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首页 高中物理知识 实验：验证动量守恒定律 实验：用双缝干涉测量光的波长 试题正文
  • 填空题
    （1）在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题．
    ①图1甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______．
    ②将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长．

    魔方格

    元件代号 A B C D E
    元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片
    将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为______．（填写元件代号）
    ③已知该装置中双缝间距d=0.50mm，双缝到光屏的距离L=0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图7甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示，则其示数为______mm；在B位置时游标卡尺如图2丙所示．由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______m．
    （2）用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图3所示，斜槽与水平槽圆滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O．接下来的实验步骤如下：
    步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
    步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
    步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．
    ①对于上述实验操作，下列说法正确的是______
    A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
    B．斜槽轨道必须光滑
    C．斜槽轨道末端必须水平
    D．实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动
    E．小球1的质量应大于小球2的质量
    ②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有______．
    A．A、B两点间的高度差h1B．B点离地面的高度h2
    C．小球1和小球2的质量m1、m2D．小球1和小球2的半径r
    ③当所测物理量满足表达式______（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式______（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失．
    ④完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图4所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′．用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3．则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为______（用所测物理量的字母表示）．
    本题信息：2011年海淀区二模物理填空题难度一般 来源:未知
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本试题 “（1）在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题．①图1甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______．②将下表中的光学元件放...” 主要考查您对

实验：验证动量守恒定律

实验：用双缝干涉测量光的波长

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  • 实验：验证动量守恒定律
  • 实验：用双缝干涉测量光的波长
实验目的：
研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒。
实验原理：
一个质量较大的小球从斜槽滚下来，跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后两小球都做平抛运动。由于两小球下落的高度相同，所以它们的飞行时间相等，这样如果用小球的飞行时间作时间单位，那么小球飞出的水平距离在数值上就等于它的水平速度。因此，只要分别测出两小球的质量m1、m2，和不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离s1，以及入射小球与被碰小球碰撞后在空中飞出的水平距离s1'和s2'，若m1s1在实验误差允许范围内与m1s1'+m2s2'相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。
实验器材：
碰撞实验器（斜槽、重锤线），两个半径相等而质量不等的小球；白纸；复写纸；天平和砝码；刻度尺，游标卡尺（选用），圆规。
实验步骤：
1、用天平测出两个小球的质量m1、m2。
2、安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，并使斜槽末端点的切线水平。
3、在水平地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸。
4、在白纸上记下重锤线所指的位置O，它表示入射球m1碰前的位置。
5、先不放被碰小球，让入射球从斜槽上同一高度处由静止开始滚下，重复10次，用圆规作尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是入射球不碰时的落地点的平均位置P。
6、把被碰球放在小支柱上，调节装置使两小球相碰时处于同一水平高度，确保入射球运动到轨道出口端时恰好与靶球接触而发生正碰。
7、再让入射小球从同一高度处由静止开始滚下，使两球发生正碰，重复10次，仿步骤（5）求出入射小球的落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。
8、过O、N作一直线，取OO'=2r（可用游标卡尺测出一个小球的直径，也可用刻度尺测出紧靠在一起的两小球球心间的距离），O'就是被碰小球碰撞时的球心竖直投影位置。

9、用刻度尺量出线段OM、OP、O'N的长度。
10、分别算出m1·与m1·+m2·的值，看m1·与m1·+m2·在实验误差允许的范围内是否相等。
注意事项：
1、应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。
2、要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。
3、每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处固定一档板，使小球靠着挡板，然后释放小球。
4、白纸铺好后不能移动。
实验原理：
通过单缝的一束光线，经双缝形成一对相干光，互相叠加产生干涉现象。根据公式可算出波长，d是双缝间距，L是双缝到屏的距离，Δx是相邻两条亮（暗）纹间隔，λ是单色光的波长。

实验步骤：
1、取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
2、按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
3、用米尺测量双缝到屏的距离；
4、用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离；
在操作步骤（2）时还应注意使单缝和双缝间距为5-10cm，使单缝与双缝相互平行。
注意事项：
1、安装仪器的顺序：光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。
2、双缝与单缝相互平行，且竖直放置。
3、光源、虑光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上。
4、若出现在光屏上的光很弱，由于不共轴所致。
5、若干涉条纹不清晰，与单缝和双缝是否平行有很大关系。
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