（浙江专用）2020版高考物理一轮复习 专题十八 实验与探究（加试）课件

专题十八实验与探究（加试）高考物理(浙江专用)五年高考A组自主命题·浙江卷题组考点一力学实验1.(2018浙江11月选考,21,4分)小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示,悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成,小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞,碰后小球A继续摆动,小球B做平抛运动。  (1)小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示,则d=mm。又测得了小球A质量m1,细线长度l,碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h。为完成实验,还需要测量的物理量有:。(2)若A、B两球碰后粘在一起形成新单摆,其周期(选填“小于”“等于”或“大于”)粘合前单摆的周期(摆角小于5°)。答案(1)14.40(2)小球B质量m2,碰后小球A摆动的最大角β(3)大于解析(1)球A的直径为d=14mm+0.05×8mm=14.40mm;根据机械能守恒定律可得碰撞前瞬间球A的速度v1满足m1gl(1-cosα)= m1 ,碰撞后仍需根据机械能守恒定律计算小球A的速度,所以需要知道小球A碰后摆动的最大角β;小球B碰撞后做平抛运动,根据平抛运动规律可得小球B的速度,需求B的动量,所以需要测量小球B的质量m2;(2)粘在一起后,球的重心发生变化,可能的情况如图所示,摆长一定变大,故根据单摆周期T=2π 可得周期变大。 1221vLg2.[2016浙江10月选考,21(1),2分]在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,测量单摆的周期时,图中(填“甲”“乙”或“丙”)作为计时开始与终止的位置更好些。 答案乙解析测量单摆周期时,一般选取平衡位置作为计时开始与终止的位置,所以选择乙。1.(2019浙江4月选考,21,4分)在“探究电磁感应的产生条件”实验中,实验连线后如图1所示,感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示。(1)接通电源,闭合开关,G表指针会有大的偏转,几秒后G表指针停在中间不动。将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时,G表指针(“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”);迅速抽出铁芯时,G表指针(“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”)。(2)断开开关和电源,将铁芯重新插入内线圈中,把直流输出改为交流输出,其他均不变。接通电源,闭合开关,G表指针(“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”)。考点二电磁感应实验(3)仅用一根导线,如何判断G表内部线圈是否断了?答案(1)左偏右偏(2)不停振动(3)短接G表前后各摇动G表一次,比较指针变化,如果指针有明显偏转,则线圈未断;没有明显偏转,则内部线圈断路。解析(1)将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,回路电流变大,根据线圈中导线的绕向可知通过线圈的磁通量向下增加,根据楞次定律可知,A线圈中产生的感应电流使G表指针左偏;迅速抽出铁芯时,通过线圈的磁通量减小,产生的感应电流方向与上述方向相反,则G表指针右偏。(2)断开开关和电源,将铁芯重新插入内线圈中,把直流输出改为交流输出,其他均不变。接通电源,闭合开关,由于穿过线圈的磁通量大小方向都不断变化,在线圈A中产生的感应电流大小方向不断变化,则G表指针不停振动。(3)根据阻尼原理,短接G表,前后各摇动G表一次,比较指针偏转,有明显变化,则线圈未断;没有明显偏转,则内部线圈断路。2.[2016浙江10月选考,21(2),2分](多选)如图所示,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 () A.用可拆变压器,能方便地从不同接连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变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈匝数之比都有关,因此需要用可拆卸的变压器研究,实验时采用控制变量法,选项A、D正确。不能用直流电压表测量原、副线圈的电压,所以选项B错误。根据原、副线圈匝数之比等于输入、输出电压之比可知,原线圈接0、8接线柱,副线圈接0、4接线柱,那么副线圈两端的电压小于原线圈两端的电压,所以C错误。3.(2014浙江7月学考,28)用如图所示的装置做“探究产生感应电流的条件”实验,下列说法正确的是 () A.甲图中当磁铁静止在线圈中时,电流表的指针偏向右侧B.甲图中N极或S极插入线圈时,电流表的指针均偏向右侧C.乙图中开关处于闭合状态,移动变阻器的滑片时电流表指针发生偏转D.乙图中开关处于打开状态,拔出线圈A时电流表的指针偏向右侧答案C甲图中当磁铁静止在线圈中时,磁通量没有变化,没有感应电流,灵敏电流计的指针不动,故A错误。甲图中N极或S极插入线圈时,与线圈相连的回路磁通量发生变化,产生感应电流,指针发生偏转;但N极或S极插入线圈时,磁通量增大的方向相反,根据楞次定律可知,两次感应电流的方向一定相反,故B错误。乙图中开关处于闭合状态,移动变阻器的滑片时,穿过B线圈的磁通量发生变化,产生感应电流,灵敏电流计指针发生偏转,故C正确。乙图中开关处于打开状态,不是闭合电路,线圈B中无磁通量,不产生感应电流,灵敏电流计指针不偏转,故D错误。4.(2017浙江4月选考,21,4分)(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,根据测量数据可判断连接电源的线圈是(填“na”或“nb”)。Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98(2)用如图所示的装置做“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的图像应该是。  答案(1)ACEnb(2)b到aA解析(1)为了完成变压器的探究,需要使用交流电源,多用电表的交流电压挡。为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原副线圈,因此选用A、C、E。由于有漏磁,所以副线圈测量电压应该小于理论变压值,即nb为输入端,na为输出端。(2)根据楞次定律可知图示位置时,感应电流方向由b到a;进入时电流方向与离开时电流方向相反,排除C选项;由于离开时比进入时速度快,即切割磁感线产生感应电流要大,选项A正确,选项B、D错误。5.[2015浙江10月选考,21(1),2分]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(填“图1”或“图2”)。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1 图2答案图2漏磁、铁芯发热、导线发热解析变压器须接交流电源。1.(2018浙江4月选考,21,4分)(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Ⅰ和细丝Ⅱ,在光屏上形成的衍射图样如图1中a和b所示。已知细丝Ⅰ的直径为0.605mm,现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径,如图2所示,细丝Ⅱ的直径为mm。图1中的(填“a”或“b”)是细丝Ⅱ的衍射图样。图1图2(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3所示,白炽灯发出的光经滤光片成为波长为λ的单色光照射单缝,能在光屏考点三光学实验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Δx=。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3答案(1)0.999a(2) 不能2Dλh解析(1)螺旋测微器主尺的半格露出,读数为0.5mm,螺旋转轮的读数为0.499mm,故细丝Ⅱ的直径为0.999mm;衍射单缝越小,衍射越明显,条纹间距越大;衍射单缝越大,衍射越不明显,条纹间距越小。同理,a图的条纹间距小,对应的细丝比较粗,b图的条纹间距大,对应的细丝比较细,因为0.999mm0.605mm,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d=2h,故Δx= 。 撤去平面镜后,只剩双缝和白炽灯,缺少单缝,无法形成干涉条纹。2Dλh点拨光干涉的本质是两束相干光发生叠加,会出现一些地方光强增大,一些地方光强减弱的情况,也就是我们所看到的明暗条纹。怎样得到相干光呢?白炽灯、自然光这类非激光光源,直接照射到双缝上,是两束非相干光,不会出现干涉条纹。除非在前面加上单缝,这样能够把白炽灯、自然光等从一个面光源变成一个线光源,而这个线光源和双缝平行时,就是相干光了。这也是我们做实验时,为什么一定要调节单缝和双缝平行的原因。2.(2017浙江11月选考,21,4分)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1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1(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2所示。请画出光路图。 图2答案(1)C(2)偏小(3)见解析解析(1)本实验在用插针法时,角度不宜过大,选项A错;在白纸上放好玻璃砖后,不能用铅笔贴着光学面画出界面,所以选项B错误;本实验通过n= 求折射率,也可以过入射点画圆,通过sinθ= 将角度之比转化为长度之比,进而求折射率,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)在玻璃砖上表面的入射角测量值准确,折射角测量值偏大,根据折射率公式可知折射率测量值偏小。(3)如图所示 sinsinirxr3.(2016浙江4月选考,21,4分)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。 甲  丙答案D19.40420解析Δx= ,紫光的波长小于红光的波长,所以条纹间距变小,又要使分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐,则选D。主尺读数为19mm,游标尺第8条刻线与主尺刻线对齐,所以读数为19mm+8×0.05mm=19.40mm。代入Δx= ,得波长为420×10-9m=420nm。lλdlλdB组统一命题、省(区、市)卷题组考点一力学实验1.[2015北京理综,21(2)]用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。图1①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123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s1.801.91重力