高三物理实验选做题专项训练.docx
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高三物理实验选做题专项训练
高三物理实验、选做题专项训练
宝安区高考备考物理中心组2008.04.29
选修3-3模块
1．
（1）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中空气做功为2×105J，空气的内能增加了1.5×105J，则空气（填“吸”或“放”）热为J。
⑵1827年，英国植物学家布朗发现了悬浮在水中的花粉微粒的运动．图所示的是显微镜下观察到的三颗花粉微粒做布朗运动的情况。
从实验中可以获取的信息是（至少答出两条）：
1．⑴放；0.5×105J；
⑵①实验中可以观察到微粒越小，布朗运动越明显；②实验中可以观察到温度越高，布朗运动越明显。
2．某同学在夏天游玩时，看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，尤其是湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一鱼儿戏水的图画，但旁边的同学考虑到上层水温较高和压强较小的情况，认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法（用简单的文字表述，不要画图），并指出这样画的物理依据。
（1）正确画法：
。
（2）物理学依据：
。
（3）试分析小昆虫在水面上不会沉入水中的原因。
。
2.
（1）正确画法：
上面的气泡体积比下面的气泡体积要逐渐增大。
（2）物理学依据：
理想气体状态方程，
，
∵P1>P2，T2>T1∴V2>V1
（3）由于昆虫受到水面的表面张力作用，当昆虫在水面上时，液体的表面向下凹，象张紧的橡皮膜，小昆虫受到向上的表面张力的合力与重力平衡，所以昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中
3
．下图为同一密封的小包装食品的两张照片，甲图摄于海拔500m、气温为180C的环境下，乙图摄于海拔3200m、气温为100C环境下。
下列说法中正确的是
（A）乙图中小包内气体的压强增大了。
（B）乙图中小包内气体的压强减小了。
（C）由此推断，如果小包不破裂且鼓起得越厉害，则所在位置的海拔越高。
（D）由此推断，如果小包不破裂，则海拔越高，小包内气体的压强就越大。
[B]
4．热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象。
辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量。
在研究同一物体于不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时，得到如图所示的图线：
图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴Mλ表示物体在不同温度下辐射电磁的强度，则由Mλ—λ图线可知，同一物体在不同温度下，将：
（D）
（A）向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度相同。
（B）向外辐射的电磁波的波长范围是相同的。
（C）向外辐射的最大辐射强度随温度升高而减小。
（D）向外辐射的最大辐射强度的电磁波的波长向短波方向偏移。
5．某物质的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为
，每个分子的质量和体积分别为m和Vo，则阿伏加德罗常数NA可以用两种式子来表达：
NA=_______________和NA=______________．
5．
选修3-4模块
1．下图是某绳波形成过程的示意图。
质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。
已知t=0时，质点1开始运动，t=
时，1到达最上方，5开始向上运动，如图乙所示。
试在图丙中画出t=
时的波形。
1.
2、在我们的周围空间存在着各种不同频率的电磁波，它的存在为人类的信息交流带来了极大的方便：
①是谁首先预言了电磁波的存在？
答：
．
②是谁用实验的方法证实了电磁波的存在？
答：
．
③无线电波按波长从大到小可分为长波、中波、中短波、短波等，按传播方式可分为天波传播、地波传播和直线传播，其中地波是依靠波的衍射作用沿地球表面传播的，那么上面提到的四种无线电波中哪种最适宜地波传播．答：
．
2.①麦克斯韦；②赫兹；③长波。
3．⑴部分电磁波的大致波长范围如图所示。
若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象,可选用波段的电磁波,其原因是
。
⑵如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波的波峰位置，则图中的_____点为振动加强点的位置，图中的_____点为振动减弱点的位置。
⑶渔民用股叉叉水中的鱼时，要对着所看到的鱼稍低些的地方射去才能叉着鱼。
如果换用能量足够足够剌伤鱼的激光枪，该怎样射击？
为什么？
3.⑴微波；要产生明显的衍射现象，波长应与缝的尺寸相近。
⑵b；a。
⑶对着所看到的鱼射击，因为光路是可逆的。
4、判断以下说法的正误，其中正确的是:
（A）
A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
C．光在介质中的速度大于光在真空中的速度
D．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场
5．我们绕发声的音叉走一圈会听到时强时弱的声音，这是声波的____________现象；如图是不同频率的水波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是_________图。
5.干涉、C
n2
6.
（1）据报道：
2008年北京奥运会，光纤通信网将覆盖所有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务。
光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输。
如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t，则n1与n2的大小关系为n1________n2
（填“＞”或“＜”），t=________________。
（图中所标的
为全反射的临界角）
（2）、用插针法做“测定玻璃的折射率”的实验时，
①一人在纸上正确画出矩形玻璃砖的两个分界面ab和cd，因不慎碰动了玻璃砖使它向ab方向平移了一点，如图（a）所示，以后的操作都正确无误，但在画光路图时仍以ab和cd为分界面，则测得的折射率的n值将不受影响。
②另一人为了避免笔尖触划玻璃面，画出的a’b’和c’d’都比实际的分界面向外侧平移了一些，如图（b）所法，后来的操作都正确，但在画光路图时仍以a’b’和c’d’为分界面，则测得的折射率的n值将偏小。
③第三人的操作和所画的光路图都正确无误，但所用玻璃砖的两个折射界面并不平行，如图（c）所示，则测得的n值将偏大。
上述说法中正确的是
A、①②B、①③
C、②③D、③
（3）一位于坐标原点O的波源在介质中振动1.5s形成的简谐横波如图所示，则此波的波速为______________，波源开始振动方向是由平衡位置向_______运动的，再过半个周期，6m处的质点位移为___________________。
6.（11分）
（1）（4分）n1＞n2、
；
（2）（4分）A；（3）（3分）4m/s、上、0。
7.一束光从空气射向折射率n=
的正方体玻璃砖的表面，如图所示，i代表入射角。
①欲使折射角r=45°，应以i=入射；
②当i取角时，光会在入射面的侧面发生全反射；
③
试分析说明无论入射角多大，光不能在入射面的对面发生全反射。
7.①60°；②小于45°；③设光会在入射面的对面发生全反射，则在入射面处光的折射角r必须大于或等于临界角C。
而在入射面处，根据折射定律：
=n，有sini=nsinr≥1，这是不可能的，故无论入射角多大，光不能在入射面的对面发生全反射。
8.单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，则可观察到的图象是（A）
9.有一弹簧振子在水平方向上的BC之间做简谐运动，已知BC间的距离为20cm，振子在2s内完成了10次全振动。
若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时（t=0），经过1/4周期振子有正向最大加速度。
①求振子的振幅和周期
②在给出的坐标系中画出该振子完整的位移—时间图象（至少一个周期）
9．解答：
（1）①振子的振幅为：
A=10cm
振子的周期为T=0.2s
②振子的位移--时间图象如图所示.
三、实验题
1．学校将决定在两幢房子之间的小空地上建一个新的篮球场，篮球场的设计既要做到按标准划定球场的边线，又要使边线与房子之间留有足够的距离，而不至于在球员冲出边线时，因收不住脚而撞到墙上。
已知标准篮球场长28m，宽15m。
学校某班志愿组的同学进行了如下可行性调查，他们计划对全班同学进行如下数据的采集工作：
A．测量全班每位同学的反应时间，得到同学们的最慢反应时间t1和最快反应时间t2。
B．测量全班每位同学从静止起跑完28m距离的时间（28m内不减速），得到同学们的最快速度v1和最慢速度v2。
C．测量全班每位同学从最大速度减速到零所需要的时间，得到同学们的最长停稳距离s1和最短停稳距离s2。
（1）如果只有一把毫米刻度尺，可以通过测量________________________________，快捷方便地测量同学的反应时间，反应时间t＝________________。
（2）收集完数据，着手估算时志愿组同学间的意见发生了分歧。
一部分同学认为应该对A、B、C三组数据分别求取平均值得到
、
、
，安全距离应为
；另一部分同学认为安全距离应为
；你认为安全距离应为_____________________。
1．
（1）在同学反应时间内，直尺自由下落的高度H
（2）v1t1+s1
2．为了测量两张牛皮纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，如图所示。
在长木板A的上表面和木块B的下表面贴上待测牛皮纸，调整木板与水平方向的夹角θ，使B在A上做匀速运动。
（重力加速度g为已知）
⑴一次实验中，该同学使B在A上匀速下滑，测量出θ=θ0。
则牛皮纸之间的动摩擦因数μ=___。
⑵在实际操作中发现，要保证木块在斜面上做匀速运动很困难，请你对这个实验加以改进，克服这一困难。
①简述你设计的改进方案：
________________
____________________________________________________________________________。
②你设计的改进方案中，要添加的主要器材有：
__。
③根据你改进的方案进行测量，动摩擦因数的表达式为μ=_。
2.
（1）tanθ0
（2）使木板沿斜面向下加速运动，用打点计时器在纸带上记录运动情况，测出加速度，求动摩擦因数μ
打点计时器、电源、刻度尺
μ=tanθ-
3．
如图所示是自行车传动装置的示意图。
假设踏脚板每Ts转一圈，要知道在这种情形下自行车前进的速度有多大，还需测量哪些量?
并用这些量推导出自行车前进速度的表达式。
3．大齿轮半径R，小齿轮半径r，车轮半径R‘，
自行车的速度为：
4.某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：
①W∝
②W∝
2,③W∝
。
他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）。
在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的读数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议。
①请你简要说明为什么不需要测出物体的质量？
②让小球分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4……，读出小球每次通过Q点的速度
1、
2、
3、
4、……，并绘制了如图乙所示的L-
图象。
若为了更直观地看出L和
的变化关系，他们下一步应怎么做？
③在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果，为什么？
4.①因为对物体做的功W与物体初始位置到测速器的距离L成正比。
②下一步应该绘制L-
2图象
③不会；摩擦力和重力的合力对物体做功也与距离L成正比。
5.用如图所示的仪器尽可能精确地测量电压表内阻．其中电池的电动势约1.5V、内阻约1Ω，待测电压表的量程是300mV、内阻约3kΩ，电阻箱R1阻值0～9999Ω，滑动变阻器R2阻值0～10Ω.
（l）在虚线方框内画出实验电路．
（2）将仪器实物连接成实验电路．
（3）写出仪器连接好后的实验操作步骤．
（4）仅从实验原理的角度来看，本实验中电压表内阻的测量值r测和真实值r真相比_______（选：
A.r测>r真，B.r测＜r真，C.r测＝r真，D.r测有可能大于r真，也可能小于r真）
5.参考答案：
6.检测一个称值为5Ω的滑动变阻器。
可供便用的器材如下：
A．待测滑动变阻器Rx，全电阻约5Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）
B．电流表A1，量程0.6A，内阻0.6Ω
C．电流表A2，量程3A，内阻约0.12Ω
D．电压表V1，量程15V，内阻约15kΩ
E．电压表V2，量程3V，内阻约为3kΩ
F．滑动变阻器R，全电阻约20Ω
G．直流电源E，电动势3V，内阻不计
H．游标卡尺
I．毫米刻度尺
J．电键S、导线若干
（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表为________（填“A1或A2”），所选电压表为____________（填“V1”或“V2”）。
（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接测量电路。
电路原理图和对应的实物连接如图
（3）为了进一步测量待测滑动变阻器电阻的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。
6.⑴A1；V2
⑵电路原理图和对应的实物连接如图
⑶方案一：
需要的器材：
游标卡尺、毫米刻度尺
主要操作步骤：
①数出变阻器线圈缠绕匝数n
②用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为d＝L/n
③用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度l＝nπ（D－
）也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝总长度l＝n（D－
）。
④重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值
方案二
需要的器材：
游标卡尺
主要的操作步骤：
①数出变阻器线圈缠绕匝数n
②用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管部分的外经D2，可得电阻丝的直径为
电阻丝总长度l＝
π（D1＋D2）
③重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值
7.一台臭氧发生器P的电阻为10kΩ，当供电电压等于24V时能正常工作，否则不产生臭氧.现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R1对它进行控制，R1的阻值在光照时为100Ω、黑暗时为1000Ω、允许通过的最大电流为3mA；电源E的电压为36V、内阻不计；另有一个滑动变阻器R2，阻值0—100Ω、允许通过的最大电流为0.4A；一个开关S和导线若干.
臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如右图所示.
（1）设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A、B（电路画在答卷的方框内）.
（2）滑动变阻器R2两固定接线柱相距12cm,滑片与某固定接线柱之间的阻值跟滑片与该接线柱的距离成正比，滑片应调到离图中A接线柱______cm处（保留一位有效数字）.
7.
（1）电路如框图所示
（2）8（对应右图）
图7-3-8
8．某学生为测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为K），如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为O；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U．
现有下列器材：
力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，电键及导线若干，待测物体（可置于力电转换器的受压面上）．请完成对该物体质量的测量．
（1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出未完成的测量电路图．
（2）简要说明测量步骤，求出比例系数K，并测出待测物体的质量m．
（3）请设想实验中可能会出现的一个问题．
8．
（1）对力电传感器的输入电压的连接、输出电压
的测量电路如图所示，滑线变阻器采用分压型接法，以满足电压的调节范围尽可能大的题设要求。
（2）1．按所设计的测量电路将有关仪器正确地接入电路；
2．闭合电键S后，移动滑线变阻器的滑动头，调节输入端的电压，使力电转换器空载时的输出电压为0；
3．将质量为
的砝码放置于力电转换器的受压面，稳定后读出此时力电转器的输出电压
，因为力电转换器的输出电压与受压面所受压力的大小成正比，所以有
=k
g，∴比例系数
4．将待测物体放置于力电转换器的受压力面，稳定后读出此时力电转换器的输出电压
∴
；故只要读出此时力电转换器的输出电压Ut，就可以计算出待测物体的质量或重力，也可以对其它形式的力进行测量。
（3）①因电源电压不够而输出电压调不到零。
②待测物体的质量超出转换器量程。
9．
实验室给同学们提供了如下实验
器材：
滑轮小车、小木块、长木板、秒表、
砝码、弹簧秤、直尺，要求同学们用它们来
粗略难证牛顿第二定律。
（1）实验中因涉及的物理量较多，
须采用控制变量的方法来完成该实验，即：
先保持不变，验证物体
越小加速度越大；再保持不变，验证物体越大，加速度越大。
（2）某同学的做法是：
将长木板的一端放在小木块上构成一斜面，用小木块改变
斜面的倾角，保持滑轮小车的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，
用秒表记录小车滑到底端的时间。
试回答下列问题：
①改变斜面倾角的目的是；
②用秒表记录小车下滑相同距离（从斜面顶端到底端）所花的时间，而不是记录下滑相
同时间所对应的下滑距离，这样做的好处是。
（3）如果要较准确地验证牛顿第二定律，则需利用打点计时器来记录滑轮小车
的运动情况。
某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、
E、F共7个计数点（图中每相邻两个记数点间还有四个打点记时器打下的点未画出），打
点计时器接的是50HZ的低压交流电源。
他将一把毫米刻度尺放在纸上，其零刻度和记数
点O对齐。
①下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录表，其中最后两栏他未完成，请你帮他完成
线段
OA
…
…
…
数据（cm）
…
…
…
…
②由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、
C、D、E各点时物体的速度，其中打E点的速度
vE=m/s（取三位有效数字）
③如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速
度分别为、、、。
试根据发上数据和你求得的E点速度
在下面所给的坐标中，作出v-t图象。
要求标明坐标
及其单位，坐标的标度值（即以多少小格为一个单
位）大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量
充分利用坐标纸。
从图象中求得物体的加速度
a=m/s2（取两位有效数字）
9．
（1）合外力。
质量；质量，所受合外力。
（2）①改变小车所受的合外力；②记录更准确（或：
更容易记录、记录误差会更小、时间更容易记录、方便记录、方便计时、位置很难记录等类似答案均给分）
（3）①
表一
线段
OA
…
…
…
OE
OF
数据（cm）
…
…
…
…
7.00
9.40
表二
线段
OA
…
…
…
DE
EF
数据（cm）
…
…
…
…
2.25
2.40
②0.232（0.230～0.236均可以）
③0.42（0.38～0.46均可以）
10．图甲所示是做“验证动量定律”实验的示意图
（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各一个；
（2）某同学根据该实验的方法和原理来测量两个小球的质量关系，经相同的操作过程，他测得小球的平均落点到O点的距离如图乙所示，则入射小球A和被碰小球B的质量之比mA:
mB=
10．
（1）ACE
（2）4：
1
11．如图所示的实验装置中的横杆能够绕竖直轴旋转，横杆在转动过程中，由于摩擦阻力的作用，横杆会越转越慢。
在横杆的一端装有宽度为d＝0.005m的竖直“挡光圆柱”，当“挡光圆柱”通过光电门时，光电门就记录挡光的时间间隔，“挡光圆柱”宽度与挡光时间之比，可以近似认为是“挡光圆柱”在该时刻的速度。
横杆每转一圈，“挡光圆柱”通过
n
t（10－3s）
v＝d/t（m/s）
v2（m2/s2）
1
2.778
1.80
3.24
2
2.826
…
3.13
3
2.877
…
3.02
4
2.931
…
2.91
5
2.988
…
6
3.049
…
2.69
7
3.113
…
2.58
8
3.181
…
2.47
9
3.255
…
2.36
10
3.333
…
2.25
…
…
…
…
光电门记录一次挡光时间。
在一次实验中记录下横杆转动圈数n和每次挡光的时间t，并计算出“挡光圆柱”在该时刻的速度以及速度的平方（部分数据如表中所示）。
请计算表中当n＝5时，v2＝________m2/s2；如果继续测量“挡光圆柱”的速度，那么当n＝15时，“挡光圆柱”的速度为________m/s。
则“挡光圆柱”速度大小与横杆转动圈数n的关系为________________。
11．2.80m2/s2；1.7m/s；
。
12．用金属丝制成的线材（如钢丝、钢筋）受到拉力会伸长。
十七世纪英国物理学家胡克发现；金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律。
这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础。
现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0．8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1／1000，问最大拉力多大?
由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下：
测试结果表明线材受拉力作用后其伸长与材料的长度成比，与材料的横截面积成比；上述金属细杆承受的最大拉力为N．
12．正、反、10000
13．
（1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置．实验步骤如下：
把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器
改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力
用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连
接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点
测出s、s1、s2（如图乙所示），查得打点周期为T．
判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是_______；
本实验还需直接测量的物理量是：
______________________．（并用相应的符号表示）
探究结果的表达式是__________________________________．（用相应的符号表示）
（2）用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验．
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