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(Ⅰ)有一测量微小时间差的装置,它是由两个摆长略有差别的单摆同轴水平悬挂构成,两个单摆的摆动平面前、后相互平行.
(1)现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0s和49.0s,则两单摆的周期差△T=
0.02
0.02
s;
(2)某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差.具体操作如下:把两摆球向右拉至相同的摆角处,先释放长摆摆球,接着再释放短摆摆球;测得短摆经过若干次全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某一位置,由此可得出释放两摆的微小时间差.若测得释放两摆的时间差△t=0.165s,则短摆释放
8.085
8.085
s(填时间)后,两摆恰好第一次同时向
左
左
(填方向)通过
最低点
最低点
(填位置).
(Ⅱ)用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住;接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针P3,P4,使P3挡住P1,P2的像,P4挡住P3和P1,P2的像,在纸上已标明大头针的位置和三棱镜的轮廓.
(1)在本题的图上画出所需的光路.
(2)为了测出棱镜玻璃的折射率,需要测量的量是
入射角i
入射角i
和
折射角r
折射角r
,在图上标出它们.
(3)计算折射率的公式n=
sini
sinr
sini
sinr
.
分析:Ⅰ、(1)单摆的周期等于完成一次全振动所需的时间,求出两单摆的周期,从而求出周期差.
(2)要使两摆球第一次同时同方向通过某位置,必然两摆球振动的位相是一样的,由相位φ=ωt,求出长摆运动的时间,确定短摆运动时间及两摆恰好第一次同时通过的位置.
Ⅱ、(1)大头针P1、P2的连线表示入射光线,P3、P4的连线表示出射光线,作出光路图.
(2)(3)研究光线在三棱镜左侧面上折射情况,标出入射角与折射角,根据折射定律得出玻璃砖的折射率表达式.
解答:解:Ⅰ、两单摆的周期差△T=
50
50
-
49
50
=0.02s

设长摆运动时间为t,则有
ω1t=ω2(t-△t),
即
2π
T1
t=
2π
T2
(t-△t)

代入数据有:0.02t=0.165,
解得t=8.25s,
因长摆的周期为T1=1s,故长摆的振动次数也为8.25,此时位置为平衡位置且向左运动,
短摆运动时间为8.25-0.165=8.085s
Ⅱ、(1)大头针P1、P2的连线表示入射光线,P3、P4的连线表示出射光线,分别作出入射光线和出射光线,连接入射点和出射点,画出玻璃砖内部光路画出光路图如图.
(2)、(3)如图,光线在棱镜左侧面上折射时入射角为i,折射角为r,根据折射定律得到折射率n=
sini
sinr
.
故需要测量入射角i、折射角r,计算折射率的公式为n=
sini
sinr
.
故答案为:(Ⅰ)(1)0.02  (2)8.085  左  最低点(或平衡位置)
(Ⅱ)(1)如图所示 (2)入射角i、折射角r,(3)
sini
sinr
.
点评:第一大题的突破口在于:两摆经过若干次全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某位置,分析得出两摆振动的位相相同.
第二大题用插针法测定玻璃砖的实验,基本原理是折射定律,要掌握确定入射光线和出射光线的方法,画光路图时要注意标上箭头.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?上海)有一测量微小时间差的装置,是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成.两个单摆摆动平面前后相互平行.
(1)现测得两单摆完成 50次全振动的时间分别为 50.0S和 49.0S,则两单摆的周期差AT=
0.02
0.02
s;
(2)某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差,具体操作如下:把两摆球向右拉至相同的摆角处,先释放长摆摆球,接着再释放短摆摆球,测得短摆经过若干次全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某位置,由此可得出释放两摆的微小时间差.若测得释放两摆的时间差△t=0.165s,则在短摆释放
8.085
8.085
s(填时间)后,两摆恰好第一次同时向
向左
向左
(填方向)通过
平衡位置
平衡位置
(填位置);
(3)为了能更准确地测量微小的时间差,你认为此装置还可做的改进是
增大两摆摆长,同时使周期之差减小
增大两摆摆长,同时使周期之差减小
.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(06年上海卷)(7分)有一测量微小时间差的装置,是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成。两个单摆摆动平面前后相互平行。   

(1)现测得两单摆完成 50次全振动的时间分别 为 50.0 s和 49.0 s,则两单摆的周期差ΔT=         s; 

(2)某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差,具体操作如下:把两摆球向右拉至相同的摆角处,先释放长摆摆球,接着再释放短摆摆球,测得短摆经过若干次全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某位置,由此可得出释放两摆的微小时间差.若测得释放两摆的时间差Δt=0.165s,则在短摆释放       s(填时间)后,两摆恰好第一次同时向      (填方向)通过     (填位置); 

(3)为了能更准确地测量微小的时间差,你认为此装置还可做的改进是                                                。

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科目:高中物理 来源: 题型:

有一测量微小时间差的装置,是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成,两个单摆摆动平面前后相互平行.

(1)现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0 s和49.0 s,则两单摆周期差ΔT=_____s;

(2)某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差.具体操作如下:把两摆球向右拉至相同的摆角处,先释放长摆摆球,接着再释放短摆摆球,测得短摆经过苦干次全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某位置,由此可得出释放两摆的微小时间差.若测得释放两摆的时间差Δt=0.165 s,则在短摆释放_________s(填时间)后,两摆恰好第一次同时向_________(填方向)通过__________(填位置);

(3)为了能更准确地测量微小的时间差,你认为此装置还可做的改进是_____________.

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科目:高中物理 来源: 题型:

有一测量微小时间差的装置,是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成,两个单摆摆动平面前后相互平行.

(1)现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0 s和49.0 s,则两单摆周期差ΔT=________s.

(2)某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差,具体操作如下:把两摆球向右拉至相同的摆角处,先释放长摆摆球,接着再释放短摆摆球,测得短摆经过若干次全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某位置,由此可得出释放两摆的微小时间差,若测得释放两摆的时间差Δt=0.165 s,则在短摆释放________s(填时间)后,两摆恰好第一次同时向________(填方向)通过________(填位置);

(3)为了能更准确地测量微小的时间差,你认为此装置还可做的改进是________________________________________________________________________.

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