浙江省2020高考物理二轮复习 专题六 第三讲 选修实验课件

第一部分专题复习讲义专题六物理实验第三讲选修实验知识内容考试要求备考指津1.探究电磁感应的产生条件对此部分实验的考查都比较简单，以考查基础知识为主，分值较少，命题形式为填空题.2.探究感应电流方向的规律3.探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系4.探究单摆周期与摆长的关系5.测定玻璃的折射率6.用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用测量头)7.探究碰撞中的不变量对实验原理的考查一、探究感应电流产生的条件(2019·浙江选考4月)在“探究电磁感应的产生条件”，实物连线后如图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________(选填“不动”“右偏”“左偏”“不停振动”)；迅速抽出铁芯时，G表指针________(选填“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________(选填“不动”“右偏”“左偏”“不停振动”)．(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，比较指针偏转，有明显变化，则线圈未断，反之则断了感应电流产生的条件(1)条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．(2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．二、探究感应电流方向的规律如图是探究感应电流方向的示意图，根据实验填完整表格中的内容．N极插入S极插入N极拔出S极拔出原磁场方向原磁场磁通量的变化感应电流方向(俯视)感应电流的磁场方向结论[审题突破]根据感应电流的条件得到：(1)磁铁磁极插入、拔出，导致磁通量变化，产生感应电流，感应电流阻碍原磁通量的变化．(2)磁铁的N、S对调后，实验结论与(1)相同．(3)判断感应电流时应注意俯视还是仰视，去判断是顺时针还是逆时针．[答案]原磁场方向：向下向上向下向上原磁场磁通量的变化：增加增加减小减小感应电流方向(俯视)：逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流的磁场方向：向上向下向下向上结论：磁铁磁极插入、拔出，导致磁通量变化，产生感应电流，感应电流阻碍原磁通量的变化楞次定律的内容是感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化．三、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系如图所示，甲、乙两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V，若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为()A．220V220VB．220V110VC．110V110VD．220V0V[解析]首先要搞清楚变压器和滑动变阻器在改变电压原理上的本质不同：对于变压器，a、b与c、d间的电压比总是等于它们间线圈的匝数比，与哪一个是原线圈无关，故a、b间接220V交流电压，c、d间电压为110V，c、d间改接110V交流电压，则a、b间应输出电压220V；而对于滑动变阻器，当e、f间接电压220V时，电阻的e、g与f、g部分串联，g、h间电压仅f、g是部分电阻的电压，当g、h间接电压110V时，由于e、g部分无电流，e、g两点等势，故e、f间电压等于g、h间电压，所以选B.[答案]B变压比U1U2＝n1n2，不仅适用于原、副线圈只有一个的情况．而且适用于有多个副线圈的情况．也适用于任意的两个副线圈间电压的计算．变流比I1I2＝n2n1只适用于原、副线圈各有一个的情况，如果有两个或多个副线圈时，只能用理想变压器输入功率和输出功率相等的关系列出关系式U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn来确定电流间的关系．四、用双缝干涉测量光的波长在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：(1)如图所示，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取________或________的方法．(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)．(3)关于本实验，正确的说法是()A．实验时应调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行B．观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧C．看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大D．测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数[解析](1)由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝．由Δx＝ldλ可知，要增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取的办法有：①增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)；②减小双缝之间的距离．(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②③.(3)实验时应使光源、单缝、双缝的中心位于遮光筒的轴线上，且使单缝与双缝平行，A正确；白光的干涉图样是彩色条纹，中央为白色亮纹，在第一级亮条纹中红色在最外侧，B错误；由Δx＝ldλ得红条纹的间距大于绿条纹间距，C正确；为了减小误差，应使分划板的中心刻线对齐条纹中心再读数，D正确．[答案](1)滤光片单缝双缝增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)减小双缝之间的距离(2)②③(3)ACD对实验数据的处理一、探究单摆周期与摆长的关系(2019·温州模拟)(1)位于浙江大学的一位同学通过在线网络直播课堂与位于北京大学的另一位同学进行交流，各自在那里用DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，并由计算机绘制了T2～L图象，如图甲所示．在浙江大学的同学所测实验结果对应的图线是________(填“A”或“B”)．(2)浙江大学的同学还用螺旋测微器测得摆球的直径，如图乙所示，该读数为________mm.[解析](1)由单摆的周期公式有：T＝2πLg，解得：g＝4π2LT2，所以图甲中的图线斜率表示加速度的大小的倒数，由图中我们看出A线加速度小，因此在浙江大学的同学所测实验结果对应的图线是A.(2)由图可知，固定刻度示数为10mm，可动刻度示数为29.7×0.01mm＝0.297mm，所以螺旋测微器的示数为10mm＋0.297mm＝10.297mm.[答案](1)A(2)10.297二、测定玻璃的折射率“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它_____________________________________．如图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率n＝__________．(计算结果保留两位有效数字)[解析]测定玻璃折射率的实验是利用大头针得到进入玻璃的入射光线，在另一侧插入大头针挡住前面的A、B的像来确定C，同样插入大头针D挡住C及A、B的像，C和D确定了出射光线，利用入射点和出射点的连线来确定折射光线，作出法线FG，连接OO′，以O点为圆心画圆，分别交AB、OO′于E、Q两点，分别过E、Q向GF作垂线EG、FQ并用毫米刻度尺测其长度，如图所示，根据n＝sinθ1sinθ2可得：n＝EGFQ＝1.8.[答案]挡住C及A、B的像1.8(1.6～1.9)三、探究碰撞中的不变量某同学设计了一个用电磁打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．他设计的装置如图甲所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力．甲乙(1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)．A为运动的起点，则应选________段来计算A碰前的速度．应选________段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)．(2)已测得小车A的质量m1＝0.4kg，小车B的质量为m2＝0.2kg，则碰前两小车的总动量为________kg·m/s，碰后两小车的总动量为________kg·m/s.[解析](1)从分析纸带上打点的情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况，应选用BC段计算小车A碰前的速度．从CD段打点的情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE段内小车运动稳定，故应选用DE段计算A和B碰后的共同速度．(2)小车A在碰撞前速度v0＝BC－5T＝10.50×10－25×0.02m/s＝1.050m/s小车A在碰撞前动量p0＝mAv0＝0.4×1.050kg·m/s＝0.420kg·m/s碰撞后A、B的共同速度v＝DE－5T＝6.95×10－25×0.02m/s＝0.695m/s碰撞后A、B的总动量p＝(mA＋mB)v＝(0.4＋0.2)×0.695kg·m/s＝0.417kg·m/s.[答案](1)BCDE(2)0.4200.417