浙江选考版高考物理二轮复习 专题六 实验题题型强化 第3讲 选考实验学案.docx
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浙江选考版高考物理二轮复习专题六实验题题型强化第3讲选考实验学案
第3讲 选考实验
[选考考点分布]
实验名称
考试属性
历次选考统计
必考
加试
2015/10
2016/04
2016/10
2017/04
2017/11
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.用双缝干涉测量光的波长（同时练习使用测量头）
√
21
19.探究碰撞中的不变量
√
考点一 选考电学实验
1．（2017·浙江4月选考·21）
（1）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是________（多选）．
A．有闭合铁芯的原副线圈
B．无铁芯的原副线圈
C．交流电源
D．直流电源
E．多用电表（交流电压挡）
F．多用电表（交流电流挡）
用匝数na＝60匝和nb＝120匝的变压器，实验测量数据如下表
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.90
Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是__________（填na或nb）
（2）如图1所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验，磁体从靠近线圈的上方静止下落．当磁体运动到如图所示的位置时，流过线圈的感应电流方向从________（填“a到b”或“b到a”）．在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示的电流i随时间t的图象应该是______．
图1
答案
（1）ACE nb
（2）b到a A
2．（2016·浙江10月选考·21
（2））如图2所示，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”的实验中，下列说法正确的是________（填字母）．
图2
A．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“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表
C．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱、副线圈电压大于原线圈电压
D．为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响
答案 AD
3．（2015·浙江10月选考·21）
（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，电源输出端与变压器线圈连接方式正确的是图3中的________（填“甲”或“乙”）．变压器原、副线圈的匝数分别为120匝和60匝，测得的电压分别为8.2V和3.6V，据此可知电压比与匝数比不相等，主要原因是____________________．
图3
（2）在“探究导体电阻与其影响因素的关系”实验中，某同学测量金属丝直径时，螺旋测微器示数如图4所示，读数是________mm；若要测量该金属丝的电阻率，还需要用到的测量仪器有________．
图4
答案
（1）乙 漏磁、铁芯发热、导线发热
（2）0.639±0.002 毫米刻度尺、电流表和电压表
解析
（1）变压器是靠电磁感应原理工作的，必须接交流电，故正确的是图乙；理想变压器电压与匝数成正比，实际变压器不成正比的原因是由于漏磁、铁芯发热、导线发热等电能损失造成的．
（2）读数为0.5mm＋13.9×0.01mm＝0.639mm.
由电阻定律可知，要求出电阻率，还要测量导线的长度以及电阻，故还需要毫米刻度尺、电流表和电压表．
4．（2017·浙江余姚中学高三上期中）如图5所示是“研究电磁感应现象”的实验装置．
（1）将图中所缺导线补接完整．
（2）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，将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针将________（填“左偏”或“右偏”）；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将________（填“右偏”或“左偏”）．
图5
答案
（1）如图所示
（2）右偏 右偏
解析
（1）研究电磁感应现象的实验电路分两部分，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：
（2）闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏；将原线圈迅速插入副线圈时，磁场方向不变，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏转一下；原线圈插入副线圈后，由电路图可知，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，原线圈电流变大，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变大，灵敏电流计指针将向右偏转一下．
5．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6所示，下列说法正确的是（ ）
图6
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
考点二 选考3－4、3－5实验
1．（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7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”）．
图7
（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8所示，请在虚线框中画出光路图．
图8
答案
（1）C
（2）偏小 （3）光路图见解析
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；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n＝
求折射率，也可以通过画出两个半径一样的圆，通过sinθ＝
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．
2．（2016·浙江10月选考·21
（1））在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆的周期时，图9中________（填“甲”“乙”或“丙”）作为计时开始与终止的位置更好些．
图9
答案 乙
3．（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0.20mm的双缝，双缝与屏的距离为600mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图10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25.70mm.沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k＋5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10
答案 D 19.40 420
4．（2017·稽阳联谊学校8月联考）
（1）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中．
①甲、乙两位同学测出了单摆的摆线长度和摆球直径，以及其对应的完成50次全振动所需要的时间t，并更换摆长多次实验．为记录数据并得到周期T和摆长L之间的关系，他们设计了如下记录数据的表格．
请问：
哪位同学的表格设计更科学________.
测量序号
测量物理量
1
…
6
摆长L/m
周期T/s
T2/s2
甲
测量序号
测量物理量
1
…
6
摆线长l/m
小球直径d/m
50个周期时间t/s
摆长L/m
周期T/s
T2/s2
乙
②针对该实验，有人提出以下几点建议：
A．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的
B．适当加长摆线
C．单摆偏离平衡位置的角度最好能取容易计算的角，比如30°角
D．当单摆离开平衡位置位移最大处开始计时和结束计时，因为此时摆球速度最小，容易找准位置
其中对提高测量结果精确度有利的是________．
（2）某同学在用双缝干涉装置来测量红光的波长，实验时，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相间的条纹，只看到一片亮区，造成这种情况的最可能的原因是（ ）
A．光源、单缝、双缝和屏的中心不在同一直线上
B．单缝和双缝没有平行
C．光源亮度不够
D．光源距离单缝太远
答案
（1）①乙 ②B
（2）B
5．“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图11所示．
图11
（1）下列说法正确的是________．
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．通过调节拨杆（图中没有画出），使单缝与双缝平行，且通过目镜能观察到干涉图样
C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝
（2）在本实验中，小李同学用黄光作为入射光，发现条纹间距太小．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有________．
A．改用红光作为入射光
B．改用蓝光作为入射光
C．增大双缝到屏的距离
D．更换间距更大的双缝
（3）小李同学正确操作后，在目镜中看到是图12中的______．
图12
答案
（1）B
（2）AC （3）B
解析
（2）由干涉条纹的间距Δx＝
λ知要使条纹间距变大可改用波长更长的红光作为入射光、增大双缝到屏的距离l或更换间距更小的双缝．
6．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：
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13所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．
图13
（1）若已得到打点纸带如图14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14
（2）已测得小车A的质量mA＝0.40kg，小车B的质量mB＝0.20kg，由以上测量结果可得：
碰前mAvA＋mBvB＝____________kg·m/s；碰后mAvA＋mBvB＝________kg·m/s.（结果均保留三位有效数字）
答案
（1）BC DE
（2）0.420 0.417
专题强化练
（限时：
25分钟）
1．用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示．
图1
（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1m左右的细线
B．长度为30cm左右的细线
C．直径为1.8cm的塑料球
D．直径为1.8cm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
1
2
3
摆长L/cm
80.00
90.00
100.00
50次全振动时间t/s
90.0
95.5
100.5
振动周期T/s
1.80
1.91
重力加速度g/（m·s－2）
9.74
9.73
请计算出第3组实验中的T＝________s，g＝________m/s2.
答案
（1）AD
（2）
（3）2.01 9.76
解析
（1）单摆模型需要满足的两个基本条件：
①摆线长远大于小球的直径；②小球的密度越大越好．所以应选A、D.
（2）由T＝
，T＝2π
得g＝
（3）T＝
＝
s＝2.01s
g＝
＝
m/s2≈9.76m/s2.
2．（2017·浙江“七彩阳光”联考）在用插针法测定某特种玻璃的折射率的实验中：
（1）指出图2中的不当之处：
甲：
________________________________________________________________；
乙：
________________________________________________________________.
图2
（2）某同学已经对实验得到的光路图进行了初步处理，如图3所示，估算该特种玻璃砖的折射率为________（保留两位小数）．
图3
答案
（1）入射角太小 不能用手触摸玻璃光学面，不能拿玻璃当尺子
（2）2.10～2.20（用一把刻度尺，取等长的斜边即可解题，印刷时可能会因图片变形引起答案变化）
3．（2017·杭州市高三上期末）
（1）小明同学用图4所示装置进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验时，透过放大镜B观察到了绿光的干涉条纹，但条纹的亮度很低，为了便于测量，下列方法能够使条纹亮度增加的是________．
图4
A．增加光源的功率
B．将毛玻璃换成透明玻璃
C．将放大镜A换一个面积更大的放大镜
D．调节测量头的位置
（2）小明在做
（1）问实验时，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准屏上第1条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数为0.110mm;转动手轮，使分划板中心刻线右移并对准第4条亮条纹的中心（如图5所示），记下此时手轮上的读数为________mm.若已知单缝与双缝间的距离L1＝80mm,双缝与屏的距离L2＝500mm，单缝宽d1＝0.10mm，双缝间距d2＝0.20mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为______m（计算结果保留两位有效数字）．
图5
答案
（1）AC
（2）4.404 5.7×10－7
4．（2017·绍兴市一中期末）在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜ABC，并确定AB和AC界面的位置．然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像，如图6所示．
图6
（1）此后正确的操作步骤是______．（选填选项前的字母）
A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）．为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图7甲、乙所示．在图中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图________（填“甲”或“乙”），所测玻璃折射率的表达式n＝________（用代表线段长度的字母ED、FG表示）．
图7
答案
（1）BD
（2）乙
5．（2017·嘉兴一中等五校联考）
（1）如图8所示是“研究电磁感应现象”的实验装置．
图8
①将图中所缺导线补接完整．
②如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后将线圈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做“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．
①下列操作正确的是________．
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
②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）①如图所示 ②向左偏
（2）①D ②减小
6．有一个教学用的可拆变压器，如图9甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以绕线．
图9
（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断________（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多．
（2）如果把它看做理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：
一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请完成实验步骤的填空：
①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；
②将________（选填“A”或“B”）线圈与低压交流电源相连接；
③用多用电表的________挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U.
④则A线圈的匝数为________．
答案
（1）A
（2）②A ③交流电压 ④n
解析
（1）根据电阻定律，电阻率和横截面积相同时，导线越长，电阻越大，因为A的电阻比B大，所以A线圈匝数较多．
（2）因为要测量A线圈匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接．变压器输入、输出电压都是交流电，所以要用交流电压挡测输入和输出电压．根据变压器电压比等于匝数比，有：
＝
.所以：
nA＝n
.
7．（2017·浙江名校协作体模拟）
（1）在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用实验装置如图10甲所示．
①调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，此时手轮上的读数如图乙所示，则读数为________mm;
②如果用上述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________．
甲
乙
图10
图11
（2）在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，画出完整的光路图，由于没有量角器，他以入射点O点为圆心画圆交入射光线于A点，交折射光线于B点，过A点画法线的垂线与法线交于C点，过B点画法线的垂线与法线交于D点，如图11所示，若各线段的长度可以用
、
、
、
表示，则玻璃的折射率可表示为__________．
答案
（1）①2.323 ②滤光片和单缝
（2）
解析
（1）①手轮上的读数为2.0mm＋0.01×32.3mm＝2.323mm，②氦氖激光器发出的激光具有很好的单色性和相干性，所以不需要滤光片和单缝，直接照射到双缝上即可得到干涉图样．
（2）据折射定律有n＝
＝
.
8．（2016·嘉兴市模拟）某同学用如图12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12
（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m1·
＝________，就可以验证碰撞过程中动量守恒．
答案
（1）ACE
（2）大于 （3）
（4）m1·
＋m2·
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
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．
碰撞前球1的速度v1＝
碰撞后球1的速度v2＝
碰撞后被碰球2的速度v3＝
若m1v1＝m1v2＋m2v3，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：
m1·
＝m1·
＋m2·
.
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