验证机械能守恒定律实验问题归纳
一. 教学内容：验证机械能守恒定律实验问题归纳
二. 目标：
1、掌握机械能守恒定律的实验原理、实验步骤及误差分析。
2、深刻理解验证机械能守恒定律实验所涉及的习题类型及相关解法。
三. 考点地位：
机械能守恒定律是阶段实验问题的重点内容，从近几年高题实验题出题的特点来看，表现为一电学实验和一个非电学实验的组合，验证机械能守恒定律的实验是我们备考非电学实验的重点内容。
四. 体系：
1、实验目的：
验证机械能守恒定律。
2、实验原理
通过实验，分别求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量。若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律：
（3）从打出的几条纸带中挑选第一、二点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3、4……，并量出各点到O点的距离 ，计算相应的重力势能减少量
（4）测出一系列计数点到第一个点的距离 ，根据公式 。
（5）比较 是否相等。
5、实验结论
在重力作用下，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒。
即当 ，或 一定稍小于势能的减少量例1. 在验证机械能守恒定律的实验中
（1）从下列器材中选出实验所必需的，其编号为____________。
A. 打点计时器（包括纸带）； B. 重物；
C. 天平； D. 毫米刻度尺；
E. 秒表； F. 运动小车
（2）打点计时器的安装放置要求为___________；开始打点计时的时候，应先_________，然后____________。
（3）实验中产生系统误差的原因主要是_________，使重物获得的动能往往__________。为减小误差，悬挂在纸带下的重物应选择____________。
（4）如果以 图线是_________，该线的斜率等于____________。
解析：（1）选出的器材有：打点计时器（包括纸带），重物，毫米刻度尺，编号分别为：A、B、D。注意因 ，故m可约去，不需要用天平。
（2）打点计时器安装时，底板要竖直，这样才能使重物在自由落下时，受到的阻力较小。开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再放下重物，让它带着纸带一同落下。
（3）产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力，使得重物获得的动能小于它所减少的重力势能。为减小误差，重物的质量应选大一些的。
（4）描绘出来的变式1. （2007?长春质检）用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。实验所用的电源为电源，输出电压为6V的交变电流和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒。
下面列举了该实验的几个操作步骤：
A. 按照上图所示的装置安装器材；
B. 将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C. 用天平测量出重锤的质量；
D. 释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E. 测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F. 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。
答：_______________________________________________________________________ _________________________________________________________________________。
答案：步骤B是错误的，应该接到电源的交流输出端。步骤D是错误的，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，步骤C是不必要的，因为根据测量原理，重锤的动能和势能都包含了质量m，可以约去。
问题2、数据的记录与处理问题：
例2. 在做验证机械能守恒定律的实验时，若打出的纸带前段不清楚，但从A－E却是清楚的，数据如图所示，单位是cm，你能据此验证重物下落过程中机械能是否守恒吗？要求：
（1）简述判断；
（2）写出运算过程；
（3）得出结论；
（4）算出A点是第几个点。
解析：（1）选定物体下落的某段距离△h，算出其重力势能减小量 ；再算出下落△h过程中动能的增加量 ，则验证了重物下落过程中机械能守恒。
（2）根据 可得
（3）若选BC段，则有
可见在误差允许的范围内 ，机械能守恒定律获证。
如选BD段，则有
在误差允许的范围内认为 ，机械能守恒定律获证。
（4）设从打第一个点到打B点所用的时间为t，则由
所以 （个）。
这表明A为第6个点。
变式2. 在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图所示，其中A点为打下的第一个点，0，1，2，……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为已知相邻计数点间的打点时间间隔均为T。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小的表达式为 ___________，在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为___________，要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第___________号和第 ___________号计数点之间的过程来研究。
解析：用逐差法求加速度
为减小实验误差，应选择打下第1号点和第5号点之间的过程来研究。
变式3. I. 在验证机械能守恒定律的实验中，
（1）某同学通过实验获得的纸带如图所示，测得所选计数点A、B之间的间隔 ，B、C两点之间的间隔 ，打点计时器所用电源的频率为
（2）该同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，则出现这一问题的原因可能是__________。
A. 实验所选重锤质量过大
B. 实验所选重锤质量过小
C. 实验时先接通电源后放纸带
D. 实验时先放纸带后接通电源
答案：（1） （2）D
问题3、实验原理或方法的迁移创新类问题：
例3. （2007?深圳期末）如图（a）所示，用包有白纸的、总质量为m的圆柱棒替代纸带和重锤，蘸有颜料的毛笔固定在马达上并随之转动，使之替代打点计时器。当烧断挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图（b）所示。测得记号之间的距离依次为26mm、42mm、 58mm、74mm、90mm、106mm，已知马达铭牌上标有“1500r/min”的字样，由此验证机械能守恒。
解析：本实验设计是对课本实验原理的拓展，主要考查在新情境中，对已学知识的迁移应用，考查分析、处理实际问题的综合，本题的关键是要明确毛笔在圆柱棒上的划痕周期与马达的转动周期相同的原理从而推出本实验的计时方式。
（1）马达的转速为1500r/min，可知其频率为 。由于棒做自由落体运动，故画线间距越靠近悬挂端越大，因此左端为悬挂端。
（2）由匀变速直线运动规律，可得圆柱棒下落速度为：
所以C、D间圆柱棒动能的变化量为：
由此可得出结论为：物体在自由下落过程中机械能守恒。
变式4. （2004?北京理综卷）在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m的重锤拖着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点，在纸带上选取 5个相邻计数点A、B、C、D和E，相邻计数点时间间隔为 T，其中O为重锤开始下落时记录的点，各计数点之间的距离如图所示。（当地重力加速度为g）
（1）打点计时器打下计数点B时，重锤下落的速度 __________，打点计时器打下计数点D时，重锤下落的速度 __________。
（2）从打下计数点B到打下计数点D的过程中，重锤的重力势能减小量 __________。
（3）在误差允许范围内，通过比较__________就可以验证重锤下落过程中机械能守恒了。
答案：
变式5. 在验证“机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度 ，测得所用的重物的质量为1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示。把第一个点记做O，另选连续的4个点A，B，C，D作为测量的点。经测量知道A，B，C，D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm。根据以上数据可知，重物由O点运动到C 点，重力势能的减少量等于_________J，动能的增加量等于_________J。（取三位有效数字）
根据测量数据，重物从O点运动到C点下落的高度为
根据匀变速直线运动知识，重物运动至C点时的速度 等于重物从B运动至D这一段时间内的平均速度，即
答案：7.62 7.56
【模拟
1、关于“验证机械能守恒定律”的实验，下列叙述正确的是（ ）
A. 必须用天平测出重物的质量
B. 必须采用直流低压电源
C. 必须先接通电源，后释放纸带
D. 必须用秒表测出重物下落的时间
2、下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，正确的是（ ）
A. 重锤质量的称量不准会造成较大误差
B. 重锤质量选用得大些，有利于减小误差
C. 重锤质量选用得小些，有利于减小误差
D. 纸带下落和打点不能同步会造成较大误差
3、本实验中，除铁架台、夹子、低压交流电源、纸带和重物外，还需选用的仪器是（ ）
A. 秒表 B. 刻度尺
C. 天平 D. 打点计时器
4、在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）实验的研究对象是____________。
（2）供选择的重物有以下四个，应选择（ ）。
A. 质量为100g的钩码
B. 质量为10g的砝码
C. 质量为200g的木球
D. 质量为10g的塑料球
（3）给打点计时器提供的电源如下，应选择（ ）。
A. 4节干电池
B. 3节蓄电池
C. 学生电源4V~6V，交流输出
D. 学生电源4V~6V，直流输出
5、用自由落体验证机械能守恒定律，就是看 （n为计时点的编号0、1、2、……n）。下列说法正确的是（ ）。
A. 打点计时器打第一个点0时，物体的速度为零
B 高考. 是计时点n到计时点0的距离
C. m为重物的质量，需用天平称量
D. 用 计算 时， ___________，重物的动能增加量
8、有位同学用落体法做验证机械能守恒定律的实验，他挑选一条第1、2两点之间的距离最接近2mm的纸带进行处理。设第一个点为A，第n个点为B，测量出AB之间的距离h，因为从开始下落到B点经过打点计时器的时间是 ，如果有 对实验条件的要求是____________，为此目的，所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近____________。
（2）若实验中所用重锤的质量 ，打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，则记录B点时，重锤速度 ___________，重锤动能 ___________，从开始下落起至B点重锤的重力势能减少量是___________，由此可得出的结论是____________________。
（3）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以
【试题答案
1、C
（本题考查的是验证机械能守恒定律的实验，因为实验中根据公式 。不需要测量重物的质量。为了减小实验误差要求重物适当重些，因为实验中运用打点计时器，所以不需要秒表测时间，同时必须采用低压交流电源，应用打点计时器时应先接通电源，后释放纸带，要求被选用的纸带打出的第1、2两点间距离接近2mm，故C选项正确。）
2、B、D
（本实验与重锤质量无关，但重锤质量选得大些，则空气阻力相对减小，可以忽略不计。有利于减小误差；纸带下落和打点不能同步有两种情况：①纸带先下落后打点；②重锤后下落，前者会使最初两点间距离较正常间距偏大，且第一个点便有初动能，③会造成最初几个点的点迹不清，不便于选择纸带进行测量。①②均会带来较大误差。）
3、B、D
（由实验仪器可知。）
4、（1）带纸带夹的重锤
（2）A
（3）C
［实验的研究对象是能够连接纸带的重物；为减小阻力的影响，重物应选择体积小、质量大的物体，故问题（2）中应选A；打点计时器是使用交流电的仪器，电压为4V~6V，所以问题（3）中应选C；而A、B、D皆为直流电源，不能选。］
5、A、B
（本实验的原理就是利用重物的自由落体运动来验证机械能守恒定律。因此打点计时器所打的第一个点，重物运动的速度应为零， 与 分别表示打第n点时重物下落的高度和对应的瞬时速率。
本实验中，不需要测量重物的质量，因为公式 中的方程两边都有m，故只要 ，在打B点时重物的瞬时速度为
造成实验误差的主要原因在于有空气阻力及打点计时器对纸带的摩擦阻力，所以造成 。］
8、这位同学用
，此时重锤的动能为<1" style="width:167.25pt; >，物体的重力势能减小量为<2" height:20.25pt">。
，横坐标为h，则图象应为过原点且斜率为g的直线。］
10妙招让你轻松记忆高中物理知识
在物理学习中，记忆必要的知识，非常重要。现介绍一些常用的记忆方法，供同学们学习时参考。
1、理象记忆法：如当车起步和刹车时，人向后、前倾倒的现象，来记忆惯性概念。
2、浓缩记忆法：如光的反射定律可浓缩成“三线共面、两角相等，平面镜成像规律可浓缩为“物象对称、左右相反。”
3、口诀记忆法：如“物体有惯性，惯性物属性，大小看质量，不论动与静。”
4、比较记忆法：如惯性与惯性定律、像与影、蒸发与沸腾、压力与压强、串联与并联等，比较区别与联系，找出异同。
5、推导记忆法：如推导液体内部压强的计算公式。即p=F/S=G/S=mg/s=pvg/s=pshg/=pgh。
6、归类记忆法：如单位时间通过的路程叫速度，单位时间里做功的多少叫功率，单位体积的某种物质的质量叫密度，单位面积的压力叫压强等，都可以归纳为“单位……的……叫……”类。
7、顾名思义法：如根据“浮力”、“拉力”、“支持力”等名称，易记住这些力的方向。
8、因果(条件记忆法：如判定使用左、右手定则的条件时，可根据由于在磁场中有电流，而产生力，就用左手定则;若是电力在磁场中运动，而产生电流，就用右手定则。
9、图表记忆法：可采用小卡片、转动纸板、列表格等方式，将知识内容分类归纳小结编成图表记忆。
10、实践记忆法：如制作测力计，可以帮助同学们记在弹簧的伸长与外力成正比的知识。
记忆的方法，千法万法都应当在理解的基础上运用，要活记活用，不可死记硬背。
高中物理匀速圆周运动公式
匀速圆周运动公式
1.线速度V＝s/t＝2πr/T 2.角速度&omega 高中学习方法;＝Φ/t＝2π/T＝2πf
3.向心加速度a＝V2/r＝ω2r＝(2π/T)2r 4.向心力F心＝mV2/r＝mω2r＝mr(2π/T)2＝mωv=F合
5.周期与频率：T＝1/f 6.角速度与线速度的关系：V＝ωr
7.角速度与转速的关系ω＝2πn(此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位：弧长(s):米(m)；角度(Φ)：弧度（rad）；频率（f）：赫（Hz）；周期（T）：秒（s）；转速（n）：r/s；半径(r):米（m）；线速度（V）：m/s；角速度（ω）：rad/s；向心加速度：m/s2。
注：
（1）向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心；
（2）做匀速圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，向心力不做功，但动量不断改变。
2016年高考物理第一轮复习：重难点复习点拨
新高三马上就要开学了，高考第一轮复习很快就要开始了。高考第一轮复习中，物理备考复习要留意哪些重点难点呢？高分网高考频道小编今天来点拨一下高三物理第一轮复习的重点难点。
高考物理一般要经过两轮复习，每一轮复习目的各有侧重。第一轮复习要以章节为单元进行单元复习。本阶段中，学生要掌握的是基本概念、基本规律和基本解题方法与技巧。要训练自己对物理情景在脑海中再现的能力。可以说，一旦你可以将物理题目中的描述转化成真实准确的场景，你的物理学习就会提升到一个更高的层次。
第一轮物理复习的特点是：一个不落，有所侧重。一个不落是说不能遗漏任何一个小问题，第一轮复习的目的就是打基础，时间也足够长，所以一定要全面复习，教材上每句话都要思考。但这并不是要把所有知识一视同仁，而是应该按照考纲对那些基础的而又比较难的章节多下些功夫。
那么对于物理来说，哪些知识是重点呢？
力学中最难的还是力的分析，很多学生看到力的分析就糊涂，不是落下某个力就是搞混几个力。所以，做题前先要切切实实明白单个力的特点。比如重力，何时需要考虑，何时必须忽视。力的分析，一定要多练习，多画图，从单个到多个一步步来。
功和能的知识点中，动量联系是比较紧密的。高考一轮复习阶段，必须试着综合运用。在这部分要重点领悟“守恒”的思想，从这个角度去解答问题有时会使题目变得很容易。
电学部分中，比较抽象的电场理解起来有些难度，而且高考中往往是跟磁场、力学结合考查，所以要多花些时间。
光学、热学部分相对容易，也是因为这样，同学们常常会忽略这部分内容。第一轮是唯一的一次详细系统的复习，如果在这段时间你没有抓住机会复习这些小问题，日后它就很可能成为你的高考失分点。
相对来说，物理的解题是有迹可循的：画草图——想情景——选对象——分析题目、限制条件、明确所求——列方程——检查。每一道题你都可以如此训练，当然对不同题目可以相应省略一些步骤。物理的基本分析方法大概有10种：受力分析、运动分析、过程分析、状态分析、动量分析、能量分析、电路分析、光路分析、图像分析和数据分析。每一种分析方法都要熟练掌握。
最后，同学们在复习的时候还要注重以下几点：
1、跟住老师复习。
2、认真看课本。
3、按照答题规范写解题过程，同时训练正确的思维方式 高一。
4、做题量要适中，在精不在多。
5、定期复习，时常分析。
6、总结题型，对应每种题型，记住其最快的解题方法。
7、重视理论联系实际。
8、建立错题集。
9、反刍，把以前不懂、不清楚的问题进行加深记忆，还要对当天课堂内容进行集中复习，再就是在学习新内容前，复习之前的内容。
《机械能》中的几个常见问题
一、有关变力功的计算：
1. 转化模型求变力的功
例一：人在A点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m=50kg的物体，如图所示，开始绳与水平方向夹角为60°，当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动S＝2m，而到达B点，此时绳与水平方向成30°角，求人对绳的拉力做了多少功？
分析与解：人对绳的拉力大小虽然始终等于物体的重力，但方向却时刻在变，而已知的位移S又是人沿水平方向走的距离，所以无法利用W＝FScosθ 直接求拉力的功，若转换研究对象，以物体G为对象，其动能的增量即人对物体做的功。这种转换研究对象的是求变力的一条有效途径。
设滑轮距地面的高度为H，
则：
人由A走到B的过程中，重物G上升的高度ΔH等于滑轮右侧绳子增加的长度，即：
人对绳做的功：W＝FS＝GΔH 代入数据得：W=732 J。
例二：把长为L的铁钉钉入木板中，每打击一次给予的能量为E0，已知钉子在木板中遇到的阻力与钉子进入木板的深度成正比,比例系数为K，问：把此钉子全部打入木板中，需要打击多少次？
分析与解：在钉子进入木板的过程中，钉子把获得的能量用来克服阻力做功，而阻力为变力，因此要求出这个力的功，可采用平均值来求。又因为钉子所受的阻力与钉子进入木板的深度成正比，即：F＝Kx，
所以，其平均值 ，F1=0，F2=KL，
克服阻力所做的功：
由能量守恒： ， 所以：
方法二：本题中因所受的阻力与钉子进入木板的深度成正比，类似于弹簧的弹力（F=kx），因此，克服阻力所做的功，可转化为弹簧模型，即阻力所做的功，可等效认为转化为弹簧的弹性势能。
，即可得出同样的结论：。
2. 巧用结论求变力的功
结论的引入及证明：
例三：物体静止在光滑的水平面上，先对物体施加一个水平向右的恒力F1，立即再对它施加一个水平向左的恒力F2，又经t秒后，物体回到出发点，在这一过程中，F1、F2分别对W1、W2间的关系是
A. W1= W2 B. W2= 2W1 C. W2= 3W1 D. W2= 5W1
分析与解：如图所示，AB段物体受的作用力为F1，BCD段物体受作用力F2，设向右为正方向，AB=S，
则AB段物体的加速度：
B点的速度：
BCD段物体的加速度：
综合以上各式有：
A到B过程中F1做正功，BCD过程中因位移为0，F2的总功为0，B到D过程F2做正功，即，
∴ ，故正确选项为C。
练习1：在光滑水平面上有一静止的物体，现以水平恒力推这一物体，作用一段时间后，换成相反方向的恒力推这一物体，当恒力乙与恒力甲作用时间相同时，物体恰回到原处，此时物体的动能为32J，则在整个过程中，恒力甲做的功等于_____________，恒力乙做的功等于_______________。
利用上述结论有：
又因为：
∴ Ｊ，Ｊ
二、功能关系的应用
1. 功能关系的简单应用
例四：将一个小球竖直向上抛，初动能为100J，上升到某一高度时动能减少80J，机械能损失20J，设阻力大小不变，那么小球回到抛出点时的动能为：
A. 20J B. 40J C. 50J D. 80J
分析与解：物体机械能的损失是因为克服阻力做功，即当机械能减少20J时，克服阻力所做的功为20J，动能的减少是因为合外力做功，当动能减少80J时，克服重力做功为80－20=60J。因此过程中位移相同，所以： ，物体上升到最高处时，动能为0，则克服重力和阻力分别做功75J和25J，同理在下落过程中克服阻力做功为25J。在整个过程中重力做功为0，克服阻力做功为25+25=50J，则回到原出发点时，物体的动能为100J－50J＝50J。
正确答案为：C
练习2：一物体以150J的初动能从倾角为θ 的斜面底端沿斜面向上做匀减速运动，当它的动能减少100J时，机械能损失了30J，物体继续上升到最高位置时，它的重力势能增加__________J，然后物体从最高位置返回原出发点时与放在斜面底端垂直斜面的挡板发生碰撞（碰撞过程中无机械能损失）后，物体又沿斜面向上运动，物体第二次上升时重力势能增加的最大值是____________J。
答案：105J，15J。
2. 功能关系的综合问题。
例五：如图所示，水平传送带AB长L=8.3m，质量为M=1kg的木块随传送带一起以V1=2m/s匀速运动（传送带的传送速度恒定），木块与传送带的动摩擦因数m =0 高中历史.5，当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m=20g的子弹以V0=300 m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度V=50 m/s，以后每隔1s就有一颗子弹射向木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，取g =10 m/s2，求：
（1）在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离A点的最大距离？
（2）木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中？
（3）从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中，子弹、木块和传送带这一系统所产生的热能是多少？
分析与解：
（1）第一颗子弹射入木块过程中系统动量守恒，以向右的方向为正方向，有：
， 解得：
木块受向左的摩擦力，以V1′向右作匀减速运动其加速度：
则木块速度减小到0所用时间为：
解得：t1=0.6s＜1s
所以，木块在被第二颗子弹击中前向右运动离A点最远时，速度为0，移动距离为
解得S1=0.9m
（2）在第二颗子弹射中木块前，木块再向左作加速运动，
时间：t2=1s－0.6s=0.4s
速度增大为：
向左移动的位移为：
所以两颗子弹射中木块的时间间隔内，木块总位移，方向向右。
第16颗子弹击中前，木块向右移动的位移为
第16颗子弹击中后，木块将会再向右先移动0.9m，总位移为0.9m+7.5m=8.4m＞8.3m
木块将从B端落下。木块在传送带上最多能被16颗子弹击中。
（3）第一颗子弹击穿木块过程中产生的热量为：
J
木块向右减速运动过程中相对传送带的位移为
产生的热量
木块向左加速运动过程中相对传送带的位移为
产生的热量
第16颗子弹射入后木块滑行时间为t3，有
解得t3=0.4s
木块与传送带的相对位移为
产生的热量
所以，全过程中产生的热量
总之，在解答机械能一章有关功的计算及功能的转化关系时，要特别注意力做了功，必有能量发生转化，把握力的功与能量转化之间的关系，正确列出相应的等式，求出待求的量。
物理实验：用双缝干涉条纹测光的波长
一. 教学内容： 实验：用双缝干涉条纹测光的波长
全章
二. 要点：
1. 通过安装调节实验仪器，使了解光波产生稳定的干涉现象的条件。让观察白光及单色光的双缝干涉图样，并测定单色光波的波长。
2. 本章知识梗概
三. 重点、难点解析：
1. 实验
实验原理：
光源发出的光经滤色片成为单色光，单色光通过单缝后，相当于线光源。通过双缝后，变成频率相同、相（位）差恒定的相干光，可以在光屏上产生稳定的干涉图样根据计算波长的公式： ，测出双缝间的距离d，双缝到光屏的距离< > ，同种相邻干涉条纹间的距离Δx，即可算出单色光的波长。
实验：
仪器安装调节好后，换上测量头，把测量头的游标尺置10mm左右，调节目镜，在视场中出现清晰的干涉条纹及分划板上的刻线，然后在单缝前套上红色或绿色滤色片即可开始测量。
分划板上的刻线形状如图所示，一条水平刻线、二条竖直刻线。竖直刻线应与干涉条纹平行。若不平行，松开测量头上的紧固螺钉，转动测量头，使竖直划线与干涉条纹平行．在双缝距d及缝屏距 已知的条件下。测出相邻两条亮（或暗）条纹的间距Δx，就可计算波长 。若直接测Δx，测量的相对误差较大，因此可先测6条明（或暗）条纹的总间距．再计算出Δx。转动手轮，把分划板刻线对齐左边某一条清晰的亮（或暗）条纹，记下游标尺上的读数x1，然后把分划板移向右边，把刻线对齐第七条亮（或暗）条纹，记下游标尺读数x7，如图所示。6条条纹的总间距为x7一x1．则 。
分划板刻线能否对齐干涉条纹，对测量结果影响很大，由于明暗条纹的单线不很清晰，测量时应对齐干涉明（或暗）条纹的中心。方法如下：把明（或暗）条纹嵌在分划板两根短刻线之间，使条纹的两边边缘与短刻线的距离相等，这时，中心刻线就对齐在条纹的中心，如图所示。为减小测量误差，x1及x7的读数应重复测几次，取其平均值。计算波长时，双缝缝距标在双缝座上，在安装仪器时就要把d值记下来。缝屏距 。不加接长管是600mm，加上接长管后为700mm。
误差分析：
产生偶然误差主要是条纹间距的测量和读数操作错误。
2.
【典型例题
[例1] 用单色光做双缝实验时，从中央O点开始计数。在光屏上某点P恰为第三条亮纹。现改用频率较高的单色光照射，装置其他条件不变，那么（ ）
A. P处仍为第三条亮纹
B. P处可能是第四条暗纹
C. P处可能是第二条亮纹
D. 若将光屏向双缝移近一些，在P处可能是看到第二条亮纹
，光屏向双缝移近即 变小，波程差变大，P的亮纹级数将提高。D选项错误。
[例2] 若把杨氏双缝干涉实验改在水中进行，其他条件不变，则得到的干涉条纹间距将如何变化（ ）
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不能确定
解析：光在水中的波长小于空气中波长，由条纹间距公式答案：B
[例4] 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？
2.47×10－7m，因此膜的厚度至少是1.2×10－7m。
[例5] 平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有（ ）
A. 在衍射图样的中心都是亮斑
B. 泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽
C. 小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑
D. 小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的
[例6] 有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有（ ）
A. 只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振
B. 只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振
C. 自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光
D. 除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
双缝间距是0.4mm，当分划板中心刻线从第l条亮纹移到第6条亮纹时，测量头如图所示，
上手轮的两次读数如图（a）、（b）所示。测得的单色光波长是多少？
5. 使低气压水银弧灯所发的光经滤光片后照射间距为0.4mm的双缝，在双缝后1.5m远的光屏上得到一组黄色的亮暗条纹，从中央向一侧数，第1条和第5条暗纹间的距离为8.4mm，求此黄光的波长。
【模拟二
一. 选择题
1. 竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光照射下形成（ ）
A. 明暗相间的水平干涉条纹 B. 明暗相间的竖直干涉条纹
C. 彩色的水平干涉条纹 D. 彩色的竖直干涉条纹
2. 关于光的传播，下列说法中正确的是（ ）
A. 各种色光在真空中传播速度相同。在介质中传播速度不同
B. 各种色光在真空中频率不同。同?D色光在不同介质中的频率相同
C. 同一色光在不同介质中折射率不同，不同色光在同一介质中折射率相同
D. 各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比在其他任何介质中的波长都长
3. 下列说法中正确的是（ ）
A. 红外线易穿透云层，故广泛应用于遥感技术领域
B. 医院用x光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透最强的
C. 阳光晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用
D. 电取暖器利用了红外线的热作用
4. 点光源照射到一障碍物，在屏上所成的阴影的边缘部分模糊不清，产生这种现象的原因是（ ）
A. 光的反射 B. 光的折射 C. 光的干涉 D. 光的衍射
5. 用卡尺观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象将是（ ）
A. 衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显
B. 衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显
C. 衍射条纹间距不变，只是亮度增强
D. 以上现象都不发生
6. 下面对增透膜的叙述中，不正确的有（ ）
A. 摄影机的镜头涂上一层增透膜后，可提高成像质量
B. 增透膜是为了增加光的透射，减小反射
C. 增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的
D. 增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的
7. 如图所示为x射线管的结构示意图，E为灯丝电源，要使射线管发出x射线，须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压（ ）
A. 高压电源正极应接在P点，x射从K极发出
B. 高压电源正极应接在P点，x射线从A极发出
C. 高压电源正极应接在Q点，x射线从K极发出
D. 高压电源正极应接在Q点，x射线从A极发出
8. 某同学自己动手利用如图20?D12所示器材，观察光的干涉现象，A为单缝屏，B为双缝屏，C为像屏。当一束阳光照射到A上时，屏C上并没有出现干涉条纹。他移走B后，C上再现一窄亮线，分析实验失败的原因，最大的可能性是（ ）
A. 单缝S太窄 B. 单缝S太宽
C. S到S1、S2距离不等 D. 阳光不能作为光源
二. 填空题：
9. 在下列情况下，发生的是光的哪种现象？
（1）通过狭缝看日光灯可见彩色花纹。是 现象。
（2）通过三棱镜看书上的字的边缘有彩色是 现象。
（3）增透膜是利用光的 现象来使反射光的强度减至最小。
10. 电灯S发出的光a穿过偏振片A后变为光b（下图）。穿过偏振片B而被P处眼睛看到，则其中光b是 （填“自然光”或“偏振光”）；若人眼此时看到透过B的光最强，则将B转过 角度时，人眼看到的光最弱。
11. 单色光在真空中的频率为 ，波长为 的单色光源时，在P点处将形成 条纹；当S为 =0.5
三. 计算题：
13. 某色光在某种液体中的传播速度为1.5×l08m/s，波长为250nm．求：
（1）此液体的折射率；
（2）此色光从液体射入空气时，产生全反射的临界角；
（3）此色光在空气中能产生明显衍射时小孔的孔径是多少微米?
14. 如图所示，用单色光做双缝干涉实验。O为双缝S1、S2连线中垂线与屏的交点，若
S2P－S1P=4 ， 为单色光的波长，试计算OP之间的暗条纹数有几条。
【模拟试题一】
1. B、D 2. C 3. 相间，变窄 4. 7.5×10－7m 5. 5. 6×l0－7m
【模拟试题二】
1. C 2. A、B、D 3. A、D 4. D 5. A 6. D 7. D 8. C
9.（1）衍射；（2）色散；（3）干涉 10. 偏振光，90° 11.
12. 暗；明 13.（1）n=2；（2）30°；（3）0.5 14. 4条
2016年高考备考—物理复习指导
北京四中物理高级教师、北京四中网校主讲教师龙涛
（一）要重视各章节的典型物理过程的分析，体会基本物理思想
高考物理试题要求对物理知识有正确的理解并能熟练灵活的运用，特别要求能把所学的有关知识和规律应用到运动和变化的物理过程中。中学物理课程中，典型的物理过程总共约60个。
例如在《相互作用》一章中有"力三角"、"动态平衡"、"斜面上分析静摩擦力"等典型情景，在《牛顿运动定律》一章中有"瞬时加速度"、"斜面"、"连接体问题"、"传送带"、"临界状态"、"小球落在竖直弹簧上"等典型情景；《电磁感应》一章中有"导轨上有导体棒切割磁感线"、"线框穿磁场"、"闭合线框中磁场随时间变化"、"二次感应"、"在地磁场中做切割磁感线运动"等一些典型情景。
在大量习题泛滥的题海之中，要抓往少而精的反映典型物理过程的重要例题，认真做，重复做，边做边认真体会其中的物理思想和掌握处理问题的方法。
在总复习中，只要抓住这些典型的物理过程，对它的各方面的细节进行深入详细的分析，就可以抓住解决这一类的一系列问题的共同线索，有利于举一反三，提高能力。在对典型物理过程的分析中，特别要注意易混易错的问题，如物体受力情况和运动性质的判断、守恒定律应用的条件等。
复习中要注意体会基本物理思想，例如对于形象化的物理图景的想象和感受；简化的物理模型；恰当选择参照系；重视进行定性分析；重视估算；把握对称性、可逆性、特殊点等等。处理问题的基本方法例如受力分析的具体方法；矢量的合成和分解的方法；怎样选择和变换研究对象；怎样正确使用整体法和隔离法；怎样用图象表达物理过程的方法；逆向思维的方法等等。
（二）要重视规范化的研究方法和解题程序，养成多方面的良好习惯。
解题首先要通过审题，搞清题目描述的物理过程。要对物理过程一清二楚，物理过程弄不清必然存在解题的隐患。题目不论难易都要尽量画图，有的画草图就可以了，有的要画精确图，要动用圆规、三角板、量角器等，以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维，更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析，状态分析是固定的、死的、间断的，而动态分析是活的、连续的。
在搞清楚物理过程之后，应把每一个物理过程用所学过的定理定律加以描述。我们学过的"运动学公式"、"动能定理"、"机械能守恒定律"、"动量守恒定律""动量定理"都可以用来描述一个过程，当然要注意守恒定律的条件；还要注意衔接各个过程的状态，比如"速度"这个物理量一般不发生突变，它既是上一阶段的末速度，又是下一阶段的初速度，针对状态来研究，一般是用牛顿第二定律；一般的，即使是一道综合题，也可以根据将物体运动分成的若干状态来求解，往往写出描述每一状态的方程，题就有解了。
高三复习题量大，时间紧。要准确而迅速地解题，必须在学习和复习中养成多方面的良好习惯。
例如独立思考的习惯；整理学习资料；有问题和同学老师交流讨论的习惯；做题完之后"想一想"的习惯；还应指出的是，解计算题时，须注意书写表达的规范，例如设定字母符号的意义；指明研究对象；规律应用的条件；图景的几何关系和方向的说明；单位的规定等等。
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