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第45讲　其他实验
目录
实验11：探究电磁感应的产生条件 1
实验12：探究感应电流方向的规律 4
实验13：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 6
实验14：探究单摆周期与摆长的关系 10
实验15：测定玻璃的折射率 14
实验16：用双缝干涉测量光的波长 17
实验17：探究碰撞中的不变量 21
实验11：探究电磁感应的产生条件
一、实验原理
改变闭合回路中的磁通量，闭合回路中就可以产生感应电流，感应电流的有无可以通过连在电路中的电流表指针是否偏转来判定.
二、实验器材
蹄形磁铁、条形磁铁、导体棒、线圈(正、副各一个)、灵敏电流计、直流电源、滑动变阻器、导线、开关.
三、实验过程
1.观察导体棒在磁场中是否产生感应电流：如图1所示，导体棒静止、左右平动、前后运动、上下运动，观察电流表指针是否偏转，记录实验现象.
图1
2.观察条形磁铁在线圈中运动是否产生感应电流：如图2所示，N、S极分别向线圈中插入、静止、拔出，观察电流表指针是否偏转，记录实验现象.
图2
3.模仿法拉第的实验：如图3所示，观察开关闭合瞬间、开关断开瞬间、开关闭合滑动变阻器滑片不动、开关闭合滑动变阻器滑片迅速移动时，电流表指针是否偏转，记录实验现象.
图3
（2023 台州模拟）（1）小陶同学利用如图甲所示的线圈进行“探究电磁感应的产生条件”实验。为了看到明显的实验现象，线圈的两个接线柱与哪个电表连接更合理？答： 。
A．直流电流表
B．直流电压表
C．交流电流表
D．交流电压表
（2）为了测出图甲所示线圈的电阻值，小陶用伏安法进行测量，实验电路如图乙所示，请按要求完成下列问题。
①改变滑动变阻器滑片，待电路稳定得到的多组电流、电压值如表所示，请在相应位置作出I﹣U图像。
电压U（V） 0.00 0.30 0.50 0.80 1.10 1.40 1.60 2.00
电流I（mA） 0.0 11.8 17.4 27.8 36.6 57.0 55.8 70.2
②由图像可得该线圈的电阻值为 Ω。（结果保留两位小数）
③有同学认为，实验中该线圈会产生感应电动势，从而影响实验数据的测量。你认为该说法是否合理？并说明理由。
答： 。（填“合理”或“不合理”）
理由： 。
（2021 嘉兴二模）某实验小组利用如图所示实验装置进行“探究感应电流方向的规律”的实验，其中线圈A与电源电路连接，线圈B与电流表G连接。在实验过程中。
（1）需要查清线圈 的绕制方向（选填“A”、“B”或“A和B”）；
（2）是否需要查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系？答： （选填“需要”或“不需要”）。
实验12：探究感应电流方向的规律
一、实验原理
　楞次定律.
二、实验器材
条形磁铁、灵敏电流计、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表指针偏转方向的关系).
三、实验过程
1.按图6连接电路，闭合开关，记录G中流入的电流方向与指针偏转方向的关系.
2.记下线圈绕向，将线圈与灵敏电流计连接成闭合电路.
3.把条形磁铁N极(S极)向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记录电流计中指针偏转方向，并确定电流方向，从而确定磁场方向.
图6
4.总结，得出结论.
（2021 温州模拟）在“探究电磁感应产生的条件”实验中，正确的连线应选择图1中的 （选填“甲或“乙”）；选择正确的连线后，电键突然闭合的瞬间，灵敏电流计的指针偏转的最大角度如图2所示。在小螺线管中插入铁芯，待指针稳定后，再将电键突然断开的瞬间，指针偏转的最大角度是图3中的 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
（2023春 宁波期中）在“探究电磁感应的产生条件”实验中：
（1）如图甲所示，线圈横卧在课桌上并与G表相连，将条形磁铁自左向右穿过线圈，已知插入时G表指针向左偏转，则拔出时G表指针 （填“向左”或“向右”）偏转。
（2）如图乙所示，将学生电源和开关、滑动变阻器、线圈A串联起来，将线圈B与G表连接起来。一般情况下，开关和A线圈应该与学生电源的 （填“直流”或“交流”）接线柱相连。闭合开关瞬间，发现G表指针向左偏转。当闭合开关接通电源后，将变阻器滑动触头向右移动时，则G表指针 （填“向左”或“向右”）偏转。闭合开关接通电源后，第一次将滑动变阻器从最大阻值滑移到某一较小阻值，第二次用比第一次大的速度将滑动变阻器从最大阻值滑移到同一较小阻值，则第二次G表偏转的角度较 （填“小”或“大”）。
实验13：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
一、实验原理
原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中的磁场也在不断的变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈中就存在输出电压.本实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈两端的电压与匝数的关系.
二、实验器材
两只多用电表(或两只交直流数字电压表)、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干.
三、实验过程
1.按如图11所示连接好电路图，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数.
图11
2.打开学生电源，读出电压值，并记录在表格中.
3.保持匝数不变多次改变输入电压，记录下每次的两个电压值.
4.保持电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值.
5.数据记录与处理
次序 n1(匝) n2(匝) n1∶n2 U1(V) U2(V) U1∶U2
1
2
3
4
四、注意事项
1.在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作.
2.为了人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，不能用手接触裸露的导线和接线柱.
3.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量.
（2023春 台州期中）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中。
①下列器材需要的有 。
②如图所示，当左侧线圈“0”“8”间接入某一电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间的输出电压是4V，则左侧的输入电压可能是 。
A．8.7V
B．8.0V
C．7.3V
③观察变压器的铁芯，它的结构和材料是 。
A．整块硅钢
B．相互绝缘的铜片
C．相互绝缘的水平叠放的硅钢片
D．相互绝缘的竖直叠放的硅钢片
（2022春 诸暨市校级期中）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，小王同学采用了如图1所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100匝”的匝数。
（1）小王同学准备了以下器材：
A．可拆变压器：铁芯、两个已知匝数的线圈
B．条形磁铁
C．学生电源
D．多用电表
E．开关、导线若干
上述器材中本实验不需要的是 （填器材料序号）。
（2）对于实验过程，下列说法正确的有 （多选）。
A．为便于探究，应该采用控制变量法
B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量
D．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
（3）组装变压器时，小王同学没有将铁芯闭合，如图2所示，原线圈接12.0V的学生交流电源，
原、副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是 。
A．0V
B．96.0V
C．1.5V
D．0.65V
（4）用匝数na＝400匝和nb＝800匝的变压器，实验测量数据如表：
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是 （填“na”或“nb”）。
实验14：探究单摆周期与摆长的关系
一、实验原理
单摆在偏角θ<5°时，摆球的运动可看做简谐运动，用累积法测出n次全振动的时间t，则算得T＝，同时量得摆线长l′和小球直径d，则单摆的摆长l＝l′＋，然后用图象法寻找周期T与摆长l的定量关系.
二、实验装置图及器材
带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，不易伸长的细线(约1米)、停表、毫米刻度尺和游标卡尺.
三、实验步骤
1.让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆.
2.把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处作上标记，如图15所示.
图15
3.用毫米刻度尺量出摆线长度l′，用游标卡尺测出摆球的直径，即得出金属小球半径r，计算出摆长l＝l′＋r.
4.把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过5°)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30～50次全振动所用的时间t，计算出金属小球完成一次全振动所用时间，这个时间就是单摆的振动周期，即T＝(N为全振动的次数)，反复测3次，再计算出周期的平均值＝.
5.根据单摆振动周期公式T＝2π计算重力加速度g＝.
6.改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度值，求出它们的平均值，该平均值即为测得的重力加速度值.
7.将测得的重力加速度值与当地重力加速度值相比较，分析产生误差的可能原因.
四、数据处理
处理数据有两种方法：
(1)公式法：测出30次或50次全振动的时间t，利用T＝求出周期；不改变摆长，反复测量三次，算出三次测得的周期的平均值，然后代入公式g＝求重力加速度.
(2)图象法：
图16
由单摆周期公式不难推出：l＝T2，因此，分别测出一系列摆长l对应的周期T，作l－T2图象，图象应是一条通过原点的直线，如图16所示，求出图线的斜率k＝，即可利用g＝4π2k求得重力加速度的值.
五、注意事项
1.选择材料时摆线应选择细而不易伸长的线，比如用单根尼龙线、胡琴丝弦或蜡线等，长度一般不应短于1 m.小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2 cm.
2.单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象.
3.摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°.
4.摆动时，要使之保持在同一个运动平面内，不要形成圆锥摆.
5.计算单摆的振动次数时，应以摆球通过平衡位置时开始计时，以摆球从同一方向通过平衡位置时进行计数，且在数“零”的同时按下停表，开始计时计数.
（2021 浙江模拟）某学习小组利用力传感器来做探究单摆周期与摆长的关系”实验，如图1所示。
（1）实验中，用毫米刻度尺测出细线的长度，用游标卡尺测出摆球的直径，如图2所示，摆球的直径为D＝ mm。
（2）实验时，取长度一定的细线穿过摆球的小孔制成单摆，若某次实验取的摆球直径是图2摆球的2倍，则大摆球的摆动周期比图2的周期 （填“大”“相同”或“小”）。
（3）若利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系如图3所示，该单摆摆长L＝ m。（计算时，取g≈π2，结果保留三位有效数字）
（2021 嘉兴二模）两位同学根据“探究单摆周期与摆长的关系”实验测当地的重力加速度。
（1）甲同学直接将线长作为摆长进行实验，其通过计算所得重力加速度 实际值。
A．大于
B．等于
C．小于
（2）乙同学测出多组数据并作出如图丙所示的T2﹣l的图像，造成图像不过原点的原因可能是 。
A．小球受到的空气阻力比较大
B．误将摆线长与小球的直径之和作为摆长
C．小球形成了圆锥摆在水平面内做圆周运动
D．测量周期时，误将n次全振动记成了（n﹣1）次
（3）根据图所示测得的重力加速度 实际值。
A．大于
B．等于
C．小于
实验15：测定玻璃的折射率
一、实验原理
用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线；用量角器测出入射角θ1和折射角θ2；根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝.
二、实验器材
两面平行的玻璃砖、白纸、木板、大头针、量角器、刻度尺、铅笔、图钉.
三、实验步骤
1.将白纸用图钉钉在木板上.
图23
2.如图23所示，在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线.
3.把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，沿刻度尺画出玻璃砖的另一边bb′.
4.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P2的像挡住P1的像.再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置.
5.移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B，与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向.
6.连接OO′，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′.用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中.
7.用上述方法分别求出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中.
8.算出不同入射角时的比值，最后求出在几次实验中所测的平均值，即为玻璃砖折射率的测量值.
四、数据处理
此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入n＝中求玻璃的折射率.除运用此方法之外，还有以下处理数据的方法：
(1)在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′点，用刻度尺量出CC′和DD′的长，如图24所示.
图24
由于sin θ1＝，sin θ2＝，而CO＝DO，所以折射率n＝.重复以上实验，求得各次折射率计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值.
(2)根据折射定律可得n＝，因此有sin θ2＝.在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上，以sin θ1值为横坐标、以sin θ2值为纵坐标，建立直角坐标系，如图25所示.描数据点，过数据点连线得到一条过原点的直线.求解图线斜率，设斜率为k，则k＝，故玻璃砖折射率n＝.
图25
五、注意事项
1.玻璃砖要厚，用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃砖毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面.
2.入射角应在30°到60°之间.
3.大头针要竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应尽量大一些，以减小确定光路方向时造成的误差.
4.玻璃砖的折射光线要画准.
5.由于要多次改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号以免混乱.
（2022 绍兴二模）小周在“测定玻璃折射率”的实验中，使用了以下器材：直径为7.00厘米的半圆形玻璃砖、红色激光、平木板、图钉（若干）、白纸、铅笔、三角尺，当激光沿某一半径方向照射到圆心O点时恰好发生全反射。他作出的光路图如图所示，则玻璃砖的折射率为 （保留三位有效数字）。将入射光线向右平移一小段距离， （填“有”或“没有”）光线从玻璃砖底面射出。
（2021 宁波模拟）如图甲所示，某同学在“测玻璃砖折射率实验”时将入射光线改由从AC面入射，然后在CD界面外侧观察P1P2的像，但他始终无法在CD界面外侧找到P1P2的像，却意外地在BD界面外侧看到了P1P2的像，于是按原方法钉了两枚大头针P3P4，用以标记出射光线。根据你所学知识在图乙中补全光路图。
实验16：用双缝干涉测量光的波长
一、实验原理
单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长λ之间满足λ＝Δx.
双缝间的距离d是已知的，双缝到屏的距离l可以用米尺测出，相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出.测量头由分划板、目镜、手轮等构成.转动手轮，分划板会左右移动.测量时，应使分划板中心刻线对齐某条纹的中心(如图32所示)，记下此时手轮上的示数.转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的示数.两次读数之差就表示这两条条纹间的距离.
图32
二、实验器材
双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、米尺.
三、实验步骤
1.取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮.
2.按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上.
3.用米尺测量双缝到屏的距离.
4.用测量头测量数条亮条纹间的距离.
四、注意事项
1.单缝和双缝应相互平行，其中心位于遮光筒的轴线上，双缝到屏的距离应相等.
2.测双缝到屏的距离l可用米尺测多次，取平均值.
3.测条纹间距Δx时，用测量头测出n条亮(暗)条纹间的距离a，求出相邻的两条亮(暗)条纹间的距离Δx＝.
（2023 镇海区模拟）用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为d，测出图⑤中双缝的位置为L1，毛玻璃屏的位置为L2，实验时移动测量头（如图①所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图②所示），并记下螺旋测微器的读数为x1（如图③所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器读数为x7＝ mm（如图④所示），由以上测量数据可求得该单色光的波长λ＝ （用题中测量量的符号表示）。
（2023 嘉兴二模）实验题。
（1）在“验证机械能守恒定律”实验中，采用重锤自由下落的实验方案，经正确操作获得一条纸带如图1所示。实验所用打点计时器电源频率为50Hz，重锤质量m＝0.30kg，当地重力加速度g＝9.79m/s2，则打A点时纸带速度为 ，A点到B点过程中重力势能变化量为 （结果保留2位有效数字）。
（2）小姚同学用如图2所示的装置做“探究碰撞中的不变量”实验。
①关于滑块A、B的碰撞，下列说法正确的是 。
A．两个滑块碰撞前必须有一个静止
B．两个滑块碰撞后必须结合在一起
C．两个滑块碰撞后可结合在一起，也可分开
D．两滑块可以从整体静止到相互弹开
②实验中测得滑块A的质量为222.0g，滑块B的质量为216.0g，用50分度游标卡尺测量遮光条A的宽度，其读数如图3所示，则读数为 cm；滑块A从左向右通过光电门1后与静止的滑块B碰撞，碰后粘合成一体通过光电门2，遮光条A先后通过光电门1、2所对应的计时器读数分别如图4、图5所示（图中数值的单位是ms），
则碰后滑块A、B的总动量为 kg m/s（计算结果保留2位小数）。
（3）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中：
①用单色光照射双缝后，在目镜中观察到如图所示的情形。若其他操作无误，则上述情形下测得的单色光波长将 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）；
②若想对图的情形进行调整，则需要的操作是 。
A．旋转毛玻璃屏
B．左右拨动拨杆
C．旋转测量头上的手轮
D．旋转遮光筒和测量头
实验17：探究碰撞中的不变量
用实验法探究碰撞中的不变量，要测量物体的质量和碰撞前后的速度.可以用很多的实验方案来探究.
实验方案一：
图37
如图37，光滑的水平木板上，一辆小车A拖着一条纸带匀速运动，碰上了静止在前方的小车B，碰后两车一起向右匀速运动.
为了减小摩擦力的影响，我们的做法是将木板一端垫高，其实也可以使用气垫导轨.
探究需要确定质量和速度，用天平测质量.中心任务是要得出速度，如图38是一条实验室打出的纸带：纸带的左端代表A车碰前的运动.
图38
实验方案二：
图39
如图39，数字计时器上可以得到遮光板通过光电门的时间t，如果要计算匀速运动的速度，还需知道遮光板宽度d，这样速度v＝.
在匀速运动中，遮光板宽一点或窄一点，对物体速度的计算不会有影响.在变速运动中，选取的遮光板要窄一点.
图40
实验方案三：
如图40所示，通过小球摆起的角度可以知道碰撞的速度.
上述三个实验方案的区别在于测速度的方法不同.
实验方案四：
图41
如图41所示，先用重垂线确定O点.让两个球碰撞(入射小球的质量m1大于被撞小球的质量m2)，两球碰撞前后速度用平抛运动测量，因下落时间相同，可以用水平位移替代速度.多次实验，小球落点如图42所示.
图42
小球落点有很多，画圆，圆心表示平均落点位置.
量出水平距离OP、OM、ON，则碰撞中的不变量可表示为：m1OP＝m1OM＋m2ON.
（2023 绍兴二模）在用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验中。
（1）有同学提出了调节气垫导轨的两种方案，如图1所示，则符合该实验要求的是方案 （选填“一”或“二”）。
（2）该实验装置如图2所示，两滑块质量分别为mA＝333g、mB＝233g，两遮光条宽度均为d。现接通气源，将滑块A向右弹出，与静止的滑块B发生碰撞，计时器获得三组挡光时间为25.17ms、29.25ms、171.6ms。碰撞后滑块B对应挡光时间为 （选填“25.17ms”、“29.25ms”或“171.6ms”）。
（2022 浙江模拟）（1）在下列实验中，能用图1中装置完成且仅用一条纸带就可以得出实验结论的是 （单选）。
A．验证小车和重物组成的系统机械能守恒
B．探究小车速度随时间变化的规律
C．探究小车加速度与力、质量的关系
D．探究不同力做功与小车速度变化的关系
（2）某次实验中按规范操作打出了一条纸带，其部分纸带如图2。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，纸带左端接小车，请根据图中纸带判断其做的是 （填“匀速”、“匀变速”、“加速度变化的变速”）运动，此次实验中打点计时器打下A点时小车的速度为 m/s。（保留两位有效数字）
（3）如图3所示，在水平气垫导轨上用光电门记录数据的方式做“验证动量守恒定律”实验，测量滑块A的质量记为m1，测量滑块B的质量记为m2，测量滑块A上的遮光条宽度如图4所示，其宽度d1＝ cm，测得滑块B上的遮光条宽度为d2。滑块A从右向左碰静止的滑块B，已知m1＞m2，光电门计数器依次记录了三个遮光时间Δt1、Δt2、Δt3，验证动量守恒需要满足的关系式为 （用测量的物理量符号表示）。
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第45讲　其他实验
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实验11：探究电磁感应的产生条件 1
实验12：探究感应电流方向的规律 4
实验13：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 6
实验14：探究单摆周期与摆长的关系 10
实验15：测定玻璃的折射率 14
实验16：用双缝干涉测量光的波长 17
实验17：探究碰撞中的不变量 21
实验11：探究电磁感应的产生条件
一、实验原理
改变闭合回路中的磁通量，闭合回路中就可以产生感应电流，感应电流的有无可以通过连在电路中的电流表指针是否偏转来判定.
二、实验器材
蹄形磁铁、条形磁铁、导体棒、线圈(正、副各一个)、灵敏电流计、直流电源、滑动变阻器、导线、开关.
三、实验过程
1.观察导体棒在磁场中是否产生感应电流：如图1所示，导体棒静止、左右平动、前后运动、上下运动，观察电流表指针是否偏转，记录实验现象.
图1
2.观察条形磁铁在线圈中运动是否产生感应电流：如图2所示，N、S极分别向线圈中插入、静止、拔出，观察电流表指针是否偏转，记录实验现象.
图2
3.模仿法拉第的实验：如图3所示，观察开关闭合瞬间、开关断开瞬间、开关闭合滑动变阻器滑片不动、开关闭合滑动变阻器滑片迅速移动时，电流表指针是否偏转，记录实验现象.
图3
（2023 台州模拟）（1）小陶同学利用如图甲所示的线圈进行“探究电磁感应的产生条件”实验。为了看到明显的实验现象，线圈的两个接线柱与哪个电表连接更合理？答： 。
A．直流电流表
B．直流电压表
C．交流电流表
D．交流电压表
（2）为了测出图甲所示线圈的电阻值，小陶用伏安法进行测量，实验电路如图乙所示，请按要求完成下列问题。
①改变滑动变阻器滑片，待电路稳定得到的多组电流、电压值如表所示，请在相应位置作出I﹣U图像。
电压U（V） 0.00 0.30 0.50 0.80 1.10 1.40 1.60 2.00
电流I（mA） 0.0 11.8 17.4 27.8 36.6 57.0 55.8 70.2
②由图像可得该线圈的电阻值为 Ω。（结果保留两位小数）
③有同学认为，实验中该线圈会产生感应电动势，从而影响实验数据的测量。你认为该说法是否合理？并说明理由。
答： 。（填“合理”或“不合理”）
理由： 。
【解答】解：（1）“探究电磁感应的产生条件”实验。为了看到明显的实验现象，线圈的两个接线柱与直流电流表相接，电压表内阻太大，交流电表测量的是有效值，故A正确BCD错误。
故选：A。
（2）①根据表中数据在坐标系中描点、连线作出I﹣U图像如下图
②根据图像可知，斜率代表电阻的倒数
③不合理，因为电路电流稳定，线圈磁通量不变，不会产生感应电动势。
故答案为：（1）A；（2）①见解析；②28.57；③不合理；电路电流稳定，线圈磁通量不变，不会产生感应电动势。
（2021 嘉兴二模）某实验小组利用如图所示实验装置进行“探究感应电流方向的规律”的实验，其中线圈A与电源电路连接，线圈B与电流表G连接。在实验过程中。
（1）需要查清线圈 的绕制方向（选填“A”、“B”或“A和B”）；
（2）是否需要查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系？答： （选填“需要”或“不需要”）。
【解答】解：“探究感应电流方向的规律”的实验，必须应查清A与B线圈的绕制方向，从而能确定原磁场的方向与感应磁场方向的关系；
实验时应首先查明电流计指针的偏转方向和电流方向的关系，以便于感应电流方向与磁通量变化的关系；
故答案为：（1）A和B；（2）需要。
实验12：探究感应电流方向的规律
一、实验原理
　楞次定律.
二、实验器材
条形磁铁、灵敏电流计、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表指针偏转方向的关系).
三、实验过程
1.按图6连接电路，闭合开关，记录G中流入的电流方向与指针偏转方向的关系.
2.记下线圈绕向，将线圈与灵敏电流计连接成闭合电路.
3.把条形磁铁N极(S极)向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记录电流计中指针偏转方向，并确定电流方向，从而确定磁场方向.
图6
4.总结，得出结论.
（2021 温州模拟）在“探究电磁感应产生的条件”实验中，正确的连线应选择图1中的 （选填“甲或“乙”）；选择正确的连线后，电键突然闭合的瞬间，灵敏电流计的指针偏转的最大角度如图2所示。在小螺线管中插入铁芯，待指针稳定后，再将电键突然断开的瞬间，指针偏转的最大角度是图3中的 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
【解答】解：在“探究电磁感应产生的条件”实验中，要实现实验的目的，能使电路中的通电线圈通过开关的通断，及线圈的远离与靠近，来实现通过另一线圈的磁通量变化，再从便于实验操作，因此正确的连线应选择图1中的甲；
电键突然闭合的瞬间，灵敏电流计的指针偏转的最大角度如图2所示。在小螺线管中插入铁芯，待指针稳定后，再将电键突然断开的瞬间，依据法拉第电磁感应定律可知，此时穿过大线圈的磁通量变化率与闭合时其磁通量变化率相同，故B正确，ACD错误；
故答案为：甲；B。
（2023春 宁波期中）在“探究电磁感应的产生条件”实验中：
（1）如图甲所示，线圈横卧在课桌上并与G表相连，将条形磁铁自左向右穿过线圈，已知插入时G表指针向左偏转，则拔出时G表指针 （填“向左”或“向右”）偏转。
（2）如图乙所示，将学生电源和开关、滑动变阻器、线圈A串联起来，将线圈B与G表连接起来。一般情况下，开关和A线圈应该与学生电源的 （填“直流”或“交流”）接线柱相连。闭合开关瞬间，发现G表指针向左偏转。当闭合开关接通电源后，将变阻器滑动触头向右移动时，则G表指针 （填“向左”或“向右”）偏转。闭合开关接通电源后，第一次将滑动变阻器从最大阻值滑移到某一较小阻值，第二次用比第一次大的速度将滑动变阻器从最大阻值滑移到同一较小阻值，则第二次G表偏转的角度较 （填“小”或“大”）。
【解答】解：（1）将条形磁铁自左向右穿过线圈时，线圈中的磁通量增加，则根据楞次定律可知，线圈中产生的感应电流的磁场要阻碍原磁通量的增加，此时G表指针向左偏转；
则拔出时，穿过线圈的磁通量要减小，则感应电流产生的磁场要阻碍原磁通量的减小，那么此时G表指针向右偏转。
（2）开关和A线圈应该与学生电源的直流接线柱相连，这样可以通过开关的通断和滑动变阻器阻值的改变从而控制电流的变化，以产生变化的磁场，进而研究感应电流产生的条件，而交流电的方向在发生周期性变化，实验过程若选择交流电就会同时有两个变量，因此选择直流电源；
当滑动变阻器滑动触头向右移动时，接入电路中的电阻减小，回路中产生的电流增大，从而产生的磁场增强，致使产生的感应电流增大，G表指针向左偏转；
第二次用比第一次大的速度将滑动变阻器从最大阻值滑移到同一较小阻值，这样的操作使电路中电流的变化率增大，从而使磁场的变化率增大，则产生更大的感应电流，则第二次G表偏转的角度较大。
故答案为：（1）向右；（2）直流、向左、大。
实验13：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
一、实验原理
原线圈通过电流时，铁芯中产生磁场，由于交变电流的大小和方向都在不断变化，铁芯中的磁场也在不断的变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈中就存在输出电压.本实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈两端的电压与匝数的关系.
二、实验器材
两只多用电表(或两只交直流数字电压表)、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干.
三、实验过程
1.按如图11所示连接好电路图，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数.
图11
2.打开学生电源，读出电压值，并记录在表格中.
3.保持匝数不变多次改变输入电压，记录下每次的两个电压值.
4.保持电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值.
5.数据记录与处理
次序 n1(匝) n2(匝) n1∶n2 U1(V) U2(V) U1∶U2
1
2
3
4
四、注意事项
1.在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作.
2.为了人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，不能用手接触裸露的导线和接线柱.
3.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量.
（2023春 台州期中）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中。
①下列器材需要的有 。
②如图所示，当左侧线圈“0”“8”间接入某一电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间的输出电压是4V，则左侧的输入电压可能是 。
A．8.7V
B．8.0V
C．7.3V
③观察变压器的铁芯，它的结构和材料是 。
A．整块硅钢
B．相互绝缘的铜片
C．相互绝缘的水平叠放的硅钢片
D．相互绝缘的竖直叠放的硅钢片
【解答】解：①根据变压器的工作原理可知，变压器使用交流电源，为了保证人身安全要使用12V的学生交流电源，测电压要用多用表的交流电压挡，不需要干电池和直流电压表，故AC错误，BD正确；
②若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系；若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原、副线圈的匝数比为2：1，副线圈的电压为4V，则原线圈的电压为，考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于8V，可能为8.7V，故A正确，BC错误。
故选：A。
③磁感线环绕方向应该沿闭合铁芯，产生的涡流应沿铁芯方向，为了减小涡流影响，应采用相互绝缘的竖直叠放的硅钢片，故ABC错误，D正确。
故选：D。
故答案为：①BD；②A；③D。
（2022春 诸暨市校级期中）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，小王同学采用了如图1所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100匝”的匝数。
（1）小王同学准备了以下器材：
A．可拆变压器：铁芯、两个已知匝数的线圈
B．条形磁铁
C．学生电源
D．多用电表
E．开关、导线若干
上述器材中本实验不需要的是 （填器材料序号）。
（2）对于实验过程，下列说法正确的有 （多选）。
A．为便于探究，应该采用控制变量法
B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量
D．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
（3）组装变压器时，小王同学没有将铁芯闭合，如图2所示，原线圈接12.0V的学生交流电源，
原、副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是 。
A．0V
B．96.0V
C．1.5V
D．0.65V
（4）用匝数na＝400匝和nb＝800匝的变压器，实验测量数据如表：
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是 （填“na”或“nb”）。
【解答】解：（1）探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验，需要知道原副线圈的匝数、需要测量电压；变压器是根据互感作用原理工作的，需要交流电源、不需要外部磁场，组成电路的基本元件需要，故不需要的是：B；
（2）A．该实验涉及多个物理量，为便于探究，应该采用控制变量法，故A正确；
B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；
C．使用多用电表测电压时，为避免烧毁电压表，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量，故C正确；
D．实验时，通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，故D错误。
故选：AC。
（3）根据变压器原副线圈匝数关系有：
代入数据可得：U2＝1.5V
故C正确，ABD错误。
故选：C。
（4）由于有漏磁，副线圈测量电压小于理论值，所以na为副线圈，可判断连接交流电源的原线圈是nb
故答案为：（1）B；（2）AC；（3）C；（4）nb。
实验14：探究单摆周期与摆长的关系
一、实验原理
单摆在偏角θ<5°时，摆球的运动可看做简谐运动，用累积法测出n次全振动的时间t，则算得T＝，同时量得摆线长l′和小球直径d，则单摆的摆长l＝l′＋，然后用图象法寻找周期T与摆长l的定量关系.
二、实验装置图及器材
带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，不易伸长的细线(约1米)、停表、毫米刻度尺和游标卡尺.
三、实验步骤
1.让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆.
2.把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处作上标记，如图15所示.
图15
3.用毫米刻度尺量出摆线长度l′，用游标卡尺测出摆球的直径，即得出金属小球半径r，计算出摆长l＝l′＋r.
4.把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过5°)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30～50次全振动所用的时间t，计算出金属小球完成一次全振动所用时间，这个时间就是单摆的振动周期，即T＝(N为全振动的次数)，反复测3次，再计算出周期的平均值＝.
5.根据单摆振动周期公式T＝2π计算重力加速度g＝.
6.改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度值，求出它们的平均值，该平均值即为测得的重力加速度值.
7.将测得的重力加速度值与当地重力加速度值相比较，分析产生误差的可能原因.
四、数据处理
处理数据有两种方法：
(1)公式法：测出30次或50次全振动的时间t，利用T＝求出周期；不改变摆长，反复测量三次，算出三次测得的周期的平均值，然后代入公式g＝求重力加速度.
(2)图象法：
图16
由单摆周期公式不难推出：l＝T2，因此，分别测出一系列摆长l对应的周期T，作l－T2图象，图象应是一条通过原点的直线，如图16所示，求出图线的斜率k＝，即可利用g＝4π2k求得重力加速度的值.
五、注意事项
1.选择材料时摆线应选择细而不易伸长的线，比如用单根尼龙线、胡琴丝弦或蜡线等，长度一般不应短于1 m.小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2 cm.
2.单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象.
3.摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°.
4.摆动时，要使之保持在同一个运动平面内，不要形成圆锥摆.
5.计算单摆的振动次数时，应以摆球通过平衡位置时开始计时，以摆球从同一方向通过平衡位置时进行计数，且在数“零”的同时按下停表，开始计时计数.
（2021 浙江模拟）某学习小组利用力传感器来做探究单摆周期与摆长的关系”实验，如图1所示。
（1）实验中，用毫米刻度尺测出细线的长度，用游标卡尺测出摆球的直径，如图2所示，摆球的直径为D＝ mm。
（2）实验时，取长度一定的细线穿过摆球的小孔制成单摆，若某次实验取的摆球直径是图2摆球的2倍，则大摆球的摆动周期比图2的周期 （填“大”“相同”或“小”）。
（3）若利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系如图3所示，该单摆摆长L＝ m。（计算时，取g≈π2，结果保留三位有效数字）
【解答】解：（1）20分度游标卡尺读数，精度为0.05mm，主尺上刻度19mm，游标尺上0刻线与主尺上刻线对齐，0×0.05mm＝0.00mm，相加后得到19.00mm.
（2）由T＝2π，可知摆长变大，周期变大。
（3）单摆回复力的周期是单摆周期的一半，故T＝2.0s，代入单摆周期公式
T＝2π，解得L＝1.00m
故答案为：（1）19.00mm （2）大 （3）1.00m
（2021 嘉兴二模）两位同学根据“探究单摆周期与摆长的关系”实验测当地的重力加速度。
（1）甲同学直接将线长作为摆长进行实验，其通过计算所得重力加速度 实际值。
A．大于
B．等于
C．小于
（2）乙同学测出多组数据并作出如图丙所示的T2﹣l的图像，造成图像不过原点的原因可能是 。
A．小球受到的空气阻力比较大
B．误将摆线长与小球的直径之和作为摆长
C．小球形成了圆锥摆在水平面内做圆周运动
D．测量周期时，误将n次全振动记成了（n﹣1）次
（3）根据图所示测得的重力加速度 实际值。
A．大于
B．等于
C．小于
【解答】解：（1）单摆的周期公式为：，甲同学直接将线长作为摆长进行实验，这样测摆长的时候少加了摆球的半径r，相当于测量摆长比真实摆长短，即L偏小，故测出来的T偏小，故C正确；
（2）单摆的周期公式为：，得：，所以图像应为正比函数图象，但题目中给的图像当摆长为某值时才有周期，显然是测摆长时测量值偏大，只有B选项的结果是摆长测量值偏大了小球的半径，故选B
（3）题目中给出的图像根据第二问分析可知摆长多测量了小球的半径r，故真实的周期为：，可得：，图线的斜率没有变化，仍然是，故所测得重力加速度g就是实际值，故选B
故答案为：（1）C，（2）B，（3）B
实验15：测定玻璃的折射率
一、实验原理
用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线；用量角器测出入射角θ1和折射角θ2；根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝.
二、实验器材
两面平行的玻璃砖、白纸、木板、大头针、量角器、刻度尺、铅笔、图钉.
三、实验步骤
1.将白纸用图钉钉在木板上.
图23
2.如图23所示，在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线.
3.把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，沿刻度尺画出玻璃砖的另一边bb′.
4.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P2的像挡住P1的像.再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置.
5.移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B，与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向.
6.连接OO′，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′.用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中.
7.用上述方法分别求出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中.
8.算出不同入射角时的比值，最后求出在几次实验中所测的平均值，即为玻璃砖折射率的测量值.
四、数据处理
此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入n＝中求玻璃的折射率.除运用此方法之外，还有以下处理数据的方法：
(1)在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′点，用刻度尺量出CC′和DD′的长，如图24所示.
图24
由于sin θ1＝，sin θ2＝，而CO＝DO，所以折射率n＝.重复以上实验，求得各次折射率计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值.
(2)根据折射定律可得n＝，因此有sin θ2＝.在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上，以sin θ1值为横坐标、以sin θ2值为纵坐标，建立直角坐标系，如图25所示.描数据点，过数据点连线得到一条过原点的直线.求解图线斜率，设斜率为k，则k＝，故玻璃砖折射率n＝.
图25
五、注意事项
1.玻璃砖要厚，用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃砖毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面.
2.入射角应在30°到60°之间.
3.大头针要竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应尽量大一些，以减小确定光路方向时造成的误差.
4.玻璃砖的折射光线要画准.
5.由于要多次改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号以免混乱.
（2022 绍兴二模）小周在“测定玻璃折射率”的实验中，使用了以下器材：直径为7.00厘米的半圆形玻璃砖、红色激光、平木板、图钉（若干）、白纸、铅笔、三角尺，当激光沿某一半径方向照射到圆心O点时恰好发生全反射。他作出的光路图如图所示，则玻璃砖的折射率为 （保留三位有效数字）。将入射光线向右平移一小段距离， （填“有”或“没有”）光线从玻璃砖底面射出。
【解答】解：激光恰能在O点全反射，则
其中
解得：n＝1.52
将入射光线向右平移一小段距离，如图所示：
则光纤射到上底面的入射角减小，则光线将不能发生全发射从而从底面射出。
故答案为：1.52；有
（2021 宁波模拟）如图甲所示，某同学在“测玻璃砖折射率实验”时将入射光线改由从AC面入射，然后在CD界面外侧观察P1P2的像，但他始终无法在CD界面外侧找到P1P2的像，却意外地在BD界面外侧看到了P1P2的像，于是按原方法钉了两枚大头针P3P4，用以标记出射光线。根据你所学知识在图乙中补全光路图。
【解答】解：（1）连接P1、P2，确定AC界面入射点O1点；
（2）连接P3、P4，确定BD界面入射点O2点；
（3）在CD面上发生反射，作关于CD界面中O1点的对称点O′点，连接O′与O2，（此方向即为反射光线的方向）连线和CD界面交点为O，连接O1O，连线即为反射时的入射光线；
（4）连线O1O与OO2就是玻璃砖内的光路。
右图即为正确光路图。
实验16：用双缝干涉测量光的波长
一、实验原理
单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长λ之间满足λ＝Δx.
双缝间的距离d是已知的，双缝到屏的距离l可以用米尺测出，相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出.测量头由分划板、目镜、手轮等构成.转动手轮，分划板会左右移动.测量时，应使分划板中心刻线对齐某条纹的中心(如图32所示)，记下此时手轮上的示数.转动测量头，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的示数.两次读数之差就表示这两条条纹间的距离.
图32
二、实验器材
双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)、学生电源、导线、米尺.
三、实验步骤
1.取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮.
2.按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上.
3.用米尺测量双缝到屏的距离.
4.用测量头测量数条亮条纹间的距离.
四、注意事项
1.单缝和双缝应相互平行，其中心位于遮光筒的轴线上，双缝到屏的距离应相等.
2.测双缝到屏的距离l可用米尺测多次，取平均值.
3.测条纹间距Δx时，用测量头测出n条亮(暗)条纹间的距离a，求出相邻的两条亮(暗)条纹间的距离Δx＝.
（2023 镇海区模拟）用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为d，测出图⑤中双缝的位置为L1，毛玻璃屏的位置为L2，实验时移动测量头（如图①所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图②所示），并记下螺旋测微器的读数为x1（如图③所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器读数为x7＝ mm（如图④所示），由以上测量数据可求得该单色光的波长λ＝ （用题中测量量的符号表示）。
【解答】解：螺旋测微器读数为x7＝14.5mm+0.01mm×20.0＝14.700mm
条纹间距为：
根据
可得：
故答案为：14.700；
（2023 嘉兴二模）实验题。
（1）在“验证机械能守恒定律”实验中，采用重锤自由下落的实验方案，经正确操作获得一条纸带如图1所示。实验所用打点计时器电源频率为50Hz，重锤质量m＝0.30kg，当地重力加速度g＝9.79m/s2，则打A点时纸带速度为 ，A点到B点过程中重力势能变化量为 （结果保留2位有效数字）。
（2）小姚同学用如图2所示的装置做“探究碰撞中的不变量”实验。
①关于滑块A、B的碰撞，下列说法正确的是 。
A．两个滑块碰撞前必须有一个静止
B．两个滑块碰撞后必须结合在一起
C．两个滑块碰撞后可结合在一起，也可分开
D．两滑块可以从整体静止到相互弹开
②实验中测得滑块A的质量为222.0g，滑块B的质量为216.0g，用50分度游标卡尺测量遮光条A的宽度，其读数如图3所示，则读数为 cm；滑块A从左向右通过光电门1后与静止的滑块B碰撞，碰后粘合成一体通过光电门2，遮光条A先后通过光电门1、2所对应的计时器读数分别如图4、图5所示（图中数值的单位是ms），则碰后滑块A、B的总动量为 kg m/s（计算结果保留2位小数）。
（3）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中：
①用单色光照射双缝后，在目镜中观察到如图所示的情形。若其他操作无误，则上述情形下测得的单色光波长将 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）；
②若想对图的情形进行调整，则需要的操作是 。
A．旋转毛玻璃屏
B．左右拨动拨杆
C．旋转测量头上的手轮
D．旋转遮光筒和测量头
【解答】解：（1）根据中间时刻的瞬时速度等于这段过程的平均速度，打点计时器电源频率为50Hz，故0.02s打一个点，则打A点时纸带速度为
由纸带读数可知xAB＝10.69﹣0.80cm＝9.89cm
所以A点到B点过程中重力势能变化量ΔEP＝mgxAB＝0.30kg×9.79m/s2×9.89×10﹣2m≈0.29J
（2）①在验证碰撞过程中的动量守恒定律时，对两个物体碰撞前后的速度没有要求，可以都是运动的，也可以其中一个是静止的，还可以两滑块从原来静止到相互分开；同时对碰撞后的速度也没有要求，可以碰后粘在一起，也可以碰撞后分开，故AB错误，CD正确；
故选：CD。
②50等分的游标卡尺最小分度值为0.02mm，主尺读数5mm，游标尺读数5×0.02mm，游标卡尺不估读，则游标卡尺的读数为5mm+5×0.02mm＝5.10mm＝0.510cm
遮光条A通过光电门2所对应的计时器读数为18.77mm，则碰后的速度为
则碰后滑块A、B的总动量为p＝（mA+mB）v＝0.438kg×0.272m/s≈0.12kg m/s
（3）①在目镜中观察到如图所示的情形，会导致条纹间距测量偏大，由公式，可知导致测得的单色光波长偏大；
②A．毛玻璃屏在本实验中的作用是产生漫反射，使图样更明显，故A错误；
B．拨动拨杆的作用是为了使单缝和双缝平行，获得清晰的干涉图样，因为已有清晰图样，不用调节，故B错误；
C．旋转测量头上的手轮是为了测距，故C错误；
D．旋转遮光筒和测量头使分划线与干涉条纹平行，故D正确；
故选：D。
故答案为：（1）0.50，0.29；（2）①CD；②0.510，0.12；（3）①偏大；②D。
实验17：探究碰撞中的不变量
用实验法探究碰撞中的不变量，要测量物体的质量和碰撞前后的速度.可以用很多的实验方案来探究.
实验方案一：
图37
如图37，光滑的水平木板上，一辆小车A拖着一条纸带匀速运动，碰上了静止在前方的小车B，碰后两车一起向右匀速运动.
为了减小摩擦力的影响，我们的做法是将木板一端垫高，其实也可以使用气垫导轨.
探究需要确定质量和速度，用天平测质量.中心任务是要得出速度，如图38是一条实验室打出的纸带：纸带的左端代表A车碰前的运动.
图38
实验方案二：
图39
如图39，数字计时器上可以得到遮光板通过光电门的时间t，如果要计算匀速运动的速度，还需知道遮光板宽度d，这样速度v＝.
在匀速运动中，遮光板宽一点或窄一点，对物体速度的计算不会有影响.在变速运动中，选取的遮光板要窄一点.
图40
实验方案三：
如图40所示，通过小球摆起的角度可以知道碰撞的速度.
上述三个实验方案的区别在于测速度的方法不同.
实验方案四：
图41
如图41所示，先用重垂线确定O点.让两个球碰撞(入射小球的质量m1大于被撞小球的质量m2)，两球碰撞前后速度用平抛运动测量，因下落时间相同，可以用水平位移替代速度.多次实验，小球落点如图42所示.
图42
小球落点有很多，画圆，圆心表示平均落点位置.
量出水平距离OP、OM、ON，则碰撞中的不变量可表示为：m1OP＝m1OM＋m2ON.
（2023 绍兴二模）在用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验中。
（1）有同学提出了调节气垫导轨的两种方案，如图1所示，则符合该实验要求的是方案 （选填“一”或“二”）。
（2）该实验装置如图2所示，两滑块质量分别为mA＝333g、mB＝233g，两遮光条宽度均为d。现接通气源，将滑块A向右弹出，与静止的滑块B发生碰撞，计时器获得三组挡光时间为25.17ms、29.25ms、171.6ms。碰撞后滑块B对应挡光时间为 （选填“25.17ms”、“29.25ms”或“171.6ms”）。
【解答】解：（1）动量守恒定律的条件是系统所受的合外力为零，若两滑块位于倾斜的气势导轨上，则两滑块所受的合个力不为零，不满足动量守恒定律的条件，故应选择合处力为零的水平轨道，即方案二；
（2）由于AB相撞处是弹簧圈，二者发生碰撞后若动量守恒，以向右方向为正方向，则有：mAvA＝mAvA′+mBvB′，而速度vA，vA′，vB′
上式化简后有：
由题意可知，mA＝333g、mB＝233g，且ΔtA应取第一个较小的值，即ΔtA＝25.17ms或29.25ms，并且ΔtA′＞ΔtB′（A不能穿越B），那么只有，而其他的值偏差较大，故碰撞后B的挡光时间ΔtB′＝25.17ms。
故答案为：（1）二；（2）25.17ms。
（2022 浙江模拟）（1）在下列实验中，能用图1中装置完成且仅用一条纸带就可以得出实验结论的是 （单选）。
A．验证小车和重物组成的系统机械能守恒
B．探究小车速度随时间变化的规律
C．探究小车加速度与力、质量的关系
D．探究不同力做功与小车速度变化的关系
（2）某次实验中按规范操作打出了一条纸带，其部分纸带如图2。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，纸带左端接小车，请根据图中纸带判断其做的是 （填“匀速”、“匀变速”、“加速度变化的变速”）运动，此次实验中打点计时器打下A点时小车的速度为 m/s。（保留两位有效数字）
（3）如图3所示，在水平气垫导轨上用光电门记录数据的方式做“验证动量守恒定律”实验，测量滑块A的质量记为m1，测量滑块B的质量记为m2，测量滑块A上的遮光条宽度如图4所示，其宽度d1＝ cm，测得滑块B上的遮光条宽度为d2。滑块A从右向左碰静止的滑块B，已知m1＞m2，光电门计数器依次记录了三个遮光时间Δt1、Δt2、Δt3，验证动量守恒需要满足的关系式为 （用测量的物理量符号表示）。
【解答】解：（1）A.验证小车和重物组成的系统机械能守恒，需要测量小车和重物的质量，故A错误；
B.探究小车速度随时间变化的规律，仅需要一条纸带即可得出实验结论，故B正确；
C.探究小车加速度与力、质量的关系，还需知道二者的质量，故C错误；
D.探究不同力做功与小车速度变化的关系，需要知道二者的质量，故D错误。
故选B.
（2）根据Δx＝aT2，T均相等，即只要满足Δx均相等即可满足运动为匀变速运动，根据图像可知Δx均为0.1cm，则该运动为匀变速运动。
根据匀变速直线运动规律可知小车的速度为vm/s＝0.53m/s
（3）游标卡尺的精度为0.02mm，读数为10mm+0.02×2mm＝10.04mm＝1.004cm
要验证动量守恒定律，即验证碰撞前的动量和碰撞后的动量相等，即
m1v1＝m1v3+m2v3
故有
故答案为：（1）B；（2）匀变速，0.53；（3）1.004cm，
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