【精品】2019高考物理二轮复习专题六实验题题型强化第3讲鸭实验学案.pdf

1第 3 讲选考实验 历次选考考情分析 实验名称考试属性历次选考统计必考加试2015/102016/042016/102017/042017/112018/04 13.探究电磁感应的产生条件14.探究感应电流方向的规律21(2)15.探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系21(1)21(2)21(1)16.探究单摆周期与摆长的关系21(1)17.测定玻璃的折射率21 18.用双缝干涉测量光2121 2的波长(同时练习使用游标型测量头)19.探究碰撞中的不变量3考点一选考电学实验例 1(2018义乌市模拟)(1)如图 1 所示是“研究电磁感应现象”的实验装置图 1 将图中所缺导线补接完整如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将_(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)(2)某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压下列操作正确的是_A原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡B原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡C原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡D原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压_(选填“增大”“减小”或“不变”)答案(1)见解析图向左偏(2)D减小解析(1)探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路，如图所示：闭合开关瞬间，通过线圈B的磁通量增大，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的增大，感应电流方向和原电流方向相反，灵敏电流计指针向右偏，而把A从B中拔出来时，通过线圈B的磁通量减小，感应电流的磁场要阻碍原磁场磁通量的减小，即感应电流方向和原电流方向相同，故灵敏电流计指针向左偏4(2)变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故电表用交流电压挡，故 A、B、C错误，D正确；根据变压比公式U1U2n1n2，保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小1(2018诸暨中学段考)如图 2所示为“探究感应电流方向的规律”实验装置，下列电表中最适合该实验的是_(填字母)图 2 答案B 解析本实验是“探究感应电流方向的规律”，根据实验原理可知，条形磁铁的运动会导致闭合线圈内的磁通量发生变化，从而产生较小的感应电流，因此需要灵敏电流计，因电流有方向，故应采用指针在中间的电流计，所以B是最适合的，故B正确2(2018书生中学月考)在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图3 甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央然后按图乙所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和S串联成另一个闭合回路图 3(1)S 闭合后，将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中，电流表的指针将_偏转(选填“向左”“向右”或“不”)(2)线圈A放在B中不动时，指针将_偏转(选填“向左”“向右”或“不”)(3)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表指针将 _偏转(选填“向左”“向右”或“不”)答案(1)向右(2)不(3)向右解析(1)线圈A中磁场方向向上，插入B线圈，线圈B中磁通量变大，感应电流的磁场方向5向下，电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转；(2)线圈不动，磁通量不变，无感应电流，故指针不动；(3)线圈A中磁场方向向上，滑片向左移动，电流变大，线圈B中磁通量变大，感应电流的磁场方向向下，电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转3 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：A可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)B条形磁铁C直流电源D多用电表E开关、导线若干(1)上述器材在本实验中不会用到的是_(填器材前的序号)，本实验中还需用到的器材有_(2)如图 4 所示，下列说法正确的是_图 4 A与灯泡连接的线圈叫原线圈B测量变压器输出电压要用直流电压表C若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变大D若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变小答案(1)BC 低压交流电源(2)C 4(2018东阳中学期中)东阳中学创新班同学想用220 V交流作为小型收录机的电源他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V 的交流电源，于是他又添置了一台 220 V/6 V的变压器，如图5 所示他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗图 5(1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书你能帮他判断正确的接法是a、d端接_(填“220 V”或“6 V”)6(2)这台 220 V/6 V的理想变压器接6 V 的线圈匝数是300 匝，则接220 V 的线圈匝数是_匝(3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数Na 80 匝和Nb160匝的一个变压器重新接在电源上，测量结果记录如下，则接电源的是_(填“Na”或“Nb”).Ua/V1.802.803.80 Ub/V4.006.018.02 答案(1)6 V(2)11 000(3)Nb解析(1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据PUI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式RlS知，引线要粗，故a、d接 6 V.(2)根据变压器工作原理知：UaUbNaNb，若理想变压器接6 V 的线圈匝数是300 匝，则接220 V的线圈匝数是11 000 匝(3)根据变压器工作原理知：UaUbNaNb，本题采用的是降压变压器，所以接电源的应该是匝数多的线圈，所以接电源的是Nb.考点二选考 34、35 实验例 2(2018浙江4 月选考 21)(1)细丝和单缝有相似的衍射图样在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝和细丝，在光屏上形成的衍射图样如图6 中a 和 b 所示已知细丝的直径为0.605 mm，现用螺旋测微器测量细丝的直径，如图7 所示，细丝的直径为_ mm.图 6 中的 _(填“a”或“b”)是细丝的衍射图样图 6 7图 7(2)小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验单缝和平面镜的放置如图8 所示，白炽灯发出的光经滤光片成为波长为 的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹小明测得单缝与镜面延长线的距离为h、与光屏的距离为D，则条纹间距x_.随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上_(填“能”或“不能”)观察到干涉条纹图 8 答案(1)0.999(0.9961.000)a(2)D2h不能解析(1)因为螺旋测微器主尺的半格为0.5 mm，完整一格为1 mm，螺旋转轮上面一格0.01 mm，再估读一位，由题图可知，直径为0.999 mm；衍射单缝越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；衍射单缝越大，衍射现象越不明显，条纹间距越小，题图a 的条纹间距小，对应的细丝比较粗，题图b 的条纹间距大，对应的细丝比较细，因为0.999 mm0.605 mm，所以选a.(2)本题中，单缝在平面镜中的镜像，与原来的单缝共同构成一组双缝(如图)，所以双缝间距为d2h，故 xD2h.不能，因为不符合相干光的条件，不能发生干涉5(2018温州市十五校联合体期末)用单摆测定重力加速度的实验装置如图9 所示关于该实验，有下列步骤：8图 9(1)测单摆周期时，为减小测量误差，应_A以平衡位置作为计时起点B以最大位移处作为计时起点C可以以任意位置作为计时起点(2)测出摆线长L，小球直径d，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、d、n、t表示)(3)如图 10 所示，用游标卡尺测得小球的直径为_ mm.图 10(4)某同学在实验时忘了测量小球直径，但是改变摆线长度做了多次测量，得到多组T与L的实验数据，根据这些数据，该同学能否求得当地的重力加速度？_.(填“能”或“不能”)答案(1)A(2)2n222Ldt2(3)20.3(4)能6(2017浙江11 月选考 21)在“测定玻璃的折射率”实验时，(1)下列做法正确的是_A入射角越大，误差越小B在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面C实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量D判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部(2)小明同学在插针时玻璃砖的位置如图11 所示，根据插针与纸上已画的界面确定入射点与出射点，依据上述操作所测得的折射率_(填“偏大”“偏小”或“不变”)9图 11(3)小明同学经正确操作后，在纸上留下四枚大头针的位置P1、P2、P3和P4，AB和CD是描出的玻璃砖的两个边，如图12 所示，请在虚线框中画出光路图图 12 答案(1)C(2)偏小(3)见解析图解析(1)本实验在用插针法时，角度不宜过大，否则很难确定折射角，选项 A错误；不能用铅笔贴着光学面画界面，所以选项B错误；本实验通过nsin 1sin 2求折射率，也可以通过画出两个半径一样的圆，通过sin x1r将角度转化为角度对边之比求折射率，所以选项C正确；在观察像与针是否在一条直线时，应该观察大头针底部，所以D错误(2)由图可知，此次测量的折射角偏大，导致测得的折射率偏小(3)光路图如图所示107(20189 1 高中联盟期中)(1)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，在观察白光的干涉图样时，现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、透镜D、单缝E等光学元件，如图13 甲所示将白光光源C放在光具座最右端，依次放置其他光学元件，由右至左，表示各光学元件的字母排列顺序应为：C_A.图 13(2)一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节_A仅左右转动透镜B仅旋转单缝C仅旋转双缝D仅旋转测量头(3)为了使测得的单色光的条纹间距增大，在其他条件不变的情况下，以下做法合适的是_A增大单缝与双缝间距B增大双缝与毛玻璃屏间距C增大两双缝间距离D增强光源亮度答案(1)DEB(2)D(3)B 8 某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图14 所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源的11频率为 50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力图 14(1)若已得到打点纸带如图15 所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选_段来计算A的碰前速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)图 15(2)已测得小车A的质量mA0.40 kg，小车B的质量mB0.20 kg，由以上测量结果可得：碰前mAvAmBvB_ kgm/s；碰后mAvAmBvB_ kgm/s.(结果均保留三位有效数字)答案(1)BC DE(2)0.420 0.417 9用单摆测定重力加速度的实验装置如图16 所示图 16(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 1 m 左右的细线B长度为30 cm 左右的细线C直径为 1.8 cm 的塑料球D直径为1.8 cm 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.组次123 摆长L/cm80.0090.00100.00 50 次全振动时间t/s90.095.5100.5 振动周期T/s1.801.91重力加速度g/(ms2)9.749.73 12请计算出第3 组实验中的T_s，g_m/s2.答案(1)AD(2)42n2Lt2(3)2.01 9.76 解析(1)单摆模型需要满足的两个基本条件是摆线长远大于小球的直径，小球的密度越大越好所以应选A、D.(2)由Ttn，T2Lg得g42n2Lt2(3)Ttn100.550 s 2.01 s g42n2Lt243.1425021100.52 m/s29.76 m/s2.专题强化练1图 1 为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接图 1(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好(2)在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑动触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将_(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)；断开开关时，灵敏电流计指针将_(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)答案(1)如图所示(2)向右偏向右偏向左偏2(2018慈溪市期末)在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验13中：(1)若多用电表的选择开关及学生低压电源的面板如图2 所示，则多用电表的选择开关转到的位置和变压器原线圈应连接到学生低压电源的哪两个接线柱_A转到位置a，接左边两个接线柱(标有“”“”)B转到位置b，接左边两个接线柱(标有“”“”)C转到位置a，接右边两个接线柱(标有“”)D转到位置b，接右边两个接线柱(标有“”)图 2(2)如图 3 实验中，下列说法正确的是_(填字母)图 3 A实验用控制变量法，用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈B测量原、副线圈的电压，可用多用电表中的直流电压表C原线圈接0、4 接线柱，副线圈接0、8 接线柱，副线圈电压约为原线圈电压的2 倍D若没有铁芯，变压器的输入电压与输出电压之比还是等于原、副线圈匝数之比答案(1)D(2)AC 3(2018台州市高三期末)如图 4 甲所示是小刘同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置图 4(1)在实验中应该在B处放 _(选填“单缝”或“双缝”)，再装上滤光片(2)经过一系列的调试，得到了亮度较好、清晰的干涉图样，但在放大镜视野中出现如图乙所示的现象，应该如何调整？_.(3)手轮上测量头如图5 所示，其读数为_ mm.14图 5(4)一次实验测量完成后，小刘同学仅将红色滤光片改为绿色滤光片，则观察到干涉条纹的间距_(填“变大”“变小”或“不变”)答案(1)单缝(2)调节测量头使分划板中心刻线与条纹的中心对齐(3)11.54(4)变小154在用双缝干涉测量光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题图 6(1)如图 6 所示，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丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长.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，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d0.50 mm，双缝到光屏的距离l0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图7 甲所示，分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图乙所示，则其示数xA_ mm；在B位置时游标卡尺如图丙所示，则相邻两条纹间距x_ mm.图 7(4)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约为_ m.(5)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_(填“变大”“不变”或“变小”)答案(1)甲(2)EDBA(3)111.15 0.64(4)6.4 107(5)变小解析(1)双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；根据此特点知甲图是干涉图样；(2)为获取单色线光源，白光光源后面要有滤光片、单缝、双缝、光屏，所以各光学元件的排列顺序应为EDBA；(3)、(4)游标卡尺读数主尺读数游标尺读数，故xA111 mm 0.05 mm3 111.15 mm xB115 mm 0.05 mm12 115.60 mm；相邻亮纹的间距：xxBxA70.115 60 0.111 157m 0.000 64 m 0.64 mm；16根据公式xld，有：xdl0.641030.501030.50 m6.4 107 m；(5)根据双缝干涉条纹的间距公式xld 知，频率变高，波长变短，则干涉条纹间距变小5(2018新高考联盟联考)某同学在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，在用铁架搭建好单摆后先测量摆线的长度，其过程如下：图 8 其中悬挂最佳的是图8 中的 _(填“甲”“乙”或“丙”)，这样做的目的是_(填选项前的字母代号)A保证摆动过程中摆长不变B可使周期测量得更加准确C保证摆球在同一竖直平面内摆动某同学采用了如图9 所示方法测量摆长：图 9 摆球直径用游标卡尺进行测量，测量方法和游标刻度如图10 所示，则摆球的直径是_ mm.本单摆的摆长是_ m(请注意单位，本空保留四位有效数字)图 10 答案乙A 14.00 14.06 0.483 0 0.484 5 176(2016浙江4 月选考 21)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，选用红色滤光片和间距为 0.20 mm 的双缝，双缝与屏的距离为600 mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图11甲所示的干涉条纹换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的_(填字母)，此时测量头的读数为25.70 mm.沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k5 级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是_ mm.紫光的波长等于_ nm.图 11 答案D 19.40 420 7(2018嘉兴一中期末)(1)如图 12 所示为“探究感应电流方向的规律”的实验装置，第一次将磁铁快速插入线圈中，第二次将磁铁慢慢插入线圈中，发现电流计的指针摆动幅度大小不 同，第 一 次 比 第 二 次 的 幅 度 _(填 写“大”或“小”)，原 因 是 线 圈 中 的_(填写“磁通量”“磁通量的变化”或“磁通量的变化率”)两次实验不同图 12(2)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，下列操作正确的是_A先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头B调节各器件共轴，使单缝和双缝的缝互相垂直C观察到条纹比较模糊，可以调节拨杆进行调整18D测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮条纹边缘重合下列图示中条纹间距表示正确的是_答案(1)大磁通量的变化率(2)ACC8 用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图13 甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1100 mm，双缝与光屏的距离L2 700 mm，双缝间距d0.25 mm.用测量头来测量亮条纹中心的距离测量时用某种单色光照射双缝得到干涉图样图 13(1)如果用图甲所示装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了光源以外，其他不必要的器材元件有_A滤光片B单缝C双缝D光屏(2)某同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，他以O点为圆心、5.00 cm长为半径画圆，分别交线段OA于C点，交OO于E点，过C点作法线NN的垂线CD交NN于D点，过E点作法线NN的垂线EF交NN于F点，如图乙所示 用刻度尺量得CD 3.00 cm，EF 2.00 cm.由此可得出玻璃的折射率n_.19答案(1)AB(2)1.5 解析(1)激光具有较好的相干性，不再需要滤光片和单缝(2)nsin 1sin 2CDEF1.5.9 某同学用如图14 所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们连接处平滑，O点为重垂线所指的位置实验时先不放置被碰球 2，让球 1 从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复10 次，然后将球2 置于水平槽末端，让球1 仍从位置G由静止滚下，和球 2 碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复 10 次实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N、P.图 14(1)在该实验中，应选用的器材是下列器材中的_A天平B游标卡尺C刻度尺D大小相同的钢球两个E大小相同的钢球和硬橡胶球各一个(2)在此实验中，球1 的质量为m1，球 2 的质量为m2，需满足m1_m2(填“大于”“小于”或“等于”)(3)被碰球 2 飞行的水平距离由图中线段_表示(4)若实验结果满足m1ON_，就可以验证碰撞过程中动量守恒答案(1)ACE(2)大于(3)OP(4)m1OMm2OP解析(1)实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，测量小球落地点的位置需要刻度尺，还需要大小相同的钢球和硬橡胶球各一个，故选项A、C、E正确(2)要碰后球1的速度还沿原来的方向，就要求球1 的质量大于球2 的质量(3)球 1 和球 2相撞后，球2 的速度增大，球1 的速度减小，都做平抛运动，竖直高度相同，所以碰撞后球2 的落地点是P点，所以被碰球2 飞行的水平距离由图中线段OP表示(4)N为碰前球 1 落点的位置，M为碰后球1 落点的位置，P为碰后被碰球2 落点的位置20碰撞前球1 的速度v1ON2hg碰撞后球1 的速度v2OM2hg碰撞后被碰球2 的速度v3OP2hg若m1v1m1v2m2v3，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，代入数据得：m1ONm1OMm2OP.