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1 简答题 · 19 分

(1)如图所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的________面不能用手直接接触。

在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图所示,计算折射率时,用________(填“d”或“e”)得到的值较小,用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小。

(2)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响,实验器材如图所示。

①测量E和r的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式______,利用测量数据作出U-I图象,得出E和r.

②将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在图中用笔画线代替导线连接电路。

③实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U-I图象如图中(a)(b)(c)(d)所示,由此可知:

在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”),电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

曲线(c)对应的电源电动势E=__________V,内阻r=________Ω,当外电路总电阻为2500 Ω时,该电源的输出功率P=________mW.(均保留三位有效数字)

1 简答题 · 18 分

(1)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,做出的光路图及测出的相关角度如图所示。①次玻璃的折射率计算式为n=__________(用图中的表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减少误差,应选用宽度_____(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。

(2)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时,将原长约200mm的橡皮筋上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20g),每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10只钩码后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据,作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。(填选项前的字母)

a增挂钩码时l与F成正比,而减挂钩码时l与F不成正比

b当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大

c当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等

d增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度

 (3)如图所示是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材,器材及其规格列表如下

为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量阻值的电路。

1 简答题 · 10 分

在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,如图甲所示。

(1)在答题纸上相应的图中画出完整的光路图;

(2)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=____________(保留3位有效数字);

(3)为了观察光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了二次实验,经正确操作插好了8枚大头针,如图乙所示。图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_____________(填“A”和“B”)

1 简答题 · 12 分

(1)如图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧,旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是_____________。

(A)A、B均不变

(B)A、B均有变化

(C)A不变,B有变化

(D)A有变化,B不变

(2)“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D,在插入第四个大头针D时,要使它________,如图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边,根据该图可算得玻璃的折射率n=________,(计算结果保留两位有效数字)

(3)地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3.5 km/s的S波,另一种是传播速度约为7.0 km/s的P波,一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3 min,假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1.2 s,求震源与监测点之间的距离x和S波的波长λ。

1 简答题 · 18 分

(1)某同学用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。他在地面上用测力计测量砝码的重力,示数为G。他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力,发现测力计的示数小于G,由此判断此时电梯的运动状态可能是_______。

(2)用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是_______。

(3)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示,使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上,该直线垂直于玻璃砖的直径边,然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动,同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像,且P2的像挡住P1的像。如此观察,当玻璃砖转到图中虚线位置时,上述现象恰好消失。此时只需测量出玻璃砖直径边绕O点转过的角度,即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率_______。

(4)某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx,现备有下列器材:

A. 电流表(量程100 μA,内阻约为 2 kΩ);

B. 电流表(量程500 μA,内阻约为300 Ω);

C. 电压表(量程15 V,内阻约为100 kΩ);

D. 电流表(量程50 V,内阻约为500 kΩ);

E. 直流电源(20 V,允许最大电流1 A);

F. 滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,额定功率1 W);

G. 电键和导线若干。

电流表应选_______,电压表应选_______。(填字母代号)

该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:

① ______________;②  ______________ 。

1 简答题 · 18 分

21.(1)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa'和 bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图 1 所示,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察并依次插上 P3和 P4。在插 P3和 P4时,应使

A.P3只挡住 P1的像

B.P4只挡住 P2的像

C.P3同时挡住 P1、P2的像

(2)用单摆测定重力加速度的实验如图 2 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 1m 左右的细线

B.长度为 30cm 左右的细线

C.直径为 1.8cm 的塑料球

D.直径为 1.8cm 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 3 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=(  ) m/s2

④用多组实验数据做出 T2-L 图像,也可以求出重力加速度 g,已知三位同学做出的 T2-L 图线的示意图如图 3 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 4 所示,由于家里只有一根量程为 30cm 的刻度尺,于是他在细线上的 A 点做了一个标 记,使得选点 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 l1、l2时,测得相应单摆的周期为 T1、T2,由此可得重力加速度 g=(      )(用 l1、l2、T1、T2表示)


1 简答题 · 12 分

如图1所示,某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。

①  该同学接下来要完成的必要步骤有

A.插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像

B.插上大头针P3,使P3挡住P1的像和P2的像

C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3

D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像

②过P3、P4作直线交bb′于O′,过O′作垂直于bb′的直线NN′,连接OO′。测量图1中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=         。

③如图2所示,该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽。若其他操作正确,则折射率的测量值        准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

1 简答题 · 6 分

某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图6所示)。

实验的主要过程如下:

a.把白纸用图钉钉在木板上,在白纸上作出直角坐标系xOy,在白纸上画一条线段 AO表示入射光线。

b.把半圆形玻璃砖M放在白纸上,使其底边aa′与Ox轴重合。

c.用一束平行于纸面的激光从y>0区域沿y轴负方向射向玻璃砖,并沿x轴方向调整玻璃砖的位置,使这束激光从玻璃砖底面射出后,仍沿y轴负方向传播。

d.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2

e.在坐标系的y<0的区域内竖直地插上大头针P3,并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去,P3能同时挡住观察P1和P2的视线。

f.移开玻璃砖,作OP3连线,用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示),此圆与AO线交点为B,与OP3连线的交点为C。确定出B点到x轴、y轴的距离分别为x1、y1、,C点到x轴、y轴的距离分别为x2、y2

①根据上述所确定出的B、C两点到两坐标轴的距离,可知此玻璃折射率测量值的表达式为n=                。

②若实验中该同学在y<0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2,其原因可能是:                                          。

1 简答题 · 18 分

(1)在做“测定玻璃的折射率”的实验中,先在白纸上放好玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像。如图所示,aa' 和bb' 分别是玻璃砖与空气的两个界面,用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1和P2的光线,该光线与界面aa' 交于O点,MN表示法线。

①请将光路图画完整,并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ1和折射角θ2

②该玻璃砖的折射率可表示为n=________。(用θ1和θ2表示)

(2)利用图1装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

①除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的还有________。(选填器材前的字母)

A. 大小合适的铁质重锤

B. 体积较大的木质重锤

C. 刻度尺

D. 游标卡尺

E. 秒表

②图2是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC

重锤质量用m表示,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量∣ΔEp∣=________,动能的增加量ΔEk=________。

③实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是________

A.该误差属于偶然误差

B.该误差属于系统误差

C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差

D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差

④在实验过程中,下列实验操作和数据处理正确的是________

A. 释放重锤前,使纸带保持竖直

B. 做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放重锤

C. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,可测量该点到O点的距离h,再根据公式计算,其中g应取当地的重力加速度

D.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度

⑤某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒。

若实验中重锤所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2-h图像是图3中的哪一个________

1 简答题 · 6 分

22.在“测定玻璃的折射率”的实验中

(1)同学甲与同学乙各设计了一个实验数据记录表,你认为合理的是(        )(填“甲”或“乙”)。

同学甲设计的表格

同学乙设计的表格

(2)如图所示,P1、P2、P3、P4为所插4技大头针的位置,某同学插针的步骤如下,请在横线上补充完整步骤③:

①在入射光线AO上插上两枚大头针P1、P2,并使其距离稍大些;

②在B侧边观察边插P3,直到P1、P2的像被P3挡住,定下P3的位置;

③继续插P4,(                 );

④过P3、P4作直线,即为出射光线。

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