第3讲选考实验[历次选考考情分析]
考点一选考电学实验
例1(2018·义乌市模拟)(1)如图1所示是“研究电磁感应现象”的实验装置．
图1
①将图中所缺导线补接完整．
②如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将________(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)．
(2)某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压．
①下列操作正确的是________．
A．原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡
②该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(选填“增大”“减小”或“不变”)．
答案(1)①见解析图②向左偏(2)①D②减小
解析(1)①探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路，如图所示：
②闭合开关瞬间，通过线圈B的磁通量增大，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的增大，感应电流方向和原电流方向相反，灵敏电流计指针向右偏，而把A从B中拔出来时，通过线圈B的磁通量减小，感应电流的磁场要阻碍原磁场磁通量的减小，即感应电流方向和原电流方向相同，故灵敏电流计指针向左偏．
(2)①变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故电表
用交流电压挡，故A 、B 、C 错误，D 正确；②根据变压比公式U 1U 2＝n 1n 2
，保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小．
1．(2018·诸暨中学段考)如图2所示为“探究感应电流方向的规律”实验装置，下列电表中
最适合该实验的是________(填字母)．
图2
答案 B
解析 本实验是“探究感应电流方向的规律”，根据实验原理可知，条形磁铁的运动会导致
闭合线圈内的磁通量发生变化，从而产生较小的感应电流，因此需要灵敏电流计，因电流有
方向，故应采用指针在中间的电流计，所以B 是最适合的，故B 正确．
2．(2018·书生中学月考)在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图3甲接线，以查明电
流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系．当闭合S 时，观察到电流表指针向左偏，不通
电时电流表指针停在正中央．然后按图乙所示将电流表与副线圈B 连成一个闭合回路，将原
线圈A 、电池、滑动变阻器和S 串联成另一个闭合回路．
图3
(1)S 闭合后，将螺线管A (原线圈)插入螺线管B (副线圈)的过程中，电流表的指针将________
偏转．(选填“向左”“向右”或“不”)
(2)线圈A 放在B 中不动时，指针将________偏转．(选填“向左”“向右”或“不”)
(3)线圈A 放在B 中不动，将滑动变阻器的滑片P 向左滑动时，电流表指针将________偏转．(选
填“向左”“向右”或“不”)
答案 (1)向右 (2)不 (3)向右
解析 (1)线圈A 中磁场方向向上，插入B 线圈，线圈B 中磁通量变大，感应电流的磁场方向
向下，电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转；
(2)线圈不动，磁通量不变，无感应电流，故指针不动；
(3)线圈A中磁场方向向上，滑片向左移动，电流变大，线圈B中磁通量变大，感应电流的磁场方向向下，电流从右向左流过电流表，故电流表指针向右偏转．
3．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：
A．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B．条形磁铁
C．直流电源
D．多用电表
E．开关、导线若干
(1)上述器材在本实验中不会用到的是________(填器材前的序号)，本实验中还需用到的器材有____________．
(2)如图4所示，下列说法正确的是________．
图4
A．与灯泡连接的线圈叫原线圈
B．测量变压器输出电压要用直流电压表
C．若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变大
D．若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变小
答案(1)BC 低压交流电源(2)C
4．(2018·东阳中学期中)东阳中学创新班同学想用220 V交流作为小型收录机的电源．他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V的交流电源，于是他又添置了一台220 V/6 V的变压器，如图5所示．他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗．
图5
(1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书．你能帮他判断正确的接法是a、d端接________(填“220 V”或“6 V”)．
(2)这台220 V/6 V 的理想变压器接6 V 的线圈匝数是300 匝，则接220 V 的线圈匝数是
________匝．
(3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数N a ＝80匝和N b ＝160
匝的一个变压器重新接在电源上，测量结果记录如下，则接电源的是________(填“N a ”或
“N b ”).
答案 (1)6 V (2)11 000 (3)N b 解析 (1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P ＝UI 可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式R ＝ρl S 知，引线要粗，故a 、d 接6 V.
(2)根据变压器工作原理知：U a U b ＝N a N b ，若理想变压器接6 V 的线圈匝数是300匝，则接220 V
的线圈匝数是11 000匝．
(3)根据变压器工作原理知：U a U b ＝N a N b
，本题采用的是降压变压器，所以接电源的应该是匝数多
的线圈，所以接电源的是N b . 考点二 选考3－4、3－5实验
例2 (2018·浙江4月选考·21)(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6中
a 和
b 所示．已知细丝Ⅰ的直径为0.605 mm ，现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径，如图7所
示，细丝Ⅱ的直径为________ mm.图6中的________(填“a”或“b”)是细丝Ⅱ的衍射图样．
图6
图7
(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8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8
答案 (1)0.999(0.996～1.000) a (2)D λ2h
不能 解析 (1)因为螺旋测微器主尺的半格为0.5 mm ，完整一格为1 mm ，螺旋转轮上面一格0.01 mm ，再估读一位，由题图可知，直径为0.999 mm ；衍射单缝越小，衍射现象越明显，条纹间
距越大；衍射单缝越大，衍射现象越不明显，条纹间距越小，题图a 的条纹间距小，对应的
细丝比较粗，题图b 的条纹间距大，对应的细丝比较细，因为0.999 mm>0.605 mm ，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 ＝D λ2h .
不能，因为不符合相干光的条件，不能发生干涉．
5．(2018·温州市十五校联合体期末)用单摆测定重力加速度的实验装置如图9所示．关于该
实验，有下列步骤：
图9
(1)测单摆周期时，为减小测量误差，应________．
A ．以平衡位置作为计时起点
B ．以最大位移处作为计时起点
C ．可以以任意位置作为计时起点
(2)测出摆线长L ，小球直径d ，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 、d 、n 、t 表示)
(3)如图10所示，用游标卡尺测得小球的直径为________ mm.
图10
(4)某同学在实验时忘了测量小球直径，但是改变摆线长度做了多次测量，得到多组T 与L
的实验数据，根据这些数据，该同学能否求得当地的重力加速度？________.(填“能”或“不
能”)
答案 (1)A (2)2n 2π2(2L ＋d )t 2 (3)20.3 (4)能 6．(2017·浙江11月选考·21)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11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11
(3)小明同学经正确操作后，在纸上留下四枚大头针的位置P 1、P 2、P 3和P 4，AB 和CD 是描出
的玻璃砖的两个边，如图12所示，请在虚线框中画出光路图．
图12
答案 (1)C (2)偏小 (3)见解析图
解析 (1)本实验在用插针法时，角度不宜过大，否则很难确定折射角，选项A 错误；不能用
铅笔贴着光学面画界面，所以选项B 错误；本实验通过n ＝sin θ1sin θ2
求折射率，也可以通过画出两个半径一样的圆，通过sin θ＝x 1r
将角度转化为角度对边之比求折射率，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)由图可知，此次测量的折射角偏大，导致测得的折射率偏小．
(3)光路图如图所示．
7．(2018·9＋1高中联盟期中)(1)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，在观察白光的干涉图样时，现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、透镜D、单缝E等光学元件，如图13甲所示将白光光源C放在光具座最右端，依次放置其他光学元件，由右至左，表示各光学元件的字母排列顺序应为：C________A.
图13
(2)一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节________．
A．仅左右转动透镜B．仅旋转单缝
C．仅旋转双缝D．仅旋转测量头
(3)为了使测得的单色光的条纹间距增大，在其他条件不变的情况下，以下做法合适的是________．
A．增大单缝与双缝间距
B．增大双缝与毛玻璃屏间距
C．增大两双缝间距离
D．增强光源亮度
答案(1)DEB(2)D (3)B
8．某同学设计了一个用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，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图14所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源的
频率为50 Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．
图14
(1)若已得到打点纸带如图15所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选______段来计算A的碰前速度，应选______段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)．
图15
(2)已测得小车A的质量m A＝0.40 kg，小车B的质量m B＝0.20 kg，由以上测量结果可得：碰前m A v A＋m B v B＝____________ kg·m/s；碰后m A v A＋m B v B＝________ kg·m/s.(结果均保留三位有效数字)
答案(1)BC DE(2)0.420 0.417
9．用单摆测定重力加速度的实验装置如图16所示．
图16
(1)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1 m左右的细线B．长度为30 cm左右的细线
C．直径为1.8 cm的塑料球D．直径为1.8 cm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.
请计算出第3组实验中的T ＝________s ，g ＝________m/s 2.
答案 (1)AD (2)4π2n 2L t 2 (3)2.01 9.76 解析 (1)单摆模型需要满足的两个基本条件是摆线长远大于小球的直径，小球的密度越大越
好．所以应选A 、D.
(2)由T ＝t n ，T ＝2πL g 得g ＝4π2n 2L t 2
(3)T ＝t n ＝100.550
s ＝2.01 s g ＝4π2n 2L t 2＝4×3.142×502
×1100.52 m/s 2≈9.76 m/s 2. 专题强化练
1．图1为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接．
图1
(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好．
(2)在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________(选填“向右偏”“向左偏”或“不
偏转”)．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑动触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将
________(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)；断开开关时，灵敏电流计指针将
________(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)．
答案 (1)如图所示
(2)向右偏 向右偏 向左偏
2．(2018·慈溪市期末)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：
(1)若多用电表的选择开关及学生低压电源的面板如图2所示，则多用电表的选择开关转到的位置和变压器原线圈应连接到学生低压电源的哪两个接线柱________．
A．转到位置a，接左边两个接线柱(标有“＋”“－”)
B．转到位置b，接左边两个接线柱(标有“＋”“－”)
C．转到位置a，接右边两个接线柱(标有“～”)
D．转到位置b，接右边两个接线柱(标有“～”)
图2
(2)如图3实验中，下列说法正确的是________(填字母)．
图3
A．实验用控制变量法，用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈B．测量原、副线圈的电压，可用多用电表中的直流电压表
C．原线圈接0、4接线柱，副线圈接0、8接线柱，副线圈电压约为原线圈电压的2倍D．若没有铁芯，变压器的输入电压与输出电压之比还是等于原、副线圈匝数之比
答案(1)D (2)AC
3．(2018·台州市高三期末)如图4甲所示是小刘同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置．
图4
(1)在实验中应该在B处放________．(选填“单缝”或“双缝”)，再装上滤光片．
(2)经过一系列的调试，得到了亮度较好、清晰的干涉图样，但在放大镜视野中出现如图乙所示的现象，应该如何调整？___________________________________________________. (3)手轮上测量头如图5所示，其读数为________ mm.
图5
(4)一次实验测量完成后，小刘同学仅将红色滤光片改为绿色滤光片，则观察到干涉条纹的间距________(填“变大”“变小”或“不变”)．
答案(1)单缝(2)调节测量头使分划板中心刻线与条纹的中心对齐(3)11.54 (4)变小
4．在用双缝干涉测量光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题．
图6
(1)如图6所示，甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________．
(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装
置，并用此装置测量红光的波长.
将白光光源C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺
序应为________．(填写元件代号)
(3)已知该装置中双缝间距d ＝0.50 mm ，双缝到光屏的距离l ＝0.50 m ，在光屏上得到的干涉
图样如图7甲所示，分划板中心刻线在图中A 位置时游标卡尺如图乙所示，则其示数x A ＝
________ mm ；在B 位置时游标卡尺如图丙所示，则相邻两条纹间距Δx ＝________ mm.
图7
(4)由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长约为________ m.
(5)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或
“变小”)．
答案 (1)甲 (2)EDBA (3)111.15 0.64 (4)6.4×10－7
(5)变小
解析 (1)双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；根据此特点知甲图是干涉图样；
(2)为获取单色线光源，白光光源后面要有滤光片、单缝、双缝、光屏，所以各光学元件的排
列顺序应为EDBA ；
(3)、(4)游标卡尺读数＝主尺读数＋游标尺读数，故x A ＝111 mm ＋0.05 mm×3＝111.15 mm x B ＝115 mm ＋0.05 mm×12＝115.60 mm ；
相邻亮纹的间距：
Δx ＝x B －x A 7＝0.115 60－0.111 15
7 m≈0.000 64 m＝0.64 mm ；
根据公式Δx ＝l d λ，有：
λ＝Δxd l ＝0.64×10－3×0.50×10－30.50
m ＝6.4×10－7 m ； (5)根据双缝干涉条纹的间距公式Δx ＝l d
λ知，频率变高，波长变短，则干涉条纹间距变小．
5．(2018·新高考联盟联考)某同学在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，在用铁架搭建
好单摆后先测量摆线的长度，其过程如下：
图8
其中悬挂最佳的是图8中的______(填“甲”“乙”或“丙”)，这样做的目的是______(填选
项前的字母代号)．
A ．保证摆动过程中摆长不变
B ．可使周期测量得更加准确
C ．保证摆球在同一竖直平面内摆动
某同学采用了如图9所示方法测量摆长：
图9
摆球直径用游标卡尺进行测量，测量方法和游标刻度如图10所示，则摆球的直径是_____ mm. 本单摆的摆长是________ m ．(请注意单位，本空保留四位有效数字)
图10
答案 乙 A 14.00～14.06 0.483 0～0.484 5
6．(2016·浙江4月选考·21)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0.20 mm的双缝，双缝与屏的距离为600 mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图11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25.70 mm.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.
图11
答案 D 19.40 420
7．(2018·嘉兴一中期末)(1)如图12所示为“探究感应电流方向的规律”的实验装置，第一次将磁铁快速插入线圈中，第二次将磁铁慢慢插入线圈中，发现电流计的指针摆动幅度大小不同，第一次比第二次的幅度________(填写“大”或“小”)，原因是线圈中的__________(填写“磁通量”“磁通量的变化”或“磁通量的变化率”)两次实验不同．
图12
(2)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，
①下列操作正确的是________．
A．先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头
B．调节各器件共轴，使单缝和双缝的缝互相垂直
C．观察到条纹比较模糊，可以调节拨杆进行调整
D．测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮条纹边缘重合
②下列图示中条纹间距表示正确的是________．
答案(1)大磁通量的变化率(2)①AC②C
8．用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图13甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1＝100 mm，双缝与光屏的距离L2＝700 mm，双缝间距d＝0.25 mm.用测量头来测量亮条纹中心的距离．测量时用某种单色光照射双缝得到干涉图样．
图13
(1)如果用图甲所示装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了光源以外，其他不必要的器材元件有________．
A．滤光片B．单缝
C．双缝D．光屏
(2)某同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，他以O点为圆心、5.00 cm长为半径画圆，分别交线段OA于C点，交OO′于E点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，过E 点作法线NN′的垂线EF交NN′于F点，如图乙所示．用刻度尺量得CD＝3.00 cm，EF＝2.00 cm.由此可得出玻璃的折射率n＝________.
答案 (1)AB (2)1.5
解析 (1)激光具有较好的相干性，不再需要滤光片和单缝．
(2)n ＝sin θ1sin θ2＝CD EF
＝1.5. 9．某同学用如图14所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB 是斜槽，BC 是水平槽，它们连接处平滑，O 点为重垂线所指的位置．实验时先不放置
被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置G 由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸
上，留下痕迹，重复10次，然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G 由静止滚下，和
球2碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次．实验得到小球的落点的平
均位置分别为M 、N 、P .
图14
(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球各一个
(2)在此实验中，球1的质量为m 1，球2的质量为m 2，需满足m 1________m 2(填“大于”“小
于”或“等于”)．
(3)被碰球2飞行的水平距离由图中线段________表示．
(4)若实验结果满足m 1·ON ＝________，就可以验证碰撞过程中动量守恒．
答案 (1)ACE (2)大于 (3)OP (4)m 1·OM ＋m 2·OP
解析 (1)实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，测量小球落地
点的位置需要刻度尺，还需要大小相同的钢球和硬橡胶球各一个，故选项A 、C 、E 正确．
(2)要碰后球1的速度还沿原来的方向，就要求球1的质量大于球2的质量．
(3)球1和球2相撞后，球2的速度增大，球1的速度减小，都做平抛运动，竖直高度相同，所以碰撞后球2的落地点是P 点，所以被碰球2飞行的水平距离由图中线段OP 表示．
(4)N 为碰前球1落点的位置，M 为碰后球1落点的位置，P 为碰后被碰球2落点的位置．
碰撞前球1的速度v1＝ON 2h g
碰撞后球1的速度v2＝OM 2h g
碰撞后被碰球2的速度v3＝OP 2h g
若m1v1＝m1v2＋m2v3，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，代入数据得：m1·ON ＝m1·OM＋m2·OP.