(浙江選考)2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗(yàn)與探究 第5講 選修實(shí)驗(yàn)學(xué)案.docx
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第5講選修實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)11:探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件一、實(shí)驗(yàn)原理改變閉合回路中的磁通量,閉合回路中就可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的有無(wú)可以通過(guò)連在電路中的電流表指針是否偏轉(zhuǎn)來(lái)判定.二、實(shí)驗(yàn)器材蹄形磁鐵、條形磁鐵、導(dǎo)體棒、線圈(正、副各一個(gè))、靈敏電流計(jì)、直流電源、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān).三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1.觀察導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流:如圖1所示,導(dǎo)體棒靜止、左右平動(dòng)、前后運(yùn)動(dòng)、上下運(yùn)動(dòng),觀察電流表指針是否偏轉(zhuǎn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.圖12.觀察條形磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生感應(yīng)電流:如圖2所示,N、S極分別向線圈中插入、靜止、拔出,觀察電流表指針是否偏轉(zhuǎn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.圖23.模仿法拉第的實(shí)驗(yàn):如圖3所示,觀察開(kāi)關(guān)閉合瞬間、開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間、開(kāi)關(guān)閉合滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)、開(kāi)關(guān)閉合滑動(dòng)變阻器滑片迅速移動(dòng)時(shí),電流表指針是否偏轉(zhuǎn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.圖3例1如圖4所示是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)所需的器材,用實(shí)線代替導(dǎo)線將帶有鐵芯的小螺線管A、電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)連接成回路,將靈敏電流計(jì)和大螺線管B連接成回路.并列舉出實(shí)驗(yàn)中改變回路的磁通量,使回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種方式:圖4(1)_;(2)_;(3)_.答案實(shí)物連接見(jiàn)解析圖(1)開(kāi)關(guān)閉合(或斷開(kāi))瞬間(2)將小螺線管A插入大螺線管B瞬間(或從大螺線管B中取出瞬間)(3)將小螺線管A插入大螺線管B中后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片解析小螺線管A、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)組成一個(gè)回路;大螺線管B與靈敏電流計(jì)組成一個(gè)閉合回路,如圖所示.小螺線管A放在大螺線管B內(nèi),當(dāng)小螺線管A中的電流發(fā)生變化時(shí),大螺線管B中的磁場(chǎng)也發(fā)生變化,進(jìn)而使通過(guò)大螺線管B的磁通量發(fā)生變化,大螺線管B與靈敏電流計(jì)組成的閉合回路中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流,所以采取的方式只要能夠改變A中的電流就可以了.變式1在“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)的電路連線如圖5所示,老師指出圖中標(biāo)示的1、2、3、4、5、6六根連線中有兩處錯(cuò)誤,若要求實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象盡可能明顯,則錯(cuò)誤的連線是_與_(選填“1”、“2”、“3”、“4”、“5”或“6”)圖5答案23解析探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路分兩部分,電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、原線圈組成閉合電路,靈敏電流計(jì)與副線圈組成另一個(gè)閉合電路,則錯(cuò)誤的連線是2與3.實(shí)驗(yàn)12:探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律一、實(shí)驗(yàn)原理楞次定律.二、實(shí)驗(yàn)器材條形磁鐵、靈敏電流計(jì)、線圈、導(dǎo)線、一節(jié)干電池(用來(lái)查明線圈中電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系).三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1.按圖6連接電路,閉合開(kāi)關(guān),記錄G中流入的電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系.2.記下線圈繞向,將線圈與靈敏電流計(jì)連接成閉合電路.3.把條形磁鐵N極(S極)向下插入線圈中,并從線圈中拔出,每次記錄電流計(jì)中指針偏轉(zhuǎn)方向,并確定電流方向,從而確定磁場(chǎng)方向.圖64.總結(jié),得出結(jié)論.例2(2017浙江4月選考21(2)用如圖7所示的裝置做“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”實(shí)驗(yàn),磁體從靠近線圈的上方靜止下落.當(dāng)磁體運(yùn)動(dòng)到如圖所示的位置時(shí),流過(guò)線圈的感應(yīng)電流方向從_(選填“a到b”或“b到a”).在磁體穿過(guò)整個(gè)線圈的過(guò)程中,傳感器顯示的電流i隨時(shí)間t的圖象應(yīng)該是_.圖7答案b到aA解析根據(jù)楞次定律可知,流過(guò)線圈的感應(yīng)電流方向從b到a,在磁體穿過(guò)整個(gè)線圈的過(guò)程中,進(jìn)入時(shí)電流方向與離開(kāi)時(shí)電流方向相反,排除C選項(xiàng).由于離開(kāi)時(shí)速度比進(jìn)入時(shí)速度大,即切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流大,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.變式2(2018書(shū)生中學(xué)月考)在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中,首先按圖8甲接線,以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系.當(dāng)閉合S1時(shí),觀察到電流表指針向左偏,不通電時(shí)電流表指針停在正中央.然后按圖乙所示將電流表與副線圈B連成一個(gè)閉合回路,將原線圈A、電池、滑動(dòng)變阻器和S2串聯(lián)成另一個(gè)閉合回路.圖8(1)S2閉合后,將螺線管A(原線圈)插入螺線管B(副線圈)的過(guò)程中,電流表的指針將_偏轉(zhuǎn).(選填“向左”“向右”或“不”)(2)線圈A放在B中不動(dòng)時(shí),指針將_偏轉(zhuǎn).(選填“向左”“向右”或“不”)(3)線圈A放在B中不動(dòng),將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí),電流表指針將_偏轉(zhuǎn).(選填“向左”“向右”或“不”)答案(1)向右(2)不(3)向右解析(1)線圈A中磁場(chǎng)方向向上,插入B線圈,線圈B中磁通量變大,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下,電流從右向左流過(guò)電流表,故電流表指針向右偏轉(zhuǎn);(2)線圈不動(dòng),磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流,故指針不動(dòng);(3)線圈A中磁場(chǎng)方向向上,滑片向左移動(dòng),電流變大,線圈B中磁通量變大,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下,電流從右向左流過(guò)電流表,故電流表指針向右偏轉(zhuǎn).變式3如圖9甲所示,開(kāi)關(guān)S閉合后電流表指針由中央向左偏,當(dāng)把一個(gè)線圈A和這個(gè)電流表串聯(lián)起來(lái)后(如圖乙),將一個(gè)條形磁鐵B插入或拔出線圈時(shí),線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),電流表指針由中央位置向右偏,這說(shuō)明_.圖9A.如果磁鐵的下端是N極,則磁鐵正在遠(yuǎn)離線圈B.如果磁鐵的下端是S極,則磁鐵正在遠(yuǎn)離線圈C.如果磁鐵的下端是N極,則磁鐵正在靠近線圈D.如果磁鐵的下端是S極,則磁鐵正在靠近線圈答案AD變式4小李同學(xué)在用實(shí)驗(yàn)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向所遵循的規(guī)律時(shí),準(zhǔn)備了下列器材:多匝線圈、磁電式演示電表、條形磁鐵、導(dǎo)線若干.(1)該同學(xué)把兩只相同的磁電式演示電表用導(dǎo)線連接起來(lái),然后抽去刻度面板,用手指迅速輕撥其中一只表的指針,同時(shí)觀察另一只電表的指針,圖10甲中與事實(shí)相符的是_(選填“a”和“b”).圖10(2)該同學(xué)將電流表、線圈A和B、蓄電池、開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路,當(dāng)閉合、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間,電流表的指針都沒(méi)有偏轉(zhuǎn),其原因_.A.電流表正負(fù)極接反了B.電流表接錯(cuò)了,應(yīng)該接在蓄電池所在回路上C.蓄電池的正負(fù)極接反了D.開(kāi)關(guān)接錯(cuò)了,應(yīng)該接在B線圈所在回路上答案(1)b(2)D解析(1)由于兩磁電式演示電表電流方向相同,而其中一個(gè)是發(fā)電,用右手定則判斷,另一個(gè)是受安培力而偏轉(zhuǎn),用左手定則判定,兩者指針偏轉(zhuǎn)方向相反,故填b.(2)由于A線圈回路沒(méi)有電源,所以不會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng).實(shí)驗(yàn)13:探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)原理原線圈通過(guò)電流時(shí),鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng),由于交變電流的大小和方向都在不斷變化,鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷的變化,變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),副線圈中就存在輸出電壓.本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?cè)?、副線圈匝數(shù),探究原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系.二、實(shí)驗(yàn)器材兩只多用電表(或兩只交直流數(shù)字電壓表)、學(xué)生電源(低壓交流電源)、開(kāi)關(guān)、可拆變壓器、導(dǎo)線若干.三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1.按如圖11所示連接好電路圖,將兩個(gè)多用電表調(diào)到交流電壓擋,并記錄兩個(gè)線圈的匝數(shù).圖112.打開(kāi)學(xué)生電源,讀出電壓值,并記錄在表格中.3.保持匝數(shù)不變多次改變輸入電壓,記錄下每次的兩個(gè)電壓值.4.保持電壓、原線圈的匝數(shù)不變,多次改變副線圈的匝數(shù),記錄下每次的副線圈匝數(shù)和對(duì)應(yīng)的電壓值.5.數(shù)據(jù)記錄與處理次序n1(匝)n2(匝)n1n2U1(V)U2(V)U1U21234四、注意事項(xiàng)1.在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開(kāi)開(kāi)關(guān),再進(jìn)行操作.2.為了人身安全,學(xué)生電源的電壓不能超過(guò)12V,不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱.3.為了多用電表的安全,使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí),先用最大量程擋試測(cè),大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量.例3(2017浙江4月選考21(1)為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),必須要選用的是_.A.有閉合鐵芯的原、副線圈B.無(wú)鐵芯的原、副線圈C.交流電源D.直流電源E.多用電表(交流電壓擋)F.多用電表(交流電流擋)用匝數(shù)na60匝和nb120匝的變壓器,實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是_(選填na或nb)答案ACEnb解析為了完成變壓器的探究,需要使用交流電源變壓,故選用多用電表的交流電壓擋.為了讓變壓效果明顯需要含有閉合鐵芯的原、副線圈.由于有漏磁,所以副線圈測(cè)量電壓應(yīng)該小于理論變壓值,即nb為輸入端,na為輸出端.變式5在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,操作步驟如下:將兩個(gè)線圈套到可拆變壓器的鐵芯上;閉合電源開(kāi)關(guān),用多用電表的交流電壓擋分別測(cè)量原線圈和副線圈兩端的電壓;將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)生電源的交流電源輸出端上,另一個(gè)作為副線圈,接上小燈泡;將原線圈與副線圈對(duì)調(diào),重復(fù)以上步驟.(1)以上操作的合理順序是_(只填步驟前數(shù)字序號(hào));(2)如圖12所示,在實(shí)驗(yàn)中,兩線圈的匝數(shù)n11600,n2400,當(dāng)將n1做原線圈時(shí),U116V,副線圈兩端電壓U24V;原線圈與副線圈對(duì)調(diào)后,當(dāng)U18V時(shí),U232V,那么可初步確定,變壓器兩個(gè)線圈的電壓U1、U2與線圈匝數(shù)n1、n2的關(guān)系是_.圖12答案(1)(2) 解析(1)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,首先將兩個(gè)線圈套到可拆變壓器的鐵芯上;再將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)生電源的交流電源輸出端上,另一個(gè)作為副線圈,接上小燈泡;閉合電源開(kāi)關(guān),用多用電表的交流電壓擋分別測(cè)量原線圈和副線圈兩端的電壓;最后將原線圈與副線圈對(duì)調(diào),重復(fù)以上步驟.故合理的順序是.(2) 兩線圈的匝數(shù)n11600,n2400,當(dāng)將n1做原線圈時(shí),U116V,副線圈兩端電壓U24V;當(dāng)原線圈與副線圈對(duì)調(diào)后,U18V時(shí),U232V,此時(shí)U2為原線圈的電壓,而U1為副線圈的電壓;由以上數(shù)據(jù)可得:.變式6(2018慈溪市期末)在用可拆變壓器“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中:(1)若多用電表的選擇開(kāi)關(guān)及學(xué)生低壓電源的面板如圖13所示,則多用電表的選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到的位置和變壓器原線圈應(yīng)連接到學(xué)生低壓電源的哪兩個(gè)接線柱_.A.轉(zhuǎn)到位置a,接左邊兩個(gè)接線柱(標(biāo)有“”“”)B.轉(zhuǎn)到位置b,接左邊兩個(gè)接線柱(標(biāo)有“”“”)C.轉(zhuǎn)到位置a,接右邊兩個(gè)接線柱(標(biāo)有“”)D.轉(zhuǎn)到位置b,接右邊兩個(gè)接線柱(標(biāo)有“”)圖13(2)如圖14實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是_.圖14A.實(shí)驗(yàn)用控制變量法,用可拆變壓器,能方便地從不同接線柱上選取不同匝數(shù)的線圈B.測(cè)量原、副線圈的電壓,可用多用電表中的直流電壓表C.原線圈接0、4接線柱,副線圈接0、8接線柱,副線圈電壓約為原線圈電壓的2倍D.若沒(méi)有鐵芯,變壓器的輸入電壓與輸出電壓之比還是等于原、副線圈匝數(shù)之比答案(1)D(2)AC實(shí)驗(yàn)14:探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)原理單擺在偏角0.605mm,所以選a.(2)由題意,單縫在平面鏡中的鏡像,與原來(lái)的單縫共同構(gòu)成一組雙縫(如圖),所以雙縫間距為d2h,故x.不能,因?yàn)椴环舷喔晒獾臈l件,不能發(fā)生干涉.變式11(201891高中聯(lián)盟期中)(1)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中,在觀察白光的干涉圖樣時(shí),現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、透鏡D、單縫E等光學(xué)元件,如圖35甲所示將白光光源C放在光具座最右端,依次放置其他光學(xué)元件,由右至左,表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為:C_A.圖35(2)一同學(xué)通過(guò)測(cè)量頭的目鏡觀察單色光的干涉圖樣時(shí),發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊,如圖乙所示,若要使兩者對(duì)齊,該同學(xué)應(yīng)如何調(diào)節(jié)_.A.僅左右轉(zhuǎn)動(dòng)透鏡B.僅旋轉(zhuǎn)單縫C.僅旋轉(zhuǎn)雙縫D.僅旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭(3)為了使測(cè)得的單色光的條紋間距增大,在其他條件不變的情況下,以下做法合適的是_.A.增大單縫與雙縫間距B.增大雙縫與毛玻璃屏間距C.增大兩雙縫間距離D.增強(qiáng)光源亮度答案(1)DEB(2)D(3)B變式12(2016浙江4月選考21)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中,選用紅色濾光片和間距為0.20mm的雙縫,雙縫與屏的距離為600mm.某同學(xué)正確操作后,在目鏡中看到如圖36甲所示的干涉條紋.換成紫色濾光片正確操作后,使測(cè)量頭分劃板刻線與第k級(jí)暗條紋中心對(duì)齊,在目鏡中觀測(cè)到的是圖乙中的_(填字母),此時(shí)測(cè)量頭的讀數(shù)為25.70mm.沿同一方向繼續(xù)移動(dòng)測(cè)量頭使分劃板刻線與第k5級(jí)暗條紋中心對(duì)齊,此時(shí)測(cè)量頭標(biāo)尺如圖丙所示,其讀數(shù)是_mm.紫光的波長(zhǎng)等于_nm.圖36答案D19.40420解析換成紫色濾光片后,光的波長(zhǎng)變小,條紋間距變小,B錯(cuò),條紋方向不變,C錯(cuò),分劃板中心刻線的位置是不變的,A錯(cuò),D對(duì);標(biāo)尺的讀數(shù)為19mm80.05mm19.40mm;根據(jù)波長(zhǎng)計(jì)算公式x,可得420nm.實(shí)驗(yàn)17:探究碰撞中的不變量用實(shí)驗(yàn)法探究碰撞中的不變量,要測(cè)量物體的質(zhì)量和碰撞前后的速度.可以用很多的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)探究.實(shí)驗(yàn)方案一:圖37如圖37,光滑的水平木板上,一輛小車(chē)A拖著一條紙帶勻速運(yùn)動(dòng),碰上了靜止在前方的小車(chē)B,碰后兩車(chē)一起向右勻速運(yùn)動(dòng).為了減小摩擦力的影響,我們的做法是將木板一端墊高,其實(shí)也可以使用氣墊導(dǎo)軌.探究需要確定質(zhì)量和速度,用天平測(cè)質(zhì)量.中心任務(wù)是要得出速度,如圖38是一條實(shí)驗(yàn)室打出的紙帶:紙帶的左端代表A車(chē)碰前的運(yùn)動(dòng).圖38實(shí)驗(yàn)方案二:圖39如圖39,數(shù)字計(jì)時(shí)器上可以得到遮光板通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t,如果要計(jì)算勻速運(yùn)動(dòng)的速度,還需知道遮光板寬度d,這樣速度v.在勻速運(yùn)動(dòng)中,遮光板寬一點(diǎn)或窄一點(diǎn),對(duì)物體速度的計(jì)算不會(huì)有影響.在變速運(yùn)動(dòng)中,選取的遮光板要窄一點(diǎn).圖40實(shí)驗(yàn)方案三:如圖40所示,通過(guò)小球擺起的角度可以知道碰撞的速度.上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的區(qū)別在于測(cè)速度的方法不同.實(shí)驗(yàn)方案四:圖41如圖41所示,先用重垂線確定O點(diǎn).讓兩個(gè)球碰撞(入射小球的質(zhì)量m1大于被撞小球的質(zhì)量m2),兩球碰撞前后速度用平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)量,因下落時(shí)間相同,可以用水平位移替代速度.多次實(shí)驗(yàn),小球落點(diǎn)如圖42所示.圖42小球落點(diǎn)有很多,畫(huà)圓,圓心表示平均落點(diǎn)位置.量出水平距離OP、OM、ON,則碰撞中的不變量可表示為:m1OPm1OMm2ON.例7如圖43為“碰撞實(shí)驗(yàn)器”,它可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系.圖43(1)實(shí)驗(yàn)中必須滿足的條件是_.A.斜槽軌道盡量光滑以減小誤差B.斜槽軌道末端的切線必須水平C.入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等,且大小相同D.入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止釋放(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影,實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置P,測(cè)出平拋射程O(píng)P.然后把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球m1從斜軌上S位置由靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復(fù)操作.本實(shí)驗(yàn)還需要完成的必要步驟是_(填選項(xiàng)前的字母).A.用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2B.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HC.分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、ND.測(cè)量平拋射程O(píng)M、ON(3)某次實(shí)驗(yàn)中得出的落點(diǎn)情況如圖44所示,假設(shè)碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,則入射小球質(zhì)量m1和被碰小球質(zhì)量m2之比為_(kāi).圖44答案(1)BD(2)ACD(3)41解析(1)小球碰撞前后的水平速度可以用水平位移的數(shù)值表示,小球與斜槽軌道間的摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng),斜槽軌道末端切線必須水平,選項(xiàng)B正確;為保證入射小球不反彈,入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;為了使入射球每次到達(dá)斜槽軌道末端的速度均相等,入射球必須從同一高度靜止釋放,選項(xiàng)D正確.(2)實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證m1OPm1OMm2ON,因此本實(shí)驗(yàn)還要完成的步驟是找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N,測(cè)出平拋射程O(píng)M、ON,用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1和m2.(3)將數(shù)據(jù)代入m1OPm1OMm2ON,解得m1m241.變式13(2018臺(tái)州市3月選考)某同學(xué)用如圖45所示的裝置探究碰撞中的不變量,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前在水平放置的氣墊導(dǎo)軌左端裝一個(gè)彈射裝置,滑塊碰到彈射裝置時(shí)將被鎖定,打開(kāi)控制開(kāi)關(guān),滑塊可被彈射裝置向右彈出.滑塊甲和滑塊乙上裝有相同寬度的擋光片,在滑塊甲的右端和滑塊乙的左端裝上了彈性碰架(圖中未畫(huà)出),可保證在滑塊碰撞過(guò)程中能量損失極小.開(kāi)始時(shí),滑塊甲被彈射裝置鎖定,滑塊乙靜置于兩個(gè)光電門(mén)之間.圖45(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d如圖46所示,則d_cm.圖46(2)為使碰撞后兩個(gè)滑塊能夠先后通過(guò)光電門(mén)2,則選用下列哪組滑塊能使實(shí)驗(yàn)效果更好_.A.M甲50g,M乙50gB.M甲100g,M乙50gC.M甲50g,M乙100g(3)某次實(shí)驗(yàn)時(shí),該同學(xué)記錄下滑塊甲(質(zhì)量為m甲)通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間為t1,滑塊乙(質(zhì)量為m乙)通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間為t2,滑塊甲通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間為t3,根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材等測(cè)量條件確定誤差范圍.只要等式_成立,則可說(shuō)明碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒;只要等式_成立,則可說(shuō)明這次碰撞為彈性碰撞.(注:以上2個(gè)等式必須用題目中所給的字母表示)答案(1)2.145(2)B(3)m甲m甲m乙m甲()2m甲()2m乙()2變式14(2018浙江11月選考21)小明做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖47甲所示,懸掛在O點(diǎn)的單擺,由長(zhǎng)為l的細(xì)線和直徑為d的小球A組成,小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發(fā)生對(duì)心碰撞,碰撞后小球A繼續(xù)擺動(dòng),小球B做平拋運(yùn)動(dòng).圖47(1)小明用游標(biāo)卡尺測(cè)小球A直徑如圖乙所示,則d_mm.又測(cè)得了小球A質(zhì)量m1,細(xì)線長(zhǎng)度l,碰撞前小球A拉起的角度和碰撞后小球B做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x、豎直下落高度h.為完成實(shí)驗(yàn),還需要測(cè)量的物理量有:_.(2)若A、B兩球碰后粘在一起形成新單擺,其周期_(選填“小于”、“等于”或“大于”)粘合前單擺的周期(擺角小于5).答案(1)14.40小球B的質(zhì)量m2,A球碰撞后擺角的大小(2)等于解析(1)游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm,根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法可知,d14mm80.05mm14.40mm.碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,則有m1v1m1v1m2v2,A球碰前的速度可以由m1gl(1cos)m1v12得出,故還需要測(cè)m2的值,以及碰后A球的擺角從而來(lái)測(cè)定碰后的A球的速度.(2)若兩球碰后粘在一起形成新單擺,根據(jù)單擺周期公式可知T2,擺球質(zhì)量變大不會(huì)改變單擺的周期.1.(2018義烏市模擬)(1)如圖1所示是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.圖1將圖中所缺導(dǎo)線補(bǔ)接完整.如果在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下,那么合上開(kāi)關(guān)后把線圈A迅速?gòu)木€圈B中拔出時(shí),電流計(jì)指針將_(選填“向右偏”“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)”).(2)某學(xué)生選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來(lái)“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),原線圈接在學(xué)生電源上,用多用電表測(cè)量副線圈的電壓.下列操作正確的是_.A.原線圈接直流電壓,多用電表用直流電壓擋B.原線圈接直流電壓,多用電表用交流電壓擋C.原線圈接交流電壓,多用電表用直流電壓擋D.原線圈接交流電壓,多用電表用交流電壓擋該學(xué)生繼續(xù)做實(shí)驗(yàn),在電源電壓不變的情況下,先保持原線圈的匝數(shù)不變,增加副線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓增大;然后再保持副線圈的匝數(shù)不變,增加原線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓_(選填“增大”“減小”或“不變”).答案(1)見(jiàn)解析圖向左偏(2)D減小解析(1)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)電路分兩部分,要使原線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)必須對(duì)其通電,故電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、原線圈組成閉合電路,靈敏電流計(jì)與副線圈組成另一個(gè)閉合電路,如圖所示:閉合開(kāi)關(guān)瞬間,通過(guò)線圈B的磁通量增大,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)磁通量的增大,感應(yīng)電流方向和原電流方向相反,靈敏電流計(jì)指針向右偏,而把A從B中拔出來(lái)時(shí),通過(guò)線圈B的磁通量減小,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁場(chǎng)磁通量的減小,感應(yīng)電流方向與閉合開(kāi)關(guān)瞬時(shí)的感應(yīng)電流方向相反,故靈敏電流計(jì)指針向左偏.(2)變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象,故原線圈接交流電壓,輸出電壓也是交流電壓,故電表用交流電壓擋,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確;根據(jù)變壓比公式,保持副線圈的匝數(shù)不變,增加原線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓減小.2.(2018東陽(yáng)中學(xué)期中)東陽(yáng)中學(xué)創(chuàng)新班同學(xué)想用220V交流電源作為小型收錄機(jī)的電源.他先制作了一個(gè)交流變?yōu)橹绷鞯恼髌?,但是這個(gè)整流器需要用6V的交流電源,于是他又添置了一臺(tái)220V/6V的變壓器,如圖2所示.他看到這個(gè)變壓器上有a、b、c、d四個(gè)引出線頭,且a、d引線比b、c引線粗.圖2(1)他不知道如何接線,也沒(méi)有相應(yīng)的說(shuō)明書(shū).你能幫他判斷正確的接法是a、d端接_(填“220V”或“6V”).(2)這臺(tái)220V/6V的理想變壓器接6V的線圈匝數(shù)是300匝,則接220V的線圈匝數(shù)是_匝.(3)為了進(jìn)一步探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系,他又取匝數(shù)Na80匝和Nb160匝的一個(gè)變壓器重新接在電源上,測(cè)量結(jié)果記錄如下,則接電源的是_(填“Na”或“Nb”).Ua/V1.802.803.80Ub/V4.006.018.02答案(1)6V(2)11000(3)Nb解析(1)因?yàn)槔硐胱儔浩鞯妮斎牍β实扔谳敵龉β?,采用的是降壓變壓器,根?jù)PUI可知,副線圈中的電流大,為了減小輸電線上功率的損失,副線圈電線電阻要小,由公式R知,引線要粗,故a、d接6V.(2)根據(jù)變壓器工作原理知:,若理想變壓器接6V的線圈匝數(shù)是300匝,則接220V的線圈匝數(shù)是11000匝.3.(1)在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中,小朱同學(xué)在實(shí)驗(yàn)桌上看到方木板上有一張白紙,白紙上有如圖3甲所示的實(shí)驗(yàn)器材,他認(rèn)為缺少一種器材,請(qǐng)你寫(xiě)出所缺器材的名稱:_.老師將器材配齊后,他進(jìn)行實(shí)驗(yàn),圖乙是他在操作過(guò)程中的一個(gè)狀態(tài),請(qǐng)你指出第四枚大頭針應(yīng)在圖乙中的位置_(選填“A”“B”或“C”).圖3(2)小紅利用方格坐標(biāo)紙測(cè)定玻璃的折射率,如圖4所示,AO是畫(huà)在紙上的直線,她在直線AO適當(dāng)位置豎直插上P1、P2兩枚大頭針,放上半圓形玻璃磚(圖中粗黑線所示),然后插上P3、P4兩枚大頭針,以確定折射光線.其中她確定P3大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng)是:_.操作完成后,她用圓規(guī)作了一個(gè)以O(shè)為圓心,半徑與玻璃磚半徑相同的半圓(如圖中虛線所示 ),則她測(cè)出玻璃的折射率n_.圖4答案(1)刻度尺B(2)透過(guò)玻璃磚看,P3大頭針擋住P1、P2兩枚大頭針的像1.5解析(1)本實(shí)驗(yàn)需要用刻度尺測(cè)量相應(yīng)長(zhǎng)度以計(jì)算入射角、折射角的正弦值,通過(guò)平行介質(zhì)的入射光線和折射光線是平行的,所以第四枚大頭針的位置應(yīng)該在B處.(2)正確的操作是透過(guò)玻璃磚看,P3大頭針擋住P1、P2兩枚大頭針的像.設(shè)入射光線與圓的交點(diǎn)為C,出射光線與圓的交點(diǎn)為D,過(guò)C、D分別作豎直對(duì)稱軸的垂線,交點(diǎn)分別為M、N,則n1.5.4.(2018臺(tái)州市外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末)(1)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中,備有下列儀器:A.白熾燈B.雙縫C.單縫D.濾光片E.白色光屏把以上儀器裝在光具座上時(shí),正確的排列順序應(yīng)該是:_(填寫(xiě)字母代號(hào)).(2)已知雙縫到光屏之間的距離L500mm,雙縫之間的距離d0.50mm,單縫到雙縫之間的距離s100mm,某同學(xué)在用測(cè)量頭測(cè)量時(shí),調(diào)整手輪,在測(cè)量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)A條亮條紋的中心,然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)B條亮條紋的中心,前后兩次游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖5所示,則入射光的波長(zhǎng)_m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).圖5(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密,難以測(cè)量,可以采用的改善辦法有_.A.改用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光(如紅光)作為入射光B.增大雙縫到屏的距離C.增大雙縫到單縫的距離D.增大雙縫間距答案(1)ADCBE(2)6.4107(3)AB解析(2)A位置主尺讀數(shù)為11 mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為1,讀數(shù)為x111 mm10.1 mm11.1mm,同理B位置讀數(shù)為x215.6 mm,則條紋間距x0.64 mm.利用x6.4107m.(3)由x可知,要增大條紋間距,可用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的入射光、增大雙縫到屏的距離或減小雙縫間距,故選項(xiàng)A、B正確.5.如圖6甲所示,是用雙縫干涉測(cè)量光波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,其中A、B、C、D分別表示濾光片、單縫、雙縫、光屏.圖乙a是實(shí)驗(yàn)時(shí)用紅色濾光片和縫間距d0.36mm的雙縫在光屏上得到的圖樣;圖b是實(shí)驗(yàn)時(shí)用紅色濾光片和縫間距d0.18mm的雙縫在光屏上得到的圖樣;圖c是實(shí)驗(yàn)時(shí)用藍(lán)色濾光片和雙縫間距d0.36mm的雙縫在光屏上得到的圖樣,則:圖6(1)比較圖a和圖b,可以說(shuō)明_.(2)比較圖a和圖c,可以說(shuō)明_.(3)能進(jìn)行上述比較的前提是做這三次實(shí)驗(yàn)時(shí)不改變_和_的位置(選填“A”“B”“C”“D”).答案(1)對(duì)相同色光,雙縫間距減小,相鄰條紋間距增大(2)對(duì)相同雙縫,光波長(zhǎng)變短,相鄰條紋間距減小(3)CD解析(1)比較題圖a和題圖b可知,對(duì)相同色光,雙縫間的距離減小,相鄰條紋間距增大;(2)比較題圖a和題圖c可知,對(duì)相同雙縫,光波長(zhǎng)變短,相鄰條紋間距減??;(3)能進(jìn)行上述比較的前提是做這三次實(shí)驗(yàn)時(shí)保證雙縫到光屏的距離不變即不改變C、D的位置.6.(2018寧波市十校聯(lián)考)在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中(1)以下關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的措施中正確的是_.A.擺角應(yīng)盡量大些B.擺線應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)些C.擺球應(yīng)選擇密度較大的實(shí)心金屬小球D.用秒表測(cè)量周期時(shí),應(yīng)取擺球擺至最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)(2)用50分度游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑,如圖7所示的讀數(shù)是_mm,用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間如圖8所示,秒表讀數(shù)為_(kāi)s.圖7圖8(3)考慮到單擺振動(dòng)時(shí)空氣浮力的影響后,同學(xué)甲說(shuō):因?yàn)榭諝飧×εc擺球重力方向相反,它對(duì)球的作用相當(dāng)于重力加速度變小,因此振動(dòng)周期變大,乙同學(xué)說(shuō):浮力對(duì)擺球的影響好像用一個(gè)輕一些的擺球做實(shí)驗(yàn),因此振動(dòng)周期不變,這兩個(gè)同學(xué)說(shuō)法中_.A.甲正確B.乙正確C.兩同學(xué)的說(shuō)法都錯(cuò)誤答案(1)BC(2)17.50100.2(3)A解析(1)在最大偏角小于等于5的情況下單擺的運(yùn)動(dòng)可以看做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)時(shí)擺角不能太大,不能超過(guò)5,故A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中,擺線的長(zhǎng)度應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擺球的直徑,適當(dāng)增加擺線的長(zhǎng)度,可以減小實(shí)驗(yàn)誤差,故B正確;為了減小空氣阻力的影響,應(yīng)選擇密度較大的實(shí)心金屬小球作為擺球,故C正確;用秒表測(cè)量周期時(shí),應(yīng)從擺球到達(dá)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),這樣誤差小一些,故D錯(cuò)誤.(2)由題圖可看出,游標(biāo)尺上的第25條刻度線與主尺上的4.2cm刻度線對(duì)齊了,則游標(biāo)尺的零刻度線與此刻度線之間的距離為25mm24.5mm,因4.2cm24.5mm17.5mm,則游標(biāo)尺的零刻度線應(yīng)在17mm18mm之間,游標(biāo)尺讀數(shù)為250.02mm0.50mm,則游標(biāo)卡尺讀數(shù)為17mm0.50mm17.50mm;由題圖秒表可知,分針示數(shù)超過(guò)了半刻線,秒針示數(shù)為:60s40.2s100.2s.(3)考慮到單擺振動(dòng)時(shí)空氣浮力的影響后,擺球不只受重力,加速度也不是重力加速度,實(shí)際加速度要減小,因此振動(dòng)周期變大,甲同學(xué)說(shuō)法正確,故A正確.7.(2018嘉興一中期末)(1)如圖9所示為“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置,第一次將磁鐵快速插入線圈中,第二次將磁鐵慢慢插入線圈中,發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針擺動(dòng)幅度大小不同,第一次比第二次的幅度_(填寫(xiě)“大”或“小”),原因是兩次實(shí)驗(yàn)中線圈中的_(填寫(xiě)“磁通量”“磁通量的變化”或“磁通量的變化率”)不同.圖9(2)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,下列操作正確的是_.A.先調(diào)節(jié)光源高度,觀察到光束沿遮光筒的軸線傳播后再裝上測(cè)量頭B.調(diào)節(jié)各器件共軸,使單縫和雙縫的縫互相垂直C.觀察到條紋比較模糊,可以調(diào)節(jié)撥桿進(jìn)行調(diào)整D.測(cè)量某亮條紋位置時(shí),目鏡分劃板中心刻度線與該亮條紋邊緣重合下列圖示中條紋間距表示正確的是_.答案(1)大磁通量的變化率(2)ACC8.某同學(xué)用如圖10所示的裝置,利用兩個(gè)大小相同的小球做對(duì)心碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,圖中AB是斜槽,BC是水平槽,它們連接處平滑,O點(diǎn)為重垂線所指的位置.實(shí)驗(yàn)時(shí)先不放置被碰球2,讓球1從斜槽上的某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復(fù)10次,然后將球2置于水平槽末端,讓球1仍從位置G由靜止?jié)L下,和球2碰撞,碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡,重復(fù)10次.實(shí)驗(yàn)得到小球的落點(diǎn)的平均位置分別為M、N、P.圖10(1)在該實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)選用的器材是下列器材中的_.A.天平B.游標(biāo)卡尺C.刻度尺D.大小相同的鋼球兩個(gè)E.大小相同的鋼球和硬橡膠球各一個(gè)(2)在此實(shí)驗(yàn)中,球1的質(zhì)量為m1,球2的質(zhì)量為m2,需滿足m1_m2(填“大于”“小于”或“等于”).(3)被碰球2飛行的水平距離由圖中線段_表示.(4)若實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足m1_- 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- 浙江選考2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗(yàn)與探究 第5講 選修實(shí)驗(yàn)學(xué)案 浙江 2020 高考 物理 一輪 復(fù)習(xí) 第十四 實(shí)驗(yàn) 探究 選修
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