實驗專題六1.掌握四個基本實驗：(1)用油膜法估測油酸分子的大小；(2)探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系；(3)測量玻璃的折射率；(4)用雙縫干涉測量光的波長。2.熟練應用油膜法、控制變量法、單位圓法、圖像法。目標要求第18講熱學和光學實驗內容索引考點三測量玻璃的折射率考點二探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系考點一用油膜法估測油酸分子的大小考點四用雙縫干涉測量光的波長專題強化練考點一用油膜法估測油酸分子的大小

(2024·河北承德市模擬)(1)如圖甲是“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中的4個步驟，將它們按操作先后順序排列應是

(用符號表示)；例1bcad“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗步驟為：配制油酸酒精溶液→測定一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積→準備淺水盤→形成油膜→描繪油膜邊緣→測量油膜面積→計算分子直徑。因此操作先后順序排列應是bcad。(2)在做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，將油酸溶于酒精，其濃度為每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器測得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，畫出油膜的形狀。如圖乙所示，坐標紙中正方形方格的邊長為1cm，求：①油酸膜的面積是

cm2；

133題圖乙油膜中大約有133個小方格，則油酸膜的面積為S=133×12

cm2=133

cm2②每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是_________m3(結果保留兩位有效數字)；

8.0×10-12

③按以上實驗數據估測出油酸分子的直徑是__________m(結果保留兩位有效數字)。

6.0×10-10

B

探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系考點二1.實驗方法：控制變量法實驗裝置如圖2.為保證等溫變化，實驗過程中不要用手握住注射器有氣體的部位。同時，改變體積過程應緩慢，以免影響密閉氣體的溫度。為保證氣體密閉，應在柱塞與注射器內壁間涂上潤滑油，注射器內外氣體的壓強差不宜過大。

(2023·山東卷·13)利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內封閉一定質量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器相連。活塞上端固定一托盤，托盤中放入砝碼，待氣體狀態穩定后，記錄氣體壓強p和體積V(等于注射器示數V0與塑料管容積ΔV之和)，逐次增加砝碼質量，采集多組數據并作出擬合曲線如圖乙所示。例2

B(2)若氣體被壓縮到V=10.0mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強為

Pa(保留3位有效數字)。

2.04×105(3)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，他的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值會隨p的增大而

(填“增大”或“減小”)。

某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，根據p(V0+ΔV)-pV0=pΔV可知他的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值會隨p的增大而增大。增大

(2024·廣東江門市一模)某同學通過如圖甲所示的實驗裝置，利用玻意耳定律來測定一顆形狀不規則的小石塊的體積。主要操作步驟如下：①將小石塊裝進注射器，把注射器活塞推至注射器某一位置，并將注射器與壓強傳感器連接；②緩慢移動活塞，記錄注射器的刻度值V，同時記錄對應的氣體壓強值p；③重復上述步驟②，多次測量。變式(1)關于該實驗的操作，下列說法正確的是

(填寫選項前的字母)。

A.為保證封閉氣體的氣密性，在活塞上均勻

涂抹潤滑油B.緩慢移動活塞有利于減少實驗誤差C.活塞移至某位置時，應迅速記錄此時注射

器內氣柱的體積和氣體的壓強值D.為方便推拉活塞，應用手握住注射器再推拉活塞AB為保證封閉氣體的氣密性，在活塞上均勻涂抹潤滑油，故A正確；為了保證封閉氣體溫度不變，應緩慢移動活塞，故B正確；活塞移至某位置時，待氣柱穩定后再記錄此時注射器內氣柱的體積和氣體的壓強值，故C錯誤；推動活塞時，為了保證封閉氣體溫度不變，不可以用手握住注射器封閉氣體部分，故D錯誤。(2)若實驗過程中不慎將活塞拉出注射器，則______(填“需要”或“不需要”)重做實驗。

需要若實驗過程中不慎將活塞拉出注射器，氣體的質量發生變化，因此以上數據全部作廢，需要重新做實驗。

b

考點三測量玻璃的折射率

3.兩個減小誤差的實驗要求(1)實驗時，應盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2和O、P3與O'之間距離要稍大一些。(2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)，當θ1太大時，反射光較強，出射光較弱，當θ1太小時，入射角、折射角測量的相對誤差較大。

(2024·安徽卷·11)某實驗小組做“測量玻璃的折射率”及拓展探究實驗。(1)為測量玻璃的折射率，按如圖甲所示進行實驗，以下表述正確的一項是

。(填正確答案標號)

A.用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a'B.在玻璃磚一側插上大頭針P1、P2，眼睛在另一側透過玻

璃磚看兩個大頭針，使P2把P1擋住，這樣就可以確定入

射光線和入射點O1。在眼睛這一側，插上大頭針P3，使

它把P1、P2都擋住，再插上大頭針P4，使它把P1、P2、P3

都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點O2C.實驗時入射角θ1應盡量小一些，以減小實驗誤差例3B在白紙上畫出一條直線a作為界面，把長方體玻璃磚放在白紙上，使它的一個長邊與a對齊。用直尺或者三角板輕靠在玻璃磚的另一長邊，按住直尺或三角板不動，將玻璃磚取下，畫出直線a'代表玻璃磚的另一邊，而不能用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a'，故A錯誤；B項實驗操作正確；實驗時入射角θ1應盡量大一些，但也不能太大(接近90°)，以減小實驗誤差，故C錯誤。(2)為探究介質折射率與光的頻率的關系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點入射到空氣與玻璃的分界面。保持相同的入射角，根據實驗結果作出光路圖，并標記紅大光和綠光，如圖乙所示。此實驗初步表明：對于同一種介質，折射率與光的頻率有關。頻率大，折射率

(填“大”或“小”)。

射角分別為α2、α3(α2<α3)，則玻璃和該介質的折射率大小關系為n玻璃____n介質(填“>”或“<”)。此實驗初步表明：對于一定頻率的光，折射率與介質材料有關。

(3)為探究折射率與介質材料的關系，用同一束激光分別入射玻璃磚和某透明介質，如圖丙、丁所示。保持相同的入射角α1，測得折>

(2023·廣東卷·11)某同學用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率，實驗過程如下：(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標記玻璃磚的邊界。(2)①激光筆發出的激光從玻璃磚上的M點水平入射，到達ef面上的O點后反射到N點射出。用大頭針在白紙上標記O點、M點和激光筆出光孔Q的位置。②移走玻璃磚，在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，作QM連線的延長線與ef面的邊界交于P點，如圖(a)所示。例4③用刻度尺測量PM和OM的長度d1和d2。PM的示數如圖(b)所示，d1為______cm。測得d2為3.40cm。

2.25刻度尺的最小分度為0.1

cm，由題圖(b)可知，d1為2.25

cm；(3)利用所測量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達式n=

；由測得的數據可得折射率n為

(結果保留3位有效數字)。

1.51

考點四用雙縫干涉測量光的波長1.實驗裝置圖及實驗器材(如圖)雙縫干涉儀、光具座、光源、學生電源、導線、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭、刻度尺。

(2024·云南昆明市第一中學模擬)圖甲為“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗裝置。(1)光具座上安裝的元件a、b、c分別是

。

A.透鏡、單縫、濾光片B.透鏡、單縫、雙縫C.透鏡、濾光片、單縫例5C根據“用雙縫干涉測量光的波長”實驗裝置的要求，a、b、c分別是透鏡、濾光片、單縫，故選C。(2)按照正確的順序安裝好元件，調整后在光屏上觀察到明暗相間的條紋。將測量頭的分劃板中心刻線與13.870某亮條紋中心對齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時手輪上的示數x1=2.230mm。然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊如圖乙所示，此時手輪上的示數如圖丙所示，x2=

mm。已知單縫與雙縫間的距離為100mm，雙縫與屏間的距離為800mm，雙縫間距為0.25mm。可得所測光的波長為

m(結果保留兩位有效數字)。

7.3×10-7

(3)關于此實驗，下面幾種說法正確的是

。

A.僅撤掉濾光片，光屏仍能觀察

到干涉圖樣B.僅將單縫移近雙縫，光屏上觀

察到的條紋數變少C.單、雙縫相平行，兩縫與光屏上的條紋相垂直D.僅撤掉雙縫，在光屏上可能觀察到明暗相間的條紋AD僅撤掉濾光片仍能發生干涉現象，故A正確；單縫與雙縫間的距離不會影響條紋間的距離，故不會影響光屏上觀察到的條紋數，故B錯誤；單、雙縫相平行，兩縫與光屏上的條紋相平行，故C錯誤；僅撤掉雙縫，有可能發生單縫衍射，可能觀察到明暗相間的條紋，故D正確。(4)若某次實驗觀察到的干涉條紋與分劃板的中心刻線不平行，如圖丁所示，在這種情況測量相鄰條紋間距Δx，則波長λ的測量值

(填“大于”“小于”或“等于”)實際值。

大于

專題強化練答案12345對一對1.(1)2.5×10-6

(2)7×10-10

(3)A6答案123452.(1)減小熱傳遞和做功對氣體溫度的影響(2)6(3)成反比B答案123453.(1)D

(2)0.75

(3)60064.(1)B

(2)1.57

(3)不變答案123455.(1)①CD

②A

(2)膠管的容積不可忽略連接壓強傳感器和注射器的膠管的容積66.

1.(2024·江蘇省常州高級中學質量調研)在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，將1mL的純油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器測得1mL溶液為80滴，再滴入1滴這樣的溶液到準備好的淺盤中，12345答案描出的油膜輪廓如圖所示，每格邊長是0.5cm，根據以上信息，回答下列問題：(1)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為

mL；

2.5×10-6

6(2)油酸分子的直徑約為

m；(結果保留一位有效數字)

12345答案7×10-10

6(3)甲、乙、丙三位同學分別在三個實驗小組做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗，但都發生了操作錯誤。其中會導致所測的分子直徑d偏小的是

。

A.甲同學在配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒少了一點，導致油酸

酒精溶液的實際濃度比計算值大一些B.乙同學在計算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯

了一個注射器把溶液滴在水面上，這個拿錯的注射器的針管比原來的

細，每滴油酸酒精溶液的體積比原來的小C.丙同學在計算油膜面積時，把凡是不足一格的油膜都不計，導致計算

的面積比實際面積小一些

12345答案A612345答案

612345答案丙同學在計算油膜面積時，把凡是不足一格的油膜都不計，則計算的油膜面積S比實際面積小一些，導致所測的分子直徑d偏大，故C錯誤。62.(九省聯考·江西·11)某小組探究氣體在等溫變化時壓強隨體積變化的規律。實驗方案如下：在帶刻度的注射器內密封一段摻入酒精蒸氣的空氣，然后將注射器與氣體壓強傳感器連接管相連接。氣體壓強p由傳感器測量，氣體體積V等于注射器讀數與連接管的容積(1cm3)之和。(1)實驗時手不要握注射器筒，且應緩慢推動注射器活塞，其目的是

。

12345答案6減小熱傳遞和做功對氣體溫度的影響(2)下表是小組采集的一組數據，數據真實可靠，12345答案6序號123456789p/kPa99.0110.0120.9135.4154.7181.2223.3291.1330.0V/cm321.019.017.015.013.011.09.07.05.00.0480.0530.0590.0670.0770.0910.1110.1430.200

12345答案6答案

12345答案6A.部分酒精蒸氣進入氣體壓強傳感器連接管B.在測量第9個數據點時發現注射器筒壁出現模糊，部分酒精蒸氣液化成反比B12345答案63.(2024·河北張家口市期末)某實驗小組的同學利用如圖所示的雙縫干涉實驗裝置測量光的波長。(1)實驗過程中，在光屏上得到了明暗相間的紅色條紋，則下列說法正確的是

。

A.僅將紅色濾光片換成綠色濾光片，條紋間距將變大B.若取下濾光片在屏上可得到明暗相間的白色條紋C.若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，該同學可以減小單縫到雙縫的距離D.若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，該同學可以換用兩縫間距更大的雙縫D12345答案

612345答案若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，可以通過減小條紋間距來實現，換用雙縫到光屏距離更短的遮光筒，減小L，條紋間距減小，目鏡中觀察到的條紋個數增加，或者用兩縫間距更大的雙縫，增大d，條紋間距減小，目鏡中觀察到的條紋個數增加，而單縫到雙縫的距離對此無影響，故C錯誤，D正確。612345答案(2)已知實驗過程中觀察到分劃板中心刻線與第1條亮條紋中心對齊時，手輪的讀數如圖甲所示；轉動手輪，分劃板中心刻線與第7條亮條紋中心對齊時，手輪的讀數如圖乙所示，則相鄰兩條亮條紋之間的距離為______mm。

60.7512345答案

612345答案(3)已知雙縫到光屏之間的距離為L=500mm，雙縫之間的距離為d=0.4mm，則該紅色光的波長為λ=

nm。

6600

12345答案64.(2024·湖北卷·11)某同學利用激光測量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下：①平鋪白紙，用鉛筆畫兩條互相垂直的直線AA'和BB'，交點為O。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼AA'，并使其圓心位于O點，畫出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖(a)所示。②將一細激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃磚，記錄折射光線與半圓弧的交點M。③拿走玻璃磚，標記CO光線與半圓弧的交點P。12345答案6④分別過M、P作BB'的垂線MM'、PP'，M'、P'是垂足，并用米尺分別測量MM'、PP'的長度x和y。⑤改變入射角，重復步驟②③④，得到多組x和y的數據。根據這些數據作出y-x圖像，如圖(b)所示。12345答案6(1)關于該實驗，下列說法正確的是

(單選，填標號)。

A.入射角越小，誤差越小B.激光的平行度好，比用插針法測

量更有利于減小誤差C.選擇圓心O點作為入射點，是因

為此處的折射現象最明顯B12345答案入射角適當即可，不能太小，入射角太小，導致折射角太小，測量的誤差會變大，故A錯誤；激光的平行度好，比用插針法測量更有利于減小誤差，故B正確；相同的材料在各點的折射效果都一樣，故C錯誤。612345答案6(2)根據y-x圖像，可得玻璃磚的折射率為

(保留三位有效數字)。

1.5712345答案

612345答案6(3)若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結果

(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

不變根據(2)中數據處理方法可知折射率與半徑無關，若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結果不變。5.兩個實驗小組做“探究等溫情況下一定質量氣體的壓強與體積的關系”的實驗。12345答案6(1)第一個實驗小組的同學利用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規律，注射器中密封了一定質量的氣體。①實驗過程中，下列操作正確的是

。(填正確答案標號)

A.應該以較快的速度推拉柱塞來改變空氣柱的體積B.實驗前應先利用天平測量出注射器、柱塞及壓力表的

總質量C.推拉柱塞時，手不可以握住整個注射器D.實驗過程中要保證橡膠套的密閉性良好，以保證空氣柱的質量一定12345答案CD612345答案應該以較慢的速度推拉柱塞來改變空氣柱的體積，以避免操作動作過快使空氣柱的溫度發生改變，故A錯誤；因壓強由壓力表測得，不是由平衡條件計算出的，所以實驗前不需要利用天平測量出注射器、柱塞及壓力表的總質量，