上海市物理高考的21个实验1922.docx
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上海市物理高考的21个实验1922
实验目录
一、实验的分类：
1、测量性实验：
如：
测重力加速度2、测加速度3、测量
，r4、练习使用多用表，
2、验证性实验：
1、共点力的合成2、验证机械能守恒3、验证牛顿第二定律4、验证玻意耳定律。
3、研究性实验：
1、研究平抛运动2、研究有固定转动轴物体的平衡3、研究电磁感应现象。
4、设计性实验:
二、实验名称：
实验一用DIS测定位移和速度
实验二用DIS测定加速度
实验三描绘平抛运动的轨迹
实验四研究共点力的合成
实验五固定转动轴
实验六用DIS研究加速度与力、加速度与质量的关系
实验七用单摆测定重力加速度
实验八观察水波的干涉现象
实验九用DIS研究机械能守恒定律
实验十用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系
实验十一用单分子油膜估测分子的大小
实验十二用DIS描绘电场的等势线
实验十三练习用多用表测电阻、电流和电压
实验十四设计、组装简单的模块式电路
实验十五用DIS测电源的电动势和内阻
实验十六用DIS研究通电螺线管的磁感应强度
实验十七测定在一定电压下工作的直流电动的效率
实验十六研究感应电流产生的条件
实验十九研究磁通量变化时感应电流的方向
实验二十用DIS研究回路中的感应电动势的大小与此通量变化快慢的关系
实验二十一观察光的干涉和衍射现象
实验十九研究磁通量变化时感应电流的方向
【探究目的】:
探究感应电流的方向与磁通量变化的关系.
【方案设计】:
方案1
[实验原理]将条型磁铁的N、S极分别插入感应线圈，或从感应线圈中拉出，观察检流计指针的偏转情况，然后归纳出判断感应电流方向的规律.
[实验器材]条形磁铁、检流计、感应线圈等.
[实验过程]如图12-2中（a）、（b）、（c）、（d）所示，将条型磁铁插入或拉出，观察并记录检流计指针的偏转方向.
[实验记录]
（1）在图12-2中画出（a）、（b）、（c）、（d）四种情况下，线圈中感应电流方向及感应电流磁场的方向.
（2）归纳出感应电流的方向与磁通量变化的关系:
__________________________________
方案2（请同学自己设计）
[实验原理]________________________________________________________
t实验器材]______________________________________________________
[实验过程]_______________________________________________________
〔实验记录]
实验结果:
通过上述两个实验，你得到的共同结果是什么?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
（九）研究电磁感应现象
1、关于“研究电磁感应现象”实验的注意事项，下列说法正确的是
A、原、副线圈接入电路前，应查清其绕制方向
B、原线圈电阻很小，通电时间不宜过长，以免损坏电源和线圈
C、无论用什么方法使电流表指针偏转，都不要使表针偏转角度过大，以免损坏电流表
D、在查电流表电流方向和指针偏转方向的关系时，应直接将电源两极和电流表两极线柱相连
2一灵敏电流表，当电流从它的正接线柱流入时，指针向负接线柱一侧偏转，现把它与一个线圈串联，试就下列图12–9-1中各图指出：
⑴图A中电表指针的偏转方向是＿＿＿＿
⑵图B中磁铁下方的极性是＿＿＿＿
⑶图C中磁铁的运动方向是＿＿＿＿
⑷图D中线圈的绕制方法是＿＿＿＿
3、如图12–9–2所示，是判断电流表中电流方向与指针偏转方向关系的一种电路，下列说法中正确的是
A、r的作用是分流B、R的作用是分流
C、r的作用是分压D、R的作用是分压
4、已知电流表的电流从“+”接线柱流入时指针向右偏，在如图12–9–3所示的实验装置中，判断对的是
A、合上S后将A插入B过程中，电流表指针向左偏
B、合上S后将A插入B后，将变阻器触头向b移动时，电流表指针向左偏
C、合上S后将线圈A插入B后，向A中插入铁芯时，电流表指针向左偏
D、线圈A插入B后闭合S的瞬间，电流表指针向右偏
5、如图12–9–4所示器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。
⑴在给出的实物图中，用实线作为导线将实验仪器连成实验电路。
⑵将线圈L1插入L2中，合上开关能使感应电流与原电流的绕行方向相同的实验操作是：
A、插入软铁棒B、拔出线圈L1
C、使变阻器阻值变大D、断开开关
6、一同学用如图12–9–5所示装置研究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系。
已知电流从a接线柱流入电流表时，电流表指针右偏，实验时，磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针偏转情况均记录在下表中。
实验序号
磁场方向
磁铁运动情况
指针偏转情况
1
向下
插入
右偏
2
向下
拔出
左偏
3
向上
插入
左偏
4
向上
拔出
右偏
⑴由实验1、3得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
⑵由实验2、4得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
⑶由实验1、2、3、4得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
7、在下列实验器材中做“研究电磁感应现象”实验所需的器材是（）
A、OuA～300uA的灵敏电流表
B、OµA～0.6A～3µA电流表
C、OV～3V～15V的电压表
D、10KΩ的定值电阻
E、OΩ～10Ω、2A的滑动变阻器
F、OΩ～2000Ω、O.3A的滑动变阻器
G、原副线圈
H、6V蓄电池一组
L、电键一个，导线若干
8某学生做观察电磁感应现象，将电流表12-9-6、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连成如图的实验电路。
当他接通，断开开关时、电表的指针都没用偏转，其原因是（）
A.开个位置接错B.电流表的正负极接反
C.线圈B的接头3、4接反D.蓄电池的正、负极接反
9.一个学生用图12-9-7电路验证楞次定律，他在实验步骤中有重要的遗漏。
他的主要步骤如下：
（1）把蓄电池、开关和线圈A串联成一个电路。
（2）把电流表和线圈B串联成另一个电路。
（3）接通电流，给线圈A通电，并记下线圈A中电流的方向。
把线圈A插入线圈B中，停一会儿再去取来，当线圈A在插入和取出过程中，以及停止运动时，观察电流表的指针有无偏转，并记下指针偏转方向。
（4）改变线圈A中的电流方向，按步骤（3）重做实验，观察电流表的指针有无偏转，并记下指针偏转的方向.
这个学生想根据上述实验记录验证楞次定律，他在实验中漏掉了什么重要实验步骤？
10.在图12-9-8所示装置中，A、B两回路中各有一电键S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能实现的是（）
A.先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转
B.S1、S2闭合后，在断开S2瞬间，电流指针偏转
C.先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流指针偏转
D.S1、S2闭会后，在断开S1瞬间，电流计指针偏转
答案与提示
1、A、B、C2.⑴向负接线柱偏转⑵N极⑶向下⑷从上到下看是逆时针3.A、D
4.D5.⑴如图12-9-9所示⑵B、C、D6.⑴穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反⑵穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与磁场方向相同⑶感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化7.A、D、E、G、H、I8.A9.查明电流表指针的偏转方向与线圈B中电流方向的关系。
10.A、D
27．（7分）在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中，所需的实验器材如图所示．现已用导线连接了部分实验电路．
（1）请画实线作为导线从箭头１和２处连接其余部分电路；
（2）实验时，将L1插入线圈L2中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是______________________________；
（3）（多选）某同学设想使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，可行的实验操作是
（A）抽出线圈L1（B）插入软铁棒
（C）使变阻器滑片P左移（D）断开开关
27．（7分）
（1）图略（2分）
（2）闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流。
（2分）
（3）BC（3分）
26．（3分）现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向右加速滑动时，电流计指针向左偏转。
由此可以判断（c）
（A）线圈A向下移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
（B）因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
（C）线圈A中插入铁芯或合上开关，都能引起电流计指针向左偏转
（D）滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
26．（4分）在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中：
（1）某同学用通电螺线管代替条形磁铁进行如下实验操作：
A．将灵敏电流计直接与电池两极相连，检测灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系。
B．按右图接好电路。
C．把原线圈放入副线圈中，接通、断开电键观察并记录灵敏电流计指针偏转方向。
D．归纳出感应电流的方向与磁通量变化的关系。
其中错误之处是____________________、____________________。
（2）已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联接成右图所示电路，条形磁铁的磁极、运动方向及灵敏电流计的正负接线柱和指针偏转方向均如图所示，试画出螺线管上导线的绕向。
26．（4分）
（1）A中电流计要串接保护电阻后接到电池上，（1分）B中原副线圈位置换错了（1分）
（2）如右图所示（2分）
28．（8分）在“研究电磁感应现象”的实验中：
（1）现有器材：
A．零刻度在中央的灵敏电流计；B．带软铁棒的原、副线圈；C．蓄电池；D．滑动变阻器；E．电键；F．废干电池；G．阻值几十千欧的限流电阻；H．铜环；I．导线若干．实验时，为查明电流表指针偏向和通入电流方向的关系，应选用上述器材中的_____________组成电路（填器材前的字母）．
（2）若选用部分器材组成如图（a）所示实物连接图，合上电键S时发现电流表指针向右偏，填写下表空格：
实验操作
指针偏转情况
滑片P右移时
原线圈停留在副线圈中时
拔出原线圈时
（3）如图（b）所示，A、B为原、副线圈的俯视图，已知副线圈中产生顺时针方向的感应电流，根据图（a）如果原线圈中电流为顺时针方向，则原线圈的运动情况是．
（4）某同学利用
（1）中部分器材连接了一实验电路如图（c）所示，实验过程中螺线管竖直放置且距水平桌面高20cm，S保持闭合．一铜环O沿螺线管的轴线下落，在下落到水平桌面的过程中环面始终保持水平．位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离．铜环先后经过轴线上的1、2、3位置，关于铜环在1、2、3位置时的相关物理量大小比较，在1位置时最大；在2位置时最大；在3位置时最大．（每空需填两个物理量）
28．（8分）
（1）ACEGI（或AEFGI）
（2）向右偏，无偏转，向左偏
（3）正从副线圈中拔出
（4）机械能、重力势能；加速度、合力；感应电流、感应电动势等．
实验二十用DIS研究回路中的感应电动势的大小与此通量变化快慢的关系
拓展教材ⅡP63-P64
【学生实验】用DIS研究回路中的感应电动势的大小与此通量变化快慢的关系
【实验目的】探索影响感应电动势的有关因素
【实验器材】导轨、小车、挡光片、螺线管、磁铁、电压传感器、光电门传感器、计算机等。
【试验装置】如图7-2所示，小车上涨有磁铁和挡光片，小车的挡光片经过光电门传感器时，DIS试验系统记录挡光片时间△t,电压传感器记录下此段时间螺线管中感应电动势的平均值E。
【实验过程及数据分析】
（1）让小车以不同的速度靠近螺线管，得到在不同△t内的感应电动势平均值E。
（感应电动势平均值近似于最大值）
（2）重复上述步骤可得一组△t和E值，点击软件界面上的"
",屏幕出现图7-3所示图线，试验中因磁铁相对螺线管位置的变化相同，各次实验螺线管中磁通量的变化量△ф都相同，可见感应电动势E和1/△t成正比关系，即E与△t成反比。
（3）改用不同匝数的线圈（线圈直径不变），是磁铁用相同速度靠近线圈，会得到什么结果？
【实验结果】
————————————
二十二.DIS实验研究电磁感应规律
（研究回路中感应电动势的大小与磁通量变化快慢的关系）
1.本实验的目的是探索，本实验采用的物理学研究的方法是.
2.请将如下的实验步骤填写完整。
（1）将电压传感器接入数据采集器；
（2）电压传感器的测量接口与粗铜线圈两端连接；
（3）选择传感器窗口为“指针”显示方式；
（4）将粗铜线绕成单匝线圈，将条形磁铁，观察感应电动势大小的变化；
（5）改变粗铜线圈的匝数，将条形磁铁，观察感应电动势大小的变化。
3.通过本实验得到如下结论，你认为哪些是正确的（）
（A）感应电动势大小跟穿过回路磁通量的变化大小有关，磁通量变化越大，感应电动势越大。
（B）感应电动势大小跟闯过回路磁通量的变化快慢有关，磁通量变化越快，感应电动势越大
（C）感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比
（D）若线圈的匝数为n，则整个线圈产生的感应电动势为单匝线圈产生的感应电动势的n倍。
4.图为观察闭合线圈中由于穿过线圈平面的地磁场磁通量发生变化而产生的感应电流的DIS实验实物图。
当线圈在空间的不同位置转动时，计算机屏上显示的电流数值有大有小，当线圈平面与磁子午线面时，转动线圈，计算机屏上显示的感应电流最大。
这时穿过闭合线圈的磁通量（填“最大”或“最小”），穿过闭合线圈的磁通量变化率（填“最大”或“最小”）。
答案：
.与感应电动势大小有关的因素控制变量法
以不同速率插入或拔出线圈以相同速率插入或拉出线圈BCD垂直最小最大
19．（08上海）（10分）如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。
将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间，试测线圈平面与螺线管的轴线垂直，可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。
将试测线圈引线的两端与冲击电流计D相连。
拨动双刀双掷换向开关K，改变通入螺线管的电流方向，而不改变电流大小，在P中产生的感应电流引起D的指针偏转。
（1）将开关合到位置1，待螺线管A中的电流稳定后，再将K从位置1拨到位置2，测得D的最大偏转距离为dm，已知冲击电流计的磁通灵敏度为Dφ，Dφ＝
，式中
为单匝试测线圈磁通量的变化量。
则试测线圈所在处磁感应强度B＝＿＿＿＿＿＿；若将K从位置1拨到位置2的过程所用的时间为Δt，则试测线圈P中产生的平均感应电动势ε＝＿＿＿＿。
实验次数
I（A）
B（×10－3T）
1
0.5
0.62
2
1.0
1.25
3
1.5
1.88
4
2.0
2.51
5
2.5
3.12
（2）调节可变电阻R，多次改变电流并拨动K，得到A中电流I和磁感应强度B的数据，见右表。
由此可得，螺线管A内部在感应强度B和电流I的关系为B＝＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）（多选题）为了减小实验误差，提高测量的准确性，可采取的措施有
（A）适当增加试测线圈的匝数N
（B）适当增大试测线圈的横截面积S
（C）适当增大可变电阻R的阻值
（D）适当拨长拨动开关的时间Δt
19．
（1）
，
（2）0.00125I（或kI）（3）A，B
29．某实验小组设计了如图（a）的实验电路，通过调节电源可在原线圈中产生变化的电流，用磁传感器可记录原线圈中产生的磁场B的变化情况，用电压传感器可记录副线圈中感应电动势E的变化情况，二者的变化情况可同时显示在计算机显示屏上。
某次实验中得到的B-t、E-t图像如图（b）所示。
（b）
（1）试观察比较这两组图像，可得出的定性结论是（请写出两个结论）：
___
（1）B均匀变化，产生恒定的感应电动势；B的变化率越大，产生的感应电动势越大；若B恒定，则E为零______
（2）该实验小组利用两组图像求出六组磁感应强度变化率（ΔB/Δt）和对应的感应电动势E的数据，并建立坐标系，描出的六个点如图（c）所示。
请在图（c）中绘出E-ΔB/Δt的图线；
（2）（见右图）
（3）在该实验中，若使用的副线圈的匝数为100匝，则由图线可求得该副线圈的横截面积为_______________cm2。
29．（3）2.77（2.75~2.82）
实验二十一观察光的干涉和衍射现象
1观察光的干涉现象
[实验目的]利用自制的双缝，观察光的干涉条纹的问距随双缝的间隙、光屏到缝的距离变化的情况.
【实验器材]激光，自制的双缝屏，光屏.
[实验原理]当激光通过双缝时，被分为振动情况相同的两束光，照射到光屏上产生叠加形成光的干涉现象.
[实验步骤]
l自制双缝屏将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出有很小间隙（约0.1）mm的双缝.在两刀片间夹上纸片，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝;
2.按图13-3所示的方法，让激光束通过自制的双缝，观察在光屏上出现的现象;
3.换用不同间隙的双缝，保持缝到光屏的距离不变，记录下观察到的现象;
4.保持双缝的间隙不变，改变光屏到缝的距离，记录下观察到的现象;
观察结果:
_____________________________________________________________
[实验结论]
当保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距越大;
当保持光屏到缝的距离不变，双缝的间隙越小，屏上条纹的间距越大.
在以上实验中，如果用白光代替激光，双缝干涉图案将呈现彩色条纹.这种彩色条纹是如何产生的?
在双缝干涉现象里，望垒盆或堕垒纹之间的距离二良主担雯问·在狭缝间且且毫型运缝主冕旦旦直遭不变的条件下，用不同悖的&做实验，每纹血腥壁旦的;图13-4所示的图案是分别使用红光、紫光和自光，在相同实验条件下分别获得的双缝干涉的图案.二
实验表明，红光的条纹间隔最大，紫光的条纹间隔最小.波的干涉理论告诉我们:
波长越长，干涉条纹之间的距离越大，条纹的间距腿姐旦-因此不同色光丽闷不同:
四面正向豆豆豆的波长最短.自、是直至堕颜鱼且整鱼光复合而应明，而不同色光的波长不同，产生的哩堕垒盆且盟主且不同，因此在屏上出现了:
髦集条纹.
不同色光在真空中的传播速度相同，根据波长与扭主监垄织等圭遮速这个关系可知:
哩j三越长，频率越值1波长越箩1拯穿越茧，即
红光的频率最低，紫光的频率最高.（见P70）
2观察光的衍射现象
[实验目的]利用自制的狭缝，观察光的衍射条纹的间距随狭缝宽度变化的情况.
[实验器材]激光，自制的狭缝屏，光屏.
[实验原理]当激光通过狭缝时，光离开直线路径绕到障碍物阴影里去，形成光的衍射现象.
[实验步骤]
1.自制狭缝.用两片中央有孔的硬纸片夹住两片刀片，如图13-9（a）所示，形成一个可以调节缝宽的狭缝.
2.按图13-11所示的方法，让激光束通过自制的狭缝，观察在光屏上出现的现象;
3.保持缝到光屏的距离不变，调节狭缝的缝宽，记录下观察到的现象;
观察结果:
_______________________________________________________
[实验结论]
当保持狭缝到光屏的距离不变，屏上明暗相间的条纹间距随缝宽的减小而增大
10．如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间
距变大可改用长更___________（填长、短）的单色
光，或是使双缝与光屏间的距离___________（填增
大、减小）
10、长，增大
19．（4分）光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同波长的光衰减程度不同，可以用表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，＝I出/I入，右图表示与波长之间的关系。
当用此传感器分别接收A、B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A光的波长A＝625nm，B光由B1＝605nm和B2＝665nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比IB1:
IB2＝2:
3，由图可知A＝__________；A光强度与B光强度之比IA:
IB＝__________。
19．0.35，27/35，
26．（5分）（单选）图示中用刀片在涂有墨汁的玻璃片上划出有很小间隙的双缝．
（1）双缝的作用是当激光照射它时
（A）在双缝处形成明暗相间等间距的条纹
（B）形成相干光并在光屏上出现中间宽两边窄的条纹
（C）形成两束增强的光并进行叠加形成明暗相间的条纹
（D）形成振动情况相同的两束光并在光屏上形成明暗相间等间距的条纹
（2）实验时如果增大双缝屏到光屏的距离，条纹间距______，条纹亮度_______．
26．（5分）
（1）D（2分）
（2）增大（2分）变暗（1分）
27．（多选题，4分）某同学让激光束通过自制双缝，观察在光屏上形成的双缝干涉条纹。
如图所示。
关于该同学的操作过程及对应看到的现象，下面几种叙述正确的是（AC）
（A）仅将光屏移近双缝，光屏上干涉条纹间距变窄
（B）仅将激光器移近双缝，光屏上干涉条纹间距变宽
（C）仅换一个两缝之间距离较大的双缝，光屏上干涉条纹间距变窄
（D）仅将红色光源的激光器换成蓝色光源的激光器，光屏上干涉条纹间距变宽
26．（6分）利用如图所示装置，可以在光屏上观察到明暗相间的条纹，这是光的____________现象，若保持单缝到光屏的距离不变，调节狭缝的缝宽，则屏上明暗相间的条纹间距将随单缝宽度的减小而___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
26．答案：
衍射，增大
26.（4分）（多选题）如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹间距变小，则可采取的措施为（BD）
A.改用波长更长的单色光B.改用频率更高的单色光
C.增大双缝与光屏之间的距离D.改用间隙更大的双缝
26．（多选题）（4分）图a、图b为两次用单色光做双缝干涉实验时，屏幕上显示的图样，图a条纹间距明显大于图b，比较这两次实验（）
（A）若光屏到双缝的距离相等，则图a对应的波长较大
（B）若光源、双缝间隙相同，则图a光屏到双缝的距离较大
（C）若光源、光屏到双缝的距离相同，则图a双缝间隙较小
（D）在相同的条件下，图a的光更容易产生明显的衍射现象
26．（共4分）BC
26．（6分）在观察光的双缝干涉现象的实验中：
（1）将激光束照在如图所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是下图中的（）
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