．[答案] (1)(2)(3)略 (4)n ＝sin i sin r[解析] 根据实验过程可知连结P 3、P 4点画直线，即光线P 1P 2经圆形玻璃后的传播光线．连结圆心O 和入射点作直线即入射点处的法线．根据折射定律可写出n ＝sin i sin r .9．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如图所示．双缝间的距离d ＝3mm.(1)若测定红光的波长，应选用______色的滤光片．实验时需要测定的物理量有：______和________．(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70m ，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500mm)观察到第1条亮纹的位置如图(a)所示，观察第5条亮纹的位置如图(b)所示．则可求出红光的波长λ＝________m ．(保留一位有效数字)[答案] (1)红 双缝到屏的距离L n 条亮(或暗)纹间距离a(2)7×10－7[解析] (1)测红光波长选红色滤光片，因为红色滤光片只能透过红光．(2)据Δx ＝L d λ知，需测双缝到屏的距离L 和n 条亮(或暗)纹间距离a ，从而计算出条纹间距离Δx ，最后算出λ.10．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O 为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的四个图中P 1、P 2、P 3和P 4是四个学生实验插针的结果(1)在这四个图中肯定把针插错了的是________．(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是________，计算玻璃的折射率的公式是________．[答案] (1)A (2)D n ＝sin θ1sin θ2[解析] (1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行(除过圆心的光线)，A 错．(2)测量较准确的是图D ，因B 图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C 图的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差．测量出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率n ＝sin θ1sin θ2. 11．单摆测定重力加速度的实验中(1)实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径d ＝________mm.(2)接着测量了摆线的长度为l 0，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F 随时间t 变化的图象如图乙所示，则重力加速度的表达式g ＝________(用题目中的物理量表示)．(3)某小组改变摆线长度l 0，测量了多组数据．在进行数据处理时，甲同学把摆线长l 0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出T 2－l 0图象后求出斜率，然后算出重力加速度．两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲________，乙________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)．[答案] (1)14.15mm (2)π2(l 0＋12d )4t 20 (3)无影响 [解析] (1)从游标卡尺上读出摆球直径d ＝14.15mm(2)由F －t 图象，单摆周期T ＝4t 0，摆长l ＝l 0＋d 2根据T ＝2πl g ，g ＝π2(l 0＋12d )4t 20 (3)实验摆长为l 0＋12d ，故甲同学测量结果偏小，而乙同学处理数据的方法对测量结果无影响．12．(2018·江苏南京模拟)如图所示，一半圆形玻璃砖外面插上P 1、P 2、P 3、P 4四枚大头针时，P 3、P 4恰可挡住P 1、P 2所成的像，则该玻璃砖的折射率n ＝________.有一同学把大头针插在P 1′和P 2′位置时，沿着P 4、P 3的方向看不到大头针的像，其原因是________________________________________________________________________．[答案] 1.73 经过P 1′P 2′的光线在MN 处发生全反射．[解析] (1)由图可知，当光由空气进入玻璃时，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.所以n ＝sin θ1sin θ2＝3＝1.73. (2)当光由玻璃射入空气时，若θ1≥C ，则发生全反射，而sin C ＝1n ＝33，当针插在P 1′P 2′时，入射角θ＝60°>C ，已发生全反射．13．(2018·广东珠海模拟)如图所示，是利用插针法测定玻璃砖折射率的一次实验光路图，PQ 为玻璃砖入射面的法线，MN 、EF 均垂直于法线PQ 并分别交于N 和E 点，入射点为O ，取OM ＝OF ，用刻度尺量出MN 、EF 的长度，则折射率n ＝MN /EF .改变入射角θ1的大小，重复以上实验，可量出MN 、EF 的多组数据．现有两位同学各设计了一个记录数据表格，而且都已完成了计算．甲同学设计的表格是：乙同学设计的表格是：上述两位同学处理数据的方法正确的是________(填“甲”或“乙”或“都正确”)．[答案]乙[解析]本题测的是折射率n，应对每一次求得的折射率求平均值，而不是对长度或入射角、折射角的正弦取平均值．14．某同学在做利用单摆测重力加速度的实验中，先测得摆线长78.50cm，摆球直径2.0cm.然后将一个力电传感器接到计算机上，实验中测量快速变化的力，悬线上拉力F的大小随时间t的变化曲线如图所示．(1)该摆摆长为________cm.(2)该摆摆动周期为________s.(3)测得当地重力加速度g的值为________m/s2.(4)如果测得g值偏小，可能原因是()A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端悬点未固定好，摆动中出现松动C．计算摆长时，忘记了加小球半径D．读单摆周期时，读数偏大[答案](1)79.50(2)1.8(3)9.68(4)BCD[解析](1)摆长＝摆线长＋小球半径＝78.50cm＋1.0cm＝79.50cm (2)由F－t变化图线可知，T＝1.8s(3)g＝4π2lT2＝4×3.142×79.501.82cm/s2＝9.68m/s2(4)由g＝4π2lT2可知g值偏小的可能原因是：l的测量值偏小，B、C正确，A错误，也可能是T值偏大，D对．。