北京市各区2011年高三物理模拟试题分类汇编：选修3-3：力学

实验

1．（2011海淀二模）（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6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6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。

甲 丙 乙

图6

元件代号 元件名称 A 光屏 B 双缝 C 白光光源 D 单缝 E 透红光的滤光片 将白光光源C放在光具座

cm 最左端，依次放置其他光学元11 12 13 件，由左至右，表示各光学元

10 20 0 B A 件的排列顺序应

A位置 为 。（填写元件代

乙

号）

cm 12 13 11 ③已知该装置中双缝间

距d=0.50mm，双缝到光屏的10 20 0 距离L=0.50m，在光屏上得到

B位置

的干涉图样如图7甲所示，分

甲 丙

划板在图中A位置时游标卡尺

图7

如图7乙所示，则其示数为

_________mm；在B位置时游标卡尺如图7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8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，

球1 A 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球2 B 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O M P N 落点的平均位置； 图8

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h1 B．B点离地面的高度h2 C．小球1和小球2的质量m1、m2 D．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，

入射小球 如图9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仍被碰小球 从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，

M′ 得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测

P′ 量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。则

N′ 验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 O (用所测物理量的字母表示）。 图9 答案：（18分） (1）①甲；（2分） ②EDBA；（2分）

③111.10±0.05；（2分）6.4（±0.2）×10-7 m（2分）

(2）①ACE；（2分）

②C；（2分）

③m1·OP= m1·OM+ m2·ON；（2分） m1·OP2 = m1·OM2 + m2·ON2；（2分）

④m1l2?m1l1?m2l3（2分）

2．（2011东城二模）（18分）(1）在《用双缝干涉测光的波长》实验中，将双缝干涉实验仪按

照要求安装在光具座上，如图甲所示。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l=600mm，选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。调整实验装置，观察到双缝干涉条纹。

①选用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹选定为第1亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数为x1=1.15mm；继续转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为x2=_________mm。

光源 滤光片单缝 双缝 屏 0 1 10 2 20 3 4 5 6 甲

乙

②利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离Δx= mm；

③实验中测出的光的波长λ＝_____________m。

(2）为了研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系，某实验小组的实验装置如图甲所示，水平光滑槽距地面高为h，光滑槽与桌子右边缘垂直，槽出

重2 1 3 垂 线 0 0.05mm 10 20 甲 O P 丙

口与桌边缘相齐，槽中放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触。将小球向左推，压缩弹簧一段距离后由静止释放，弹簧将小球沿水平方向推出，小球落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。

①若测得某次实验小球的落点P到O点的距离为s，那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、s和mg之间的关系式是 ；

②该同学改变弹簧的压缩量进行多次实验，测量得到下表的数据： 弹簧压缩量x/(cm) 小球飞行水平距离s/m 1.00 2.01 1.50 3.00 2.00 4.01 x/cm 2.50 4.98 3.00 6.01 3.50 6.99 在坐标纸上做出x－s的图像。并由图像得出： x与s的关系式是 。

实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为 ；

③完成实验后，该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变：

O y

P

乙

3 2 1 01234567 s/m (I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，

并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，小球撞到木板上，并在白纸上留下痕迹O；

(II）将木板向右平移适当的距离（设为L）固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，小球撞到木板上，在白纸上留下痕迹P；

(III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离设为y。 由此步骤得到弹簧的压缩量应该为 ；

④若该同学在完成步骤③的过程中，光滑水平槽与桌子右边缘不垂直，用③问的方法计算得出的弹簧压缩量与实际值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。