【物理】2020届一轮复习人教版选修实验作业 14页

‎2020届一轮复习人教版 选修实验 作业 ‎1．【天津卷】某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像。如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只需测量出___________，即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率。‎ ‎【答案】‎ ‎【考点定位】光的折射 ‎2．【浙江卷】在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示。‎ ‎（1）在答题纸上相应的图中画出完整的光路图；‎ ‎（2）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=_________（保留3位有效数字）；‎ ‎（3）为了观察光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了二次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示。图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3‎ 和_____________（填“A”和“B”）‎ ‎【答案】（1）如图所示 （2） （3）A ‎【考点定位】本题考查“测定玻璃的折射率”实验中及其相关知识 ‎3．【重庆卷】如图1所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的__________面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图2所示，计算折射率时，用_____________（填“d”或“e”）点得到的值较小，用________________（填“d”或“e”）点得到的值误差较小。‎ ‎【答案】光学，d，e ‎【考点定位】本题考查插针法测定玻璃砖折射率的实验及其相关知识。‎ ‎4．【北京·21（1）】 “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置， 然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4，在插P3和P4时，应使 （选填选项前的字母）‎ A．P3只挡住P1的像 B．P4只挡住P2的像 C．P3同时挡住P1、P2的像 ‎【答案】C ‎【解析】 在“测定玻璃砖的折射率”实验中，由折射的光路可知插针时应使P3同时挡住P1、P2的像，P4同时挡住P1、P2、P3的像，故选项C正确。‎ ‎【考点定位】测定玻璃的折射率。‎ ‎5．【江苏卷】（1）如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是________ .‎ ‎（A）A、B均不变 （B）A、B均有变化 （C）A不变，B有变化 （D）A有变化，B不变 ‎ （2）“测定玻璃的折射率冶实验中，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 _____________.图2是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线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）‎ ‎【答案】（1）C （2）挡住C及A、B的像；1.8（1.8—1.9都算对）‎ ‎【考点定位】本题考查光学及其相关知识 ‎6．【北京卷】如图所示，用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。‎ ①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量______ （填选项前的符号），间接地解决这个问题。‎ 小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程 ‎②图2中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球 多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______填选项前的符号）‎ A．用天平测量两个小球的质量、‎ B．测量小球开始释放高度h ‎ C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM，ON ‎③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____________________（用②中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为____________________（用②中测量的量表示）．‎ ‎④经测定，=45.0g，=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示．碰撞前、后的动量分别为与，则：=_________；若碰撞结束时的动量为，则：=_________．实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值 为____________________‎ ‎⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大．请你用④中已知的数据，分析和计算出被碰小球平抛运动射程ON的最大值为___________cm．‎ ‎【答案】（1）①S ③T 0刻线④ADC（2）①C ②ADE或DEA或DAE③ ④14 2.9 1~1.01⑤76.8‎ ‎【解析】验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度．故答案是C；实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必须的，而且D要在E之前．至于用天平秤质量先后均可以．所以答案是ADE或DEA或DAE ‎ ‎【考点定位】动量守恒定律 ‎7．【新课标全国卷Ⅱ】利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律。在图（a）中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。 ‎ 实验测得滑块A 质量m1=0.310kg，滑块B的质量m2=0.108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用的交流电的频率为f=50HZ。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰；碰后光电计时器显示的时间为，碰撞前后打出的纸带如图（b）所示。‎ 若实验允许的相对误差绝对值最大为5℅，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程。‎ ‎【答案】见解析。‎ 设B在碰撞后的速度大小为v2，由①式有 代入题所给的数据可得：v2=2.86m/s ⑥‎ 设两滑块在碰撞前后的动量分别为P和P’，则 P=m1v0 ⑦‎ P’=m2v1+m2v2 ⑧‎ 两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 ‎ ⑨‎ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，可得： ⑩‎ 因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律。‎ ‎【考点定位】验证动量守恒定律。‎ ‎8．【全国卷】在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：‎ ‎①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。‎ ‎②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。‎ ‎③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。‎ ‎④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。‎ ‎⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。‎ 完成下列填空：‎ ‎（1）上述步骤中，正确的顺序是__________。（填写步骤前面的数字）‎ ‎（2）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为_________m。（结果保留l位有效数字）‎ ‎【答案】（1）④①②⑤③ （2）5×10-10‎ ‎【考点定位】“油膜法估测油酸分子的大小”实验 ‎9．【上海卷】在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，‎ ‎（1）某同学操作步骤如下：‎ ‎①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；‎ ‎②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；‎ ‎③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；‎ ‎④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。‎ 改正其中的错误： ‎ ‎（2）若油酸酒精溶液体积浓度为，一滴溶液的体积为，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为 m。‎ ‎【答案】（1）②在量筒中滴入N滴溶液③在水面上先撒上痱子粉（2）1.2×10-9‎ ‎【解析】（1）②要测出一滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入N滴溶液，测出其体积为V，则一滴该溶液的体积为；③为了使一滴油酸酒精溶液散开后界面比较清晰，要在水面上先撒上痱子粉． （2）1滴酒精油酸溶液的体积为4.8×10-3ml，由纯油酸与溶液体积比为1：1000，可得1滴酒精油酸溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积S=40×10-4m2，所以油酸分子直径（注意单位换算，用SI即国际单位制）‎ ‎【考点定位】“用单分子油膜估测分子大小”实验 ‎10．【上海卷】在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验（见图（a））中，得到图线如图（b）所示。‎ ‎（1）（多选题）在实验中需保持不变的是（ ）‎ ‎（A）挡光片的宽度 （B）小车的释放位置 ‎（C）导轨倾斜的角度 （D）光电门的位置 ‎（2）线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图（b）中画出实验图线。‎ ‎【答案】（1）A，D（2）如图 ‎【考点定位】“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验 ‎11．【上海卷】为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。己知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。‎ ‎（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。‎ ‎（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）。‎ ‎【答案】（1）顺时针，（2）逆时针 ‎【考点定位】本题考查电磁感应、楞次定律等相关知识 ‎12．【新课标卷】图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。‎ ‎（1）在图中画线连接成实验电路图。‎ ‎（2）完成下列主要实验步骤中的填空 ‎①按图接线。‎ ‎②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。‎ ‎③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。‎ ‎④用米尺测量_______________。‎ ‎（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。‎ ‎（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。‎ ‎【答案】（1）如图所示；‎ ‎（2）③重新处于平衡状态；读出电流表的示数；此时细沙的质量；④D的底边长度；‎ ‎（3）；‎ ‎（4）‎ ‎【考点定位】本题考查电流在磁场中的受力大小的计算和方向的判断及其相关知识 ‎13．【重庆卷】小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如题7图所示。在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的计数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R。若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的计数为G2，铜条在磁场中的长度L。‎ ‎（1）判断铜墙条所受安培力的方向，G1和G2哪个大？‎ ‎（2）求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小。‎ ‎【答案】 （1）安培力的方向竖直向上，G2＞G1 ‎ ‎（2）安培力的大小F=G2-G1 磁感应强度的大小 ‎ ‎【考点定位】 受力分析、物体的平衡，牛顿第三定律，楞次定律或右手定则、左手定则的使用，安培力，法拉第电磁感应定律.‎ ‎14．【上海·26】在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中 ‎（1）在对螺线管通电_________（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零。‎ ‎（2）（单选题）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为5mT。减小通电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为 A．5mT B．—5mT C．3mT D．-3mT ‎【答案】（1）前 （2）D ‎【解析】 （1）在对螺线管通电前必须对磁传感器进行调零，否则就会有测量误差。‎ ‎（2）减小通电螺线管的电流后，螺线管内的磁感应强度变小，由于从另一端插入，磁传感器的读数可能为-3mT。‎ ‎【考点定位】 用DIS研究通电螺线管的磁感应强度 ‎15．【2016·上海卷】“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。‎ ‎（1）（单选题）该实验描绘的是 ‎（A）两个等量同种电荷周围的等势线 ‎（B）两个等量异种电荷周围的等势线 ‎（C）两个不等量同种电荷周围的等势线 ‎（D）两个不等量异种电荷周围的等势线 ‎（2）（单选题）实验操作时，需在平整的木板上依次铺放 ‎（A）导电纸、复写纸、白纸 ‎（B）白纸、导电纸、复写纸 ‎（C）导电纸、白纸、复写纸 ‎（D）白纸、复写纸、导电纸 ‎（3）若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点（f、d连线与A、B连线垂直）时，示数小于零。为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针 （选填：“向左”或“向右”）移动。‎ ‎【答案】（1）B （2）D （3）向右 ‎【考点定位】等势线的描绘 ‎【方法技巧】掌握如何模拟等量异种电荷，会正确操作该实验，知道导电纸、复写纸和白纸的放置顺序，理解如何判断两个位置电势相等的方法，是解决本题的关键。‎ ‎16．【2016·全国新课标Ⅲ卷】（5分）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。‎ ‎（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。‎ ‎（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：‎ A．适当增加两导轨间的距离 B．换一根更长的金属棒 C．适当增大金属棒中的电流 其中正确的是 （填入正确选项前的标号）。‎ ‎【答案】（1）如图所示 （2）AC ‎【考点定位】考查了研究安培力实验 ‎【方法技巧】对于高中实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图像的性质，能根据图像进行分析，明确对应规律的正确应用。‎