新教材适用2024版高考物理二轮总复习第1部分核心主干复习专题专题7物理实验第19讲其他实验

第一部分专题七第19讲
A组·基础练
1. (多选)(2023·浙江6月高考卷)以下实验中，说法正确的是( CD )
A．“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小
B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积
C．“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大
D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10 V的交变电流时，副线圈输出电压不为零
【解析】观察电容器充、放电时，充电电流和放电电流都逐渐减小，选项A错误；用油膜法估测油酸分子大小时，滴入油酸酒精溶液后，等待轮廓稳定后，描下油膜轮廓，选项B错误；光敏电阻随光照强度增加，电阻减小；金属电阻随温度的升高，电阻增大，选项C 正确；变压器没有铁芯时，输出电压很小，选项D正确。

2. (2023·哈尔滨三中模拟)如图在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们可以通过宏观量的测量间接计算微观量。

(1)某同学实验中先配制一定浓度的油酸酒精溶液，接着又进行了下列操作，操作的合理顺序是_DACB__(填字母)。

A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜
B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上并计算油酸薄膜的面积
C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上
D．向浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
(2)实验中，若测量并计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为2.5×10－11 m3，测量并计算出油膜的面积为4.0×10－2m2，则油酸分子的直径为_6.3×10－10__m。

(计算结果保留两位有效数字)
(3)该同学做实验时，水面上痱子粉撒得太多，使得油膜没有充分展开，这种情况会导致分子直径d 的测量结果_大于__真实值。

(选填“大于”“小于”或“等于”)
【解析】 (1)实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，经量筒测出1滴此溶液的体积。

然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积，因此操作的合理顺序是DACB 。

(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 2.5×10
－11 m 3，测量并计算出油膜的面积为4.0×10－2 m 2，则油酸分子的直径为d ＝V 0S ＝2.5×10－11
4.0×10
－2 m ＝6.3×10－10 m 。

(3)该同学做实验时，水面上痱子粉撒得太多，使得油膜没有充分展开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由d ＝V 0S
可知，这种情况会导致分子直径d 的测量结果大于真实值。

3. (2023·海南海口统考)某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲接线，判断电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后依次按图乙将电流表与A 线圈连成一个闭合回路，按图丙将电流表与导体棒ab 连成一个闭合回路(图中N 、S 两极上下正对)。

在图甲中，当闭合开关S 时，观察到电流表指针向右偏转(不通电时电流表指针停在正中央)，则：
(1)在图乙中，在磁体S 极插入线圈A 的过程中，电流表的指针将_向左__偏转；磁体放在A 中不动时，电流表的指针将_不发生__偏转。

(均选填“向左”“向右”或“不发生”)
(2)在图丙中，处在两磁极之间的导体棒ab 向右移动过程中，电流表的指针将_向右__偏转；导体棒ab 竖直向上移动过程中，电流表的指针将_不发生__偏转。

(均选填“向左”“向右”或“不发生”)
【解析】(1)在磁体S极插入线圈A的过程中，线圈A中向上的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流从电流表的“＋”极流入，故电流表的指针将向左偏转；磁体放在A 中不动时，线圈A中的磁通量不变，故回路中没有感应电流产生。

(2)当导体棒ab向右移动时，根据右手定则可知，感应电流从电流表的“－”极流入，故电流表的指针将向右偏转；当导体棒ab竖直向上移动时，导体棒没有切割磁感线，故回路中没有感应电流产生。

4. (2023·云南昆明模拟)某物理实验小组按课本习题要求，用下面的方法测量液体的折射率。

(1)请将下列实验步骤补充完整：
①取一个圆形的软木塞，用游标卡尺测其直径d的示数如图甲所示，则d＝_30.1__mm。

②在它的圆心处竖直插上一根大头针，让软木塞浮在液面上(如图乙所示)。

③调整大头针插入软木塞的深度，使它露在液体里的长度为h ，这时从液面上方的各个方向都恰好看不到大头针。

(2)写出用d和h求折射率的计算式：n＝d2＋4h2
d。

(3)若用刻度尺测得大头针露在液体里的长度为h＝1.50 cm，利用测得的d和h数据，求出液体的折射率n＝_1.41__。

(最后结果保留三位有效数字)
【解析】(1)根据游标卡尺的读数规律，该读数为30 mm＋0.1×1 mm＝30.1 mm。

(2)由于从液面上方的各个方向都恰好看不到大头针，表明恰好发生全反射，根据几何
关系有sin C＝
d
2
h2＋
⎝
⎛
⎭⎪
⎫d
2
2
，根据临界角与折射率的关系有sin C＝
1
n
，解得n＝
d2＋4h2
d。

(3)根据上述，代入给定数值有n＝
30.1×10－32＋4× 1.50×10－22
30.1×10－3
≈1.41。

B组·综合练
5. (2023·湖南长沙二模)某学习小组学习了单摆的相关知识后，想利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。

(1)赵同学找到实验室的光敏电阻等元件，利用如图乙所示装置记录振动周期，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，光敏电阻与某自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的振动周期为T＝_2.000__s(结果保留四位有效数字)。

(2)王同学则利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像(如图丁所示)，由图可知，两单摆摆长之比l a l b＝_49__。

(3)李同学每次用同一套实验装置，用同样的步骤进行实验，但所测得的重力加速度总是偏大，其原因可能是_B__。

A．开始计时时，过早按下秒表
B．测周期记录全振动次数时，将n次全振动误记为(n＋1)次
C．摆球的质量过大
D．计算摆长时，只考虑悬线的长度，没有加上小球的半径
【解析】(1)单摆在一个周期内两次经过平衡位置，根据图线丙的变化规律可知，该单摆的周期为T＝2.369 s－0.369 s＝2.000 s。

(2)由图丁振动图线可知，两单摆的周期之比T a
T b
＝
2
3
，由公式T＝2π
l
g
，可得两单摆
摆长之比l a l b＝49。

(3)根据题意，由单摆的周期公式T＝2πl
g
可得g＝
4π2l
T2
，开始计时时，过早按下秒
表，周期的测量值偏大，则重力加速度的测量值偏小，故A错误；如果振动次数多数了一次，即T偏小，g偏大，故B正确；摆球的质量过大，不会影响单摆的周期与摆长，所以不影响重力加速度的测量，故C错误；算摆长时漏加小球半径，则l偏小，求得的g偏小，故D 错误。

6. (2023·湖北黄冈二模)做“用双缝干涉测光的波长”实验中。

使用的双缝间距d＝
0.20 mm 。

双缝到光屏的距离L ＝600 mm ，观察到的干涉条纹如图所示。

(1)在测量头上的是一个螺旋测微器(又叫“千分尺”)，分划板上的刻度线处于x 1、x 2位置时，对应的示数如图乙所示；则相邻亮纹的间距Δx ＝_1.419/1.420/1.421__mm(结果保留3位小数)。

(2)计算单色光的波长的公式λ＝d x 2－x 14L (用L 、d 、x 1、x 2表示)。

(3)代入数据计算单色光的波长λ＝_4.7×10－7__m(结果保留两位有效数字)。

(4)图丙为实验装置示意图，S 为单缝，S 1、S 2为双缝，屏上O 点处为一亮条纹。

若实验时单缝偏离光轴，向右微微移动，则可以观察到O 点处的干涉条纹( A )
A ．向左移动
B ．向右移动
C ．间距变大
D ．间距变小
【解析】 (1)螺旋测微器读数为x 1＝2 mm ＋19.0×0.01 mm＝2.190 mm
x 2＝7.5 mm ＋36.8×0.01 mm＝7.868 mm
则相邻亮纹的间距Δx ＝x 2－x 1
4＝1.420 mm 。

(2)根据干涉条纹公式Δx ＝L d λ
可得λ＝d
L Δx ＝d x 2－x 14L。

(3)代入数据可得λ＝
d x 2－x 14L ＝4.7×10－7 m 。

(4)根据Δx ＝L
d
λ可知，实验时单缝偏离光轴，向右微微移动，因双缝间距、双缝到光
屏的距离、波长都不变，所以间距不变，由于主光轴变的倾斜，可以观察到O点处的干涉条纹向左移动。

故选A。

7. (2023·湖南高考卷)某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图甲所示，轻质弹簧上端悬挂在铁架台上，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁体，其正下方放置智能手机，手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时变化的数据并输出图像，实验步骤如下：
(1)测出钩码和小磁体的总质量m。

(2)在弹簧下端挂上该钩码和小磁体，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动，打开手机的磁传感器软件，此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期。

(3)某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图乙所示，从图中可以算
出弹簧振子振动周期T＝t0
10
(用“t0”表示)。

(4)改变钩码质量，重复上述步骤。

(5)实验测得数据如下表所示，分析数据可知，弹簧振子振动周期的二次方与质量的关系是_线性的__(选填“线性的”或“非线性的”)。

(6)
期的表达式可能是_A__(填正确答案标号)。

A．2πm
k
B．2π
k
m
C ．2πmk
D ．2πk m
(7)除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差的原因：_①弹簧非轻质弹簧，其质量不可忽略__②手机内部有磁体、导体的存在，使得电磁阻尼不可避免(任选一条，其他答案合理也可)__。

【解析】 (3)由题图乙知，0～t 0内有10个完整波形，即t 0＝10T ，T ＝t 010。

(5)由表格数据可知，T 2∝m 。

(6)由第(5)问知，T ∝m ，选项B 错误；已知T 的单位为s ，m 的单位为kg ，k 的单位为N/m ，将各物理量单位代入A 、C 、D 表达式中可得选项A 正确，C 、D 错误。

8. (2023·云南昆明模拟)某同学通过如图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的小固体的体积。

图甲中A 为压强传感器，通过一小段软管连接到注射器前端(不漏气)，活塞移动时保证封闭住的气体也不漏气。

(1)实验中移动活塞时尽量缓慢，原因是_有充分的时间达到热平衡，确保气体的温度不变__。

(2)将小固体装进注射器底部，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。

操作中，尽量不用手握住封闭气体部分，原因是_保持封闭气体的温度不受手的温度影响，确保气体的温度不变__。

(3)实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V 及对应压强p ，为了在xOy 坐标系中获
得直线图像，取y 轴代表体积V ，则x 轴应取1p ⎝ ⎛⎭
⎪⎫填“1p ”或“p ”。

(4)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的函数图像如图乙中直线所示，若已知传感器和注射器连接处的软管容积为V 0，则该固体的体积为_b ＋V 0__。

【解析】 (1)实验过程中移动活塞时尽量缓慢，原因是使得气体有充分的时间达到热平衡，确保气体的温度不变。

(2)实验需要保持气体温度不变，操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是保持封闭气体的温度不受手的温度影响，确保气体的温度不变。

(3)根据玻意耳定律有pV ＝C ，可知V ＝C 1p ，则V 正比于1p
，为了在xOy 坐标系中获得直线图像，若取y 轴代表体积V ，则x 轴应取1p。

(4)以注射器内气体与传感器和注射器连接处的软管内气体为研究对象，气体总体积为V 气＝V ＋V 0－V 固，由玻意耳定律有pV 气＝C ，则有V 气＝C 1p ，解得V 气＝V ＋V 0－V 固＝C 1p ，可得V ＝C 1p
－V 0＋V 固，结合图乙有－V 0＋V 固＝b ，则小物块的体积V 固＝b ＋V 0。