2025學(xué)年高中物理必修《模塊十五》電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)與測試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本大題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題目要求的。）1.在做“探究影響通電導(dǎo)線受力大小的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師強(qiáng)調(diào)要使用蹄形磁鐵而不用條形磁鐵，主要是為了（）A.增強(qiáng)磁場強(qiáng)度，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯B.方便改變磁感線的方向，便于觀察力的變化C.避免磁鐵自身重力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響D.減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性2.在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)，但當(dāng)磁鐵在線圈中靜止不動時(shí)，電流表指針卻不動。這個(gè)現(xiàn)象說明（）A.電磁感應(yīng)現(xiàn)象只發(fā)生在插入磁鐵時(shí)B.線圈中必須有鐵芯才能產(chǎn)生感應(yīng)電流C.感應(yīng)電流的產(chǎn)生與磁鐵的運(yùn)動方向有關(guān)D.感應(yīng)電流的產(chǎn)生與穿過線圈的磁通量變化有關(guān)3.在“測量金屬絲電阻率”實(shí)驗(yàn)中，老師要求使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，而不是使用游標(biāo)卡尺，這是因?yàn)椋ǎ〢.螺旋測微器測量結(jié)果更精確B.金屬絲直徑較小，用螺旋測微器更方便C.螺旋測微器可以測量金屬絲的圓度D.螺旋測微器可以測量金屬絲的彈性4.在“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小車的質(zhì)量不變時(shí)，小車的加速度與作用在小車上的力成正比；當(dāng)作用在小車上的力不變時(shí)，小車的加速度與小車的質(zhì)量成反比。這個(gè)結(jié)論說明（）A.牛頓第二定律只適用于質(zhì)量不變的情況B.牛頓第二定律只適用于作用力不變的情況C.牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為F=maD.牛頓第二定律的適用條件是宏觀、低速的物體5.在“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，老師要求使用大頭針而不是鉛筆來記錄光路，這是因?yàn)椋ǎ〢.大頭針更便于確定光線的方向B.大頭針的直徑更小，可以減小實(shí)驗(yàn)誤差C.大頭針更容易插在紙上D.大頭針可以更長時(shí)間地保持位置6.在“研究簡諧運(yùn)動的周期性”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)，單擺的周期與擺長有關(guān)，與擺球的質(zhì)量無關(guān)。這個(gè)結(jié)論說明（）A.單擺的周期只與擺長有關(guān)B.單擺的周期只與擺球的質(zhì)量有關(guān)C.單擺的周期與擺長的平方根成正比D.單擺的周期與擺長的平方根成反比7.在“觀察光的干涉現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩束光波疊加時(shí)，會出現(xiàn)明暗相間的條紋。這個(gè)現(xiàn)象說明（）A.光是一種波B.光的波長越長，干涉條紋越寬C.光的頻率越高，干涉條紋越密D.光的振幅越大，干涉條紋越亮8.在“觀察光的衍射現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光通過狹縫時(shí)，會出現(xiàn)明暗相間的條紋。這個(gè)現(xiàn)象說明（）A.光是一種粒子B.光的波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯C.光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越明顯D.光的振幅越大，衍射現(xiàn)象越明顯9.在“研究光的偏振現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光通過偏振片時(shí)，光的強(qiáng)度會發(fā)生變化。這個(gè)現(xiàn)象說明（）A.光是一種橫波B.光是一種縱波C.光的偏振方向與光的傳播方向垂直D.光的偏振方向與光的傳播方向平行10.在“測量電源電動勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，老師要求使用多次測量法來減小實(shí)驗(yàn)誤差，這是因?yàn)椋ǎ〢.多次測量可以減小隨機(jī)誤差B.多次測量可以減小系統(tǒng)誤差C.多次測量可以減小測量儀器的誤差D.多次測量可以減小環(huán)境因素的影響二、填空題（本大題共5小題，每小題4分，共20分。請將答案填寫在答題卡上。）11.在“探究影響通電導(dǎo)線受力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)通電導(dǎo)線的長度不變時(shí)，導(dǎo)線所受的力與導(dǎo)線中的電流成______，與磁感線的密度成______。12.在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)，說明線圈中產(chǎn)生了______，這種現(xiàn)象叫做______。13.在“測量金屬絲電阻率”實(shí)驗(yàn)中，使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時(shí)，要記錄______次測量結(jié)果，然后求平均值，以減小______。14.在“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中，要改變小車的質(zhì)量，同時(shí)保持作用在小車上的力______，以研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。15.在“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，要測量入射角和折射角，然后根據(jù)______計(jì)算玻璃的折射率。三、簡答題（本大題共3小題，每小題6分，共18分。請將答案填寫在答題卡上。）16.在“探究影響通電導(dǎo)線受力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，為什么要使用蹄形磁鐵而不用條形磁鐵？17.在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，如何改變感應(yīng)電流的大小和方向？18.在“測量金屬絲電阻率”實(shí)驗(yàn)中，如何減小實(shí)驗(yàn)誤差？四、論述題（本大題共2小題，每小題10分，共20分。請將答案填寫在答題卡上。）19.在“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中，如何驗(yàn)證牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為F=ma？20.在“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，如何減小實(shí)驗(yàn)誤差？三、簡答題（本大題共3小題，每小題6分，共18分。請將答案填寫在答題卡上。）21.在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，為什么當(dāng)磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，電流表指針會偏轉(zhuǎn)，而當(dāng)磁鐵在線圈中靜止不動時(shí)，電流表指針卻不動？22.在“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，為什么要使用大頭針而不是鉛筆來記錄光路？23.在“觀察光的干涉現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，如果兩束光波的相位差發(fā)生變化，會對干涉條紋產(chǎn)生什么影響？四、論述題（本大題共2小題，每小題10分，共20分。請將答案填寫在答題卡上。）24.在“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟來驗(yàn)證當(dāng)作用在小車上的力不變時(shí)，小車的加速度與小車的質(zhì)量成反比？25.在“測量電源電動勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，為什么要使用多次測量法來減小實(shí)驗(yàn)誤差？如何通過多次測量來減小實(shí)驗(yàn)誤差？本次試卷答案如下一、選擇題答案及解析1.A解析：使用蹄形磁鐵可以增強(qiáng)磁場強(qiáng)度，使通電導(dǎo)線受到的力更容易觀察，從而讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，便于學(xué)生理解影響通電導(dǎo)線受力大小的因素。2.D解析：當(dāng)條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，使電流表指針偏轉(zhuǎn)；而當(dāng)磁鐵在線圈中靜止不動時(shí)，穿過線圈的磁通量沒有變化，因此不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不動。這說明了感應(yīng)電流的產(chǎn)生與穿過線圈的磁通量變化有關(guān)。3.A解析：螺旋測微器比游標(biāo)卡尺的精度更高，可以更精確地測量金屬絲的直徑，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在本實(shí)驗(yàn)中，金屬絲的直徑較小，使用螺旋測微器更方便進(jìn)行精確測量。4.C解析：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)小車的質(zhì)量不變時(shí)，小車的加速度與作用在小車上的力成正比；當(dāng)作用在小車上的力不變時(shí)，小車的加速度與小車的質(zhì)量成反比。這正好驗(yàn)證了牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=ma，即物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。5.A解析：使用大頭針可以更準(zhǔn)確地確定光線的方向，因?yàn)榇箢^針的尖端更容易對準(zhǔn)光路，而鉛筆的筆尖則相對較大，難以精確對準(zhǔn)。這有助于提高實(shí)驗(yàn)中測量入射角和折射角的準(zhǔn)確性，從而更精確地計(jì)算玻璃的折射率。6.D解析：單擺的周期公式為T=2π√(l/g)，其中T是周期，l是擺長，g是重力加速度。公式表明，單擺的周期與擺長的平方根成反比，與擺球的質(zhì)量無關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這一點(diǎn)，說明單擺的周期性特點(diǎn)。7.A解析：當(dāng)兩束光波疊加時(shí)，出現(xiàn)明暗相間的條紋，這是光的干涉現(xiàn)象。該現(xiàn)象說明光具有波動性，因?yàn)橹挥胁ú拍馨l(fā)生干涉現(xiàn)象。明暗條紋的形成是由于兩束光波的波峰與波谷疊加（相消干涉）或波峰與波峰、波谷與波谷疊加（相長干涉）的結(jié)果。8.B解析：當(dāng)光通過狹縫時(shí)，出現(xiàn)明暗相間的條紋，這是光的衍射現(xiàn)象。該現(xiàn)象說明光具有波動性，因?yàn)橹挥胁ú拍馨l(fā)生衍射現(xiàn)象。衍射現(xiàn)象的明顯程度與光的波長有關(guān)，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯。9.A解析：當(dāng)光通過偏振片時(shí)，光的強(qiáng)度會發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象。該現(xiàn)象說明光是一種橫波，因?yàn)橹挥袡M波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象。偏振是指光波的振動方向被限制在某個(gè)特定平面內(nèi)的現(xiàn)象，這是橫波特有的性質(zhì)。10.A解析：多次測量法可以減小隨機(jī)誤差。在實(shí)驗(yàn)中，由于各種隨機(jī)因素的影響，每次測量結(jié)果可能會有所不同。通過進(jìn)行多次測量并計(jì)算平均值，可以減小這些隨機(jī)誤差對最終結(jié)果的影響，提高測量的準(zhǔn)確性。二、填空題答案及解析11.正比；正比解析：在“探究影響通電導(dǎo)線受力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)安培力公式F=BIL，當(dāng)通電導(dǎo)線的長度不變時(shí)，導(dǎo)線所受的力F與導(dǎo)線中的電流I成正比，與磁感線的密度B（即磁感應(yīng)強(qiáng)度）成正比。12.感應(yīng)電流；電磁感應(yīng)解析：在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，使電流表指針偏轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。13.多；系統(tǒng)解析：在“測量金屬絲電阻率”實(shí)驗(yàn)中，使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時(shí)，要記錄多次測量結(jié)果，然后求平均值，以減小隨機(jī)誤差。同時(shí)，也要注意減小系統(tǒng)誤差，例如確保測量儀器校準(zhǔn)正確、避免金屬絲的溫度變化等。14.不變解析：在“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中，要改變小車的質(zhì)量，同時(shí)保持作用在小車上的力不變，以研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。這樣可以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果只受到質(zhì)量變化的影響，從而驗(yàn)證牛頓第二定律中加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。15.sini/sinr解析：在“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，要測量入射角i和折射角r，然后根據(jù)折射定律n=sini/sinr計(jì)算玻璃的折射率。其中n是玻璃的折射率，sini是入射角的正弦值，sinr是折射角的正弦值。三、簡答題答案及解析16.蹄形磁鐵的磁場分布更均勻，且磁場強(qiáng)度更大，更容易觀察通電導(dǎo)線受力的情況，而條形磁鐵的磁場分布不均勻，且磁場強(qiáng)度較小，不利于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。解析：蹄形磁鐵的兩個(gè)磁極相對，磁場線在中間區(qū)域較為集中且分布均勻，磁場強(qiáng)度也較大。這使得當(dāng)通電導(dǎo)線置于蹄形磁鐵的磁場中時(shí)，導(dǎo)線受到的安培力更容易觀察和測量。而條形磁鐵的磁場線分布相對分散，磁場強(qiáng)度在磁鐵的不同部位也有較大差異，這使得通電導(dǎo)線受力的情況不太明顯，不利于學(xué)生觀察和理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。17.通過改變磁鐵插入或拔出的速度來改變感應(yīng)電流的大??；通過改變磁鐵的插入或拔出方向來改變感應(yīng)電流的方向。解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化率成正比，感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動勢成正比。因此，通過改變磁鐵插入或拔出的速度，可以改變穿過線圈的磁通量變化率，從而改變感應(yīng)電流的大小。而感應(yīng)電流的方向根據(jù)楞次定律確定，即感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化。因此，通過改變磁鐵的插入或拔出方向，可以改變穿過線圈的磁通量變化的方向，從而改變感應(yīng)電流的方向。18.使用精度更高的測量儀器；多次測量取平均值；選擇合適的測量方法，例如使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑而不是游標(biāo)卡尺；控制實(shí)驗(yàn)條件，例如保持金屬絲的溫度恒定等。解析：在“測量金屬絲電阻率”實(shí)驗(yàn)中，減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法有很多。首先，可以使用精度更高的測量儀器，例如使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，而不是游標(biāo)卡尺，因?yàn)槁菪郎y微器的精度更高。其次，可以進(jìn)行多次測量并取平均值，以減小隨機(jī)誤差的影響。此外，還可以選擇合適的測量方法，例如在測量金屬絲的長度時(shí)，應(yīng)該測量多次并取平均值，以減小測量誤差。最后，控制實(shí)驗(yàn)條件也很重要，例如保持金屬絲的溫度恒定，以避免溫度變化對電阻率的影響。四、論述題答案及解析19.首先，保持小車的質(zhì)量不變，改變作用在小車上的力，測量小車的加速度，并繪制a-F圖像。如果圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則說明小車的加速度與作用在小車上的力成正比。其次，保持作用在小車上的力不變，改變小車的質(zhì)量，測量小車的加速度，并繪制a-1/m圖像。如果圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則說明小車的加速度與小車的質(zhì)量成反比。綜合兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以驗(yàn)證牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=ma。解析：驗(yàn)證牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=ma需要分別驗(yàn)證加速度與作用力成正比，以及加速度與質(zhì)量成反比。首先，通過實(shí)驗(yàn)測量不同作用力下的小車加速度，并繪制a-F圖像。如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)points分布在一條過原點(diǎn)的直線上，則說明加速度與作用力成正比，這符合牛頓第二定律的第一部分。其次，通過實(shí)驗(yàn)測量不同質(zhì)量下的小車加速度，并繪制a-1/m圖像。如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)points分布在一條過原點(diǎn)的直線上，則說明加速度與質(zhì)量成反比，這符合牛頓第二定律的第二部分。如果兩次實(shí)驗(yàn)都符合預(yù)期，則可以驗(yàn)證牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=ma。20.首先，多次測量并取平均值，以減小隨機(jī)誤差。在測量電源電動勢和內(nèi)阻時(shí)，應(yīng)該多次測量電源的電壓和電流，并計(jì)算平均值，以減小隨機(jī)誤差的影響。其次，選擇合適的測量方法，例如使用電壓表和電流表時(shí)，應(yīng)該選擇合適的量程，以減小測量誤差。此外，還可以通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置和操作方法來減小系統(tǒng)誤差，例如確保電路連接正確、避免電路中的接觸電阻等。最后，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和評估，找出可能存在的誤差來源，并采取措施減小誤差。解析：