2026年天津市北师大版高二物理选修三第三章实验探究题测试卷

2026年天津市北师大版高二物理选修三第三章实验探究题测试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在进行“测量电源电动势和内阻”的实验时，为了减小实验误差，应选择以下哪种电路图进行实验？（）A．采用分压式电路，滑动变阻器接成限流式B．采用分压式电路，滑动变阻器接成分压式C．采用限流式电路，滑动变阻器接成限流式D．采用限流式电路，滑动变阻器接成分压式解析：本题考查实验电路选择。分压式电路能够提供连续变化的电压，更适合测量电源电动势和内阻，而限流式电路电压变化不连续。选项B正确，分压式电路配合滑动变阻器分压，可精确调节电压，减小系统误差。选项A、C错误，限流式电路无法精确测量电动势。选项D错误，限流式配合分压不符合实验要求。2.在“研究电磁感应现象”的实验中，当条形磁铁插入线圈时，电流计指针偏转，若将磁铁插入速度减慢，则以下说法正确的是？（）A．电流计指针偏转角度变小，感应电流方向不变B．电流计指针偏转角度变大，感应电流方向改变C．电流计指针偏转角度变小，感应电流方向改变D．电流计指针偏转角度不变，感应电流方向改变解析：本题考查电磁感应规律。根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化率减小，感应电动势和电流减小，故选项A正确。感应电流方向由楞次定律判断，磁铁插入时感应电流方向与原磁场方向相反，速度减慢仅改变电流大小，方向不变。选项B、C错误，偏转角度与磁通量变化率成正比。选项D错误，偏转角度与电流大小成正比。3.在“验证牛顿第二定律”的实验中，若用打点计时器研究小车的运动，以下操作错误的是？（）A．平衡摩擦力时，应将钩码通过细线连接在小车上，调节斜面倾角B．实验中应多次测量同一倾角下的加速度，取平均值减小误差C．实验中应确保细线与斜面平行，避免拉力分解D．实验中应使用质量较大的钩码，以减小系统误差解析：本题考查实验操作规范。平衡摩擦力时需将钩码通过细线连接，调节斜面倾角使小车匀速下滑，选项A正确。多次测量取平均值可减小随机误差，选项B正确。细线应与斜面平行，避免拉力分解影响实验结果，选项C正确。使用质量较大的钩码会增大系统误差，应选择质量较小的钩码，选项D错误。4.在“测量金属杨氏模量”的实验中，若螺旋测微器读数为0.235mm，则以下读数正确的是？（）A．0.2350mmB．0.2348mmC．0.2345mmD．0.2360mm解析：本题考查螺旋测微器读数。螺旋测微器读数应包括固定刻度（0.2mm）和可动刻度（0.001mm），0.235mm表示固定刻度0.2mm+可动刻度0.05mm（0.235-0.2=0.035，0.035×0.01=0.00035，四舍五入为0.05mm），故总读数为0.235mm。选项A正确，选项B、C、D错误。5.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，若摆长测量误差为1%，周期测量误差为2%，则重力加速度测量相对误差为？（）A．3%B．2%C．1%D．5%解析：本题考查误差传递。重力加速度公式为g=4π²L/T²，相对误差公式为Δg/g=√(ΔL/L²+2ΔT/T²)，代入误差值得Δg/g=√(1%²+2×2%²)=√(1%²+8%²)=√(1+64)×1%=8.1%，四舍五入为5%。选项D正确。6.在“观察光的干涉现象”的实验中，若双缝间距为0.5mm，双缝到屏距离为1m，使用波长为500nm的光，则相邻亮纹间距为？（）A．1.0mmB．2.0mmC．5.0mmD．10.0mm解析：本题考查双缝干涉公式。相邻亮纹间距公式为Δx=λL/d，代入数据得Δx=500×10⁻⁹×1/(0.5×10⁻³)=1.0×10⁻³m=1.0mm。选项A正确。7.在“研究光的衍射现象”的实验中，若用波长为600nm的单色光照射直径为0.1mm的小圆孔，则屏上出现衍射图样的中央亮纹直径约为？（）A．0.6mmB．1.2mmC．2.4mmD．4.8mm解析：本题考查衍射公式。中央亮纹直径公式为Δx=2.44λL/d，代入数据得Δx=2.44×600×10⁻⁹×1/(0.1×10⁻³)=1.464×10⁻³m=1.5mm，四舍五入为1.2mm。选项B正确。8.在“验证玻意耳定律”的实验中，若气体的温度从300K升高到600K，体积减小一半，则以下说法正确的是？（）A．气体的压强不变B．气体的压强增大一倍C．气体的压强减小一半D．气体的压强增大四倍解析：本题考查理想气体状态方程。初始状态为P₁V₁/T₁，末状态为P₂V₂/T₂，代入V₂=V₁/2，T₂=2T₁得P₂=2P₁，压强增大一倍。选项B正确。9.在“研究光的偏振现象”的实验中，若将偏振片旋转90°，则以下说法正确的是？（）A．透射光强度不变B．透射光强度减为原来的一半C．透射光强度减为零D．透射光强度变为原来的四倍解析：本题考查马吕斯定律。透射光强度公式为I=I₀cos²θ，旋转90°时θ=90°，I=0。选项C正确。10.在“测量电源电动势和内阻”的实验中，若实验数据如下表，则电源电动势和内阻最接近？|U(V)|I(A)||------|------||1.0|0.2||1.5|0.3||2.0|0.4|（）A．E=1.8V，r=0.5ΩB．E=2.0V，r=0.2ΩC．E=1.6V，r=0.3ΩD．E=1.5V，r=0.4Ω解析：本题考查电源电动势和内阻计算。作U-I图线，斜率绝对值为内阻，截距为电动势。作图可得E≈1.8V，r≈0.5Ω。选项A正确。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，若摆长为1.0m，周期为2.0s，则当地重力加速度为______m/s²。解析：重力加速度公式g=4π²L/T²，代入数据得g=4×(3.14)²×1.0/2.0²=9.86m/s²，约等于9.8m/s²。2.在“观察光的干涉现象”的实验中，若双缝间距为0.1mm，双缝到屏距离为0.5m，相邻亮纹间距为1.0mm，则所用光的波长为______nm。解析：双缝干涉公式λ=Δx•d/L，代入数据得λ=1.0×10⁻³×0.1×10⁻³/0.5=2.0×10⁻⁷m=200nm。3.在“研究电磁感应现象”的实验中，当条形磁铁插入线圈时，电流计指针偏转，若将磁铁插入速度减慢，则感应电流大小将______，方向将______。解析：感应电流大小与磁通量变化率成正比，速度减慢则大小减小；方向由楞次定律判断，与原磁场方向相反，方向不变。4.在“验证牛顿第二定律”的实验中，若用打点计时器研究小车的运动，实验中应保持______不变，以验证加速度与合外力成正比。解析：实验中应保持小车质量不变，根据牛顿第二定律a=F/m，质量不变则加速度与合外力成正比。5.在“测量金属杨氏模量”的实验中，若金属丝原长为1.0m，截面积为1.0×10⁻⁶m²，在拉力作用下伸长0.1mm，则金属丝的杨氏模量为______Pa。解析：杨氏模量公式E=FL/ΔL•S，代入数据得E=9.8×1.0×10⁻³/(0.1×10⁻³×1.0×10⁻⁶)=9.8×10⁹Pa。6.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，若摆长测量误差为1%，周期测量误差为2%，则重力加速度测量相对误差为______%。解析：相对误差公式Δg/g=√(ΔL/L²+2ΔT/T²)，代入数据得Δg/g=√(1%²+2×2%²)=5%。7.在“观察光的衍射现象”的实验中，若用波长为500nm的单色光照射直径为0.1mm的小圆孔，则屏上出现衍射图样的中央亮纹直径约为______mm。解析：中央亮纹直径公式Δx=2.44λL/d，代入数据得Δx=1.2mm（见选择题7解析）。8.在“验证玻意耳定律”的实验中，若气体的温度从300K升高到600K，体积减小一半，则气体的压强将______。解析：根据理想气体状态方程，压强将增大一倍（见选择题8解析）。9.在“研究光的偏振现象”的实验中，若将偏振片旋转90°，则透射光强度将______。解析：透射光强度将减为零（见选择题9解析）。10.在“测量电源电动势和内阻”的实验中，若实验数据如下表，则电源电动势和内阻最接近______V和______Ω。解析：见选择题10解析，E≈1.8V，r≈0.5Ω。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，摆长应包括摆线长度和摆球半径。（）解析：正确。摆长L=摆线长度+摆球半径。2.在“观察光的干涉现象”的实验中，双缝间距越小，相邻亮纹间距越大。（）解析：错误。相邻亮纹间距公式Δx=λL/d，双缝间距d越小，间距越大。3.在“研究电磁感应现象”的实验中，当条形磁铁插入线圈时，电流计指针偏转，若将磁铁插入速度减慢，则感应电流方向改变。（）解析：错误。感应电流方向由楞次定律判断，与原磁场方向相反，速度减慢仅改变电流大小，方向不变。4.在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验中应保持小车质量不变，以验证加速度与合外力成正比。（）解析：正确。根据牛顿第二定律a=F/m，质量不变则加速度与合外力成正比。5.在“测量金属杨氏模量”的实验中，金属丝的杨氏模量与金属丝的长度有关。（）解析：错误。杨氏模量是材料本身的性质，与金属丝长度无关。6.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，摆长测量误差为1%，周期测量误差为2%，则重力加速度测量相对误差为3%。（）解析：正确。相对误差公式Δg/g=√(ΔL/L²+2ΔT/T²)，代入数据得3%（见填空题16解析）。7.在“观察光的衍射现象”的实验中，若用波长为500nm的单色光照射直径为0.1mm的小圆孔，则屏上出现衍射图样的中央亮纹直径约为1.2mm。（）解析：正确。见选择题7解析。8.在“验证玻意耳定律”的实验中，若气体的温度从300K升高到600K，体积减小一半，则气体的压强将增大一倍。（）解析：正确。见选择题8解析。9.在“研究光的偏振现象”的实验中，若将偏振片旋转90°，则透射光强度将减为零。（）解析：正确。见选择题9解析。10.在“测量电源电动势和内阻”的实验中，若实验数据如下表，则电源电动势和内阻最接近1.8V和0.5Ω。（）解析：正确。见选择题10解析。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，如何减小实验误差？解析：（1）摆长测量准确，包括摆线长度和摆球半径；（2）周期测量多次取平均值；（3）摆角小于5°，保证单摆做简谐运动；（4）避免空气阻力影响。2.在“观察光的干涉现象”的实验中，如何增大相邻亮纹间距？解析：（1）增大双缝到屏距离L；（2）减小双缝间距d；（3）使用波长更长的光。3.在“研究电磁感应现象”的实验中，如何判断感应电流方向？解析：根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。具体判断方法：（1）判断原磁场方向；（2）判断磁通量变化（增加或减少）；（3）根据磁通量变化方向，判断感应电流磁场方向；（4）根据感应电流磁场方向，判断感应电流方向。4.在“验证牛顿第二定律”的实验中，如何平衡摩擦力？解析：（1）将钩码通过细线连接在小车上，调节斜面倾角；（2）轻推小车，观察小车能否在斜面上匀速下滑；（3）若能匀速下滑，则摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡。5.在“测量金属杨氏模量”的实验中，如何减小实验误差？解析：（1）测量金属丝长度和直径多次取平均值；（2）确保拉力方向与金属丝轴线平行；（3）避免金属丝弯曲。6.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，为什么摆长应包括摆线长度和摆球半径？解析：单摆的摆长是指从悬点到摆球重心的距离。摆线长度是悬点到摆球连接点的距离，摆球半径是摆球半径，两者之和才是摆长。7.在“观察光的衍射现象”的实验中，为什么小圆孔直径越小，衍射现象越明显？解析：衍射现象的明显程度与障碍物尺寸有关。当障碍物尺寸与波长相当或更小，衍射现象越明显。小圆孔直径越小，与光波长相当，衍射越明显。8.在“研究光的偏振现象”的实验中，为什么偏振片旋转90°时透射光强度减为零？解析：偏振片的作用是使光振动方向与偏振片透振方向一致的光通过。当偏振片旋转90°时，透振方向相互垂直，无光通过，透射光强度减为零。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，若摆长为1.0m，周期为2.0s，则当地重力加速度为多少？若摆长测量误差为1%，周期测量误差为2%，则重力加速度测量相对误差为多少？解析：（1）重力加速度公式g=4π²L/T²，代入数据得g=9.8m/s²；（2）相对误差公式Δg/g=√(ΔL/L²+2ΔT/T²)，代入数据得5%。2.在“观察光的干涉现象”的实验中，若双缝间距为0.1mm，双缝到屏距离为0.5m，相邻亮纹间距为1.0mm，则所用光的波长为多少？若双缝间距减小一半，相邻亮纹间距如何变化？解析：（1）双缝干涉公式λ=Δx•d/L，代入数据得λ=200nm；（2）双缝间距减小一半，相邻亮纹间距增大一倍。3.在“研究电磁感应现象”的实验中，当条形磁铁插入线圈时，电流计指针偏转，若将磁铁插入速度减慢，则感应电流大小和方向如何变化？解析：感应电流大小减小，方向不变。4.在“验证牛顿第二定律”的实验中，若用打点计时器研究小车的运动，实验中应保持哪些条件不变？以验证加速度与合外力成正比。解析：实验中应保持小车质量不变，根据牛顿第二定律a=F/m，质量不变则加速度与合外力成正比。5.在“测量金属杨氏模量”的实验中，若金属丝原长为1.0m，截面积为1.0×10⁻⁶m²，在拉力作用下伸长0.1mm，则金属丝的杨氏模量为多少？若金属丝长度增加一倍，杨氏模量如何变化？解析：（1）杨氏模量公式E=FL/ΔL•S，代入数据得E=9.8×10⁹Pa；（2）杨氏模量与金属丝长度无关，不变。6.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，若摆长测量误差为1%，周期测量误差为2%，则重力加速度测量相对误差为多少？若要使相对误差减小到1%，应如何改进实验？解析：（1）相对误差公式