Question

（1）某同学用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为d，双缝到毛玻璃屏间距离为L，实验时先移动测量头（如图A所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的第1条明条纹中心（如图D所示），并记下游标卡尺的读数x₁（如图B所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条明条纹中心（如图E所示）并记下游标卡尺读数x₇（如图C所示）．游标卡尺的读数x₁=

 

mm，游标卡尺读数x₇=

 

mm．计算实验中所用单色光波长的表达式为

 

．

（2）如图为“探究碰撞中的不变量”实验装置，滑块A、B静止在水平气垫导轨上，两滑块间紧压一轻弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，轻弹簧掉落．现拍得闪光频率为10H_Z的一组频闪照片．已知滑块A、B的质量分别为200g、300g．根据照片记录的信息可知，A、B离开弹簧后：
①A滑块动量大小为

 

；
②弹簧弹开后滑块AB的总动量为

 

；

（3）某兴趣小组的同学用一个柠檬做成水果电池．他们猜想此电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该电池的电动势和内电阻．实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录了电阻箱的阻值及对应的电流计示数，并算出电流的倒数值，将数据填在如下的表格中．
①利用图象法处理数据可以减小实验误差，请用恰当的作图方案，在给出的坐标纸上作出图象．
②利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为

 

V，若不计电流计的电阻，则该电池的内阻为

 

Ω．

电阻R （KΩ）	电流I （μΑ）	电流的倒数- 1 I （×10-3μA-1）
10	80	12.50
8.0	98	10.20
6.0	122	8.20
5.0	145	6.90
3.0	225	4.44

Answer 1

分析：（1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读，根据△x=

L

d

λ求出单色光的波长表达式．
（2）根据P=mv求出A滑块的动量，根据动量守恒定律知，弹簧弹开后滑块AB的总动量等于初状态的总动量，等于0．
（3）根据E=IR+Ir，得

1

I

=

R

E

+

r

E

，知

1

I

与R成线性关系，通过图线的斜率和截距去求电源的电动势和内阻．

解答：解：（1）游标卡尺的读数x₁=0mm+0.02×15mm=0.30mm，x₂=14mm+0.02×24mm=14.48mm．
根据△x=

L

d

λ得，λ=

△xd

L

=

(x7-x1)d

6L

．
（2）A物体的质量为0.2kg，速度vA=

0.9×10-2

0.1

m/s=0.09m/s，则A的动量P_A=m_Av_A=0.2×0.09=0.018kgm/s．因为系统动量守恒，初状态的总动量为0，则弹簧弹开后滑块AB的总动量为0．
（3））①因为

1

I

=

R

E

+

r

E

，应选用图线

1

I

-R，是一条直线，图线的斜率表示电动势的倒数，纵轴截距表示内阻与电动势的比值，容易求出电池的电动势和内电阻．如下图．
②根据E=IR+Ir，得

1

I

=

R

E

+

r

E

，图线斜率的倒数表示电动势，所以E=

10

13.2-1

V=0.82V，纵轴截距等于

r

E

，所以r=0.82×10³=820Ω．
故答案为：（1）x₁=0.30mm，x₇=14.48mm，λ=

(x7-x1)d

6L

；
（2）①0.018kg?m/s    ②0；
（3）①应选用图线

1

I

-R，是一条直线，容易求出 电池的电动势和内电阻，如下图．

②0.82V；   820Ω

点评：本题考查了游标卡尺的读数方法，动量守恒定律的基本应用，以及安阻法测量电源电动势和内电阻，掌握用图象法求解电源的电动势和内阻．