【精选 详解】高三物理名校试题汇编系列（第3期）专题20 电磁学、热学和光学实验

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1、【精选 详解】2012届高三物理名校试题汇编系列（第3期）专题20 电磁学、热学和光学实验【精选+详解】2012届高三物理名校试题汇编系列（第3期）专题20 电磁学、热学和光学实验1（2011年高考北京理综卷）某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L，小灯泡A，开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 （ ）A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大1.

2、C 解析：在断电自感现象中，小灯泡是否闪亮与断电前后流过小灯泡的电流大小关系有关，若断电后电流增大，则闪亮，反之，若电流减小则不闪亮；断电瞬间，线圈与小灯泡组成闭合回路，线圈中产生自感电动势，相当于电路的电源，电路中的电流从断电前流过线圈的电流大小开始逐渐减小，所以本题中小灯泡未闪亮的原因是因为断电前流过线圈的电流小于流过灯泡的电流，再根据并联电路中电流的分配规律可知，线圈的电阻肯定大于小灯泡的电阻，即线圈电阻偏大，选项C正确。本题答案为C。2（2011年高考上海卷）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E-1/t图线如图（b）所示。（1）（多选题）在实验

3、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。2.（1）AD；（2）如图所示。解析：本题考查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。（1）实验的原理是通过小车释放的位置或者导轨倾斜度来改变磁铁通过光电门时的时间t，在光电门的位置与螺线管的位置距离恒定时，磁铁上相同宽度的挡光片在通过光电门的过程中，在螺线管中产生的磁通量的变化量相同，控制变量。根据法拉第电磁感应定律E=，来研究E与1/t是否成正比。故根据实验目的，实验中要控制不变的物理量有挡光片的宽度d不变，选项A正确；光电门与螺

4、线管的距离不变，即固定螺线管的位置时，光电门的位置不变，选项D正确；而小车从不同的位置释放或改变导轨倾斜度来改变t，故选项B、C错。本题答案为AD。（1）根据法拉第电磁感应定律E=可知，E-1/t关系图线的斜率表示，所以如果仅将线圈匝数增加一倍即变为原来2倍，E-1/t关系图线的斜率也将变为原来的2倍，故将题中E1/t图线的每个纵坐标点都乘以2，描点后连成一条直线即可。3（安徽省合肥市2011届高三调研）绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如图所示线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起则下列说法中正确的是（ ）A若保持电键闭合，则铝环不断升高

5、B若保持电键闭合，则铝环停留在某一高度C若保持电键闭合，则铝环跳起到某一高度后将回落D如果电源的正、负极对调，观察到的现象不变3.CD 解析：闭合电键的瞬间，线圈中突然有了电流，其产生的磁感应强度逐渐增大，流过铝环的磁通量也逐渐增大，根据楞次定律，铝环中会产生与线圈中电流方向相反的感应电流，铝环在向上的磁场力的作用才向上跳起，以阻碍磁通量的增大；若保持电键闭合，电路稳定后，流过线圈的电流不再变化，其产生的磁感应强度不变，穿过铝环的磁通量也不变，铝环中的感应电流消失，所以铝环跳起到某一高度后将回落；正、负极对调，同样磁通量增加，由楞次定律可知，铝环仍会向上跳起，即观察到的现象不变。综上分析，本题

6、答案为CD。4.（上海市金山区2011届高三上学期期末考试）如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。（1）将图中所缺的导线补接完整。（2）（不定项选择）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后（ ）A将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针向右偏转一下B将原线圈插入副线圈后，电流计指针一直偏在零点右侧C原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向右偏转一下D原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向左偏转一下4.（1）如图所示 （2）AD解析：（1）将电源的负极、开关和绕在铁钉上的小线圈串联起来，将大线圈与灵敏电流计串联起来。如答案图

7、所示。（2）从闭合电键的瞬间到合上电键后，将原线圈插入副线圈的过程中，穿过副线圈的磁通量方向不变，大小逐渐增大，根据楞次定律可知，副线圈中的感应电流方向与原线圈中电流方向相反，电流计指针向右偏转，原线圈插入副线圈后，穿过副线圈的磁通量的大小和方向均不变，副线圈中的感应电流消失，电流计指针回到零点，所以选项A正确，B错误；若原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉，滑动变阻器接入电路的阻值增大，流过原线圈的电流突然减小，根据楞次定律可知，副线圈中的感应电流方向与原线圈中电流方向相同，所以电流计指针会向左偏转一下，选项C错误，D正确。本题答案为AD。5在研究电磁感应现象实验中：（1）为了明显

8、地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图；（2）将原线圈插入副线圈中，闭合电键，副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向_（填“相同”或“相反”）（3）将原线圈拔出时，副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向_（填“相同”或“相反”）5.（1）如图所示（2）相反（3）相同解析：（1）实验需要电源、小线圈、滑动变阻器和开关串联组成原线圈电路；大线圈与灵敏电流计串联组成副线圈电路。如答案图所示。（2）将原线圈插入副线圈中，闭合电键，原线圈中的电流突然增大，产生的磁感应强度逐渐增大，根据楞次定律可知，副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向相反

9、（“增反减同”）。（3）将原线圈拔出时，穿过副线圈的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可知，副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向相同（“增反减同”）。实验二 热学实验6（2011年高考上海卷）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：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；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；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；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0.10%，一滴溶液的体积为4.810-3mL，其形成的油膜面积为40cm2

10、，则估测出油酸分子的直径为 m。6.（1）在量筒中滴入N滴溶液 在水面先撒上痱子粉 （2）1.210-9解析：（1）实验中步骤，通过在量筒中滴入N滴溶液，测出N滴溶液的体积，再取平均计算出每一滴溶液的体积，这样通过放大方法减小每一滴溶液的体积的测量误差；步骤中为了让油酸酒精溶液更好地形成单分子油膜，可事先撒上痱子粉。（2）一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积等于分子直径与油墨面积的乘积，即V=Sd，得油酸分子直径d=V/S，代入数据可得：d=1.210-9m。7（2011年高考全国大纲版理综卷）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的

11、水待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。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。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。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。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

12、，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）7.（1）；（2）510-10解析：（1）依据实验顺序，首先配置混合溶液（），然后在浅盘中放水和痱子粉（），将一滴溶液滴入浅盘中（），将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状（），最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油墨的总面积（）。故正确的操作顺序为。（2）一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为：，故油酸分子直径d=。 8. （2010年高考上海卷）用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图所示，实验步骤如下：移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值

13、P；用图像处理实验数据，得出如图2所示图线，（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_；（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_和_；（3）如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表_。8.（1）在注射器活塞上涂润滑油 （2）移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分 （3）V0注射器与压强传感器连接部位的气体体积 解析：第（3）问中V-1/p图线不过原点，说明当测量的气体体积为零时，压强不为零，注射器与压强传感器连接部位存在气体，V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。9.（2007年高考广东卷）如图所示为焦耳实验装置简图，用绝热性良好

14、的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是（ ）A.这个装置可测定热功当量 B.做功增加了水的热量C.做功增加了水的内能 D.功和热量是完全等价的，无区别9.AC 解析：对于选项A，首先要搞清楚什么是热功当量，我们知道热量以卡为单位，而功以焦耳为单位，热功当量就是表示它们之间的数量关系的；可通过重力做功与水温升高吸收的热量，测定热功当量，选项A正确；做功增加了水的内能，而热量只是热传递过程中内能改变的量度，所以做功与热量是不同的，选项C正确，BD错误。本题答案为AC。10.（2006年高考上海卷）为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时，所能承受的最大内部压强，某同学自行设计制作了一个简易测试装置，该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器，测试过程可分为如下操作步骤：a.记录密闭容器内空气的初始温度t1；b.当安全阀开始漏气时，记录容器内空气的温度t2；c.用电加热器加热容器内的空气；d.将待测安全阀安装在容器盖上；e.盖紧装有安全阀的容器盖，将一定量空气密闭在容器内。（1）将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写： 。（2）若测得的温度分别为t1=27，t2=87，已知大气压强为1.0105Pa，则测试结果是：这个安全阀能承