熱點(diǎn)題型?實(shí)驗(yàn)題攻略

專(zhuān)題11光學(xué)和熱學(xué)實(shí)驗(yàn)

目錄

01.題型綜述..................................................................

02.解題攻略..................................................................

題組01用油膜法估測(cè)油酸分子的大小...................................................1

題組02探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系...................................4

題組03測(cè)量玻璃的折射率...............................................................7

題組04測(cè)量玻璃的折射率..............................................................9

03局考練場(chǎng).................................................................................12

01題型綜述

1.本專(zhuān)題掌握四個(gè)基本實(shí)驗(yàn)：

(1)用油膜法估測(cè)油酸分子的大?。?/p>

(2)探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系；

(3)測(cè)量玻璃的折射率；

(4)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)光的波長(zhǎng)。

2.熟練應(yīng)用油膜法、控制變量法、單位圓法、圖像法。

02解題攻略

題組01用油膜法估測(cè)油酸分子的大小

【提分秘籍】

1.原理：認(rèn)為油酸薄膜是由單層的油酸分子緊密排列組成，油膜的厚度就是油酸分子的直徑d=/，如圖。

S

浮在水面上的

爽身粉油酸薄膜油酸分子

QQC^QQQQQQQzi

房舂姿堂姜至水

甲乙

2.對(duì)uVn的測(cè)量

(1)配制一定濃度的油酸酒精溶液，設(shè)其濃度為小

(2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，讀出它的體積為互；

(3)再把它一滴滴地滴入燒杯中，記下液滴的總滴數(shù)N；

(4)則一滴油酸酒精溶液中，純油酸的體積

3.對(duì)“S”的測(cè)量

(1)數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)“0,不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)；

(2)用正方形的個(gè)數(shù)乘單個(gè)正方形的面積So計(jì)算出油膜的面積S(即noSo).

【典例剖析】|

【例1-1](1)如圖甲反映“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中的4個(gè)步驟，將它們按操作先后順序排列

應(yīng)是(用符號(hào)表示)；

(2)在做“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)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(cè)得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里，待水面穩(wěn)定后，畫(huà)出油膜

的形狀。如圖乙所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm,試求：

①油酸膜的面積是cm2；

②每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是.m3；

③按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑是m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(3)若阿伏加德羅常數(shù)為NA,油酸的摩爾質(zhì)量為油酸的密度為八則下列說(shuō)法正確的是.

A.1kg油酸所含有分子數(shù)為RVA

B.I油酸所含分子數(shù)為器

CI個(gè)油酸分子的質(zhì)量為非

D.油酸分子的直徑約為選”

PNA

【答案】(l)bcad(2)①1.33X102②8.0義10—12③6,0*10-1。(3)B

【解析】(1)“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)步驟為：配制油酸酒精溶液f測(cè)定一滴油酸酒精溶液中

純油酸的體積一準(zhǔn)備淺水盤(pán)一形成油膜一描繪油膜邊緣一測(cè)量油膜面積一計(jì)算分子直徑。因此操作先后順

序排列應(yīng)是bead。

(2)①圖中油膜中大約有133個(gè)小方格，則油酸膜的面積為

S=133XI2cm2=133cm2=1.33X102cm2

②每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為

V0.6亡IX10-63

%=-------XmJ=8.0X1012m3

100075

③油酸分子的直徑為

8X10-12

m?6.0X10-10m

133X10-4

(3)1kg油酸所含有分子數(shù)為

〃=LVA=組，故A錯(cuò)誤；

MM

1m3油酸所含分子數(shù)為

"=1=曲，故B正確；

絲M

P

1個(gè)油酸分子的質(zhì)量為加。=絲，故C錯(cuò)誤；

NA

設(shè)油酸分子的直徑為d,則有繪(夕

32pN\

解得皿，故D錯(cuò)誤。

V沖NA

【變式演練】

【變式1-11用油膜法估測(cè)油酸分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①向體積為人的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為上；

②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當(dāng)?shù)稳?滴時(shí)體積為及；

③先往邊長(zhǎng)為30~40cm的淺盤(pán)里倒入2cm深的水；

④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤(pán)上，并在

玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；

⑤將畫(huà)有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫(huà)有許多邊長(zhǎng)為。的小正方形的坐標(biāo)紙上；

⑥計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N,其中不足半個(gè)格的兩個(gè)格算一格，多于半個(gè)格的算一格。

上述實(shí)驗(yàn)步驟中有遺漏和錯(cuò)誤，遺漏的步驟是;錯(cuò)誤的步驟是

（指明步驟，并改正），油酸分子直徑的表達(dá)式4=o

【答案】將建子粉均勻撒在水面上⑥不足半格的舍去，多于半格的算一格嗎

Nnc^Vi

【解析】由實(shí)驗(yàn)步驟可知，缺少的實(shí)驗(yàn)步驟是，在步驟③后加上：將酢子粉均勻撒在水面上。

錯(cuò)誤的是步驟⑥，應(yīng)該改為：計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N,其中不足半個(gè)格的舍去，多于半個(gè)格

的算一格。

一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積K=-X匕=為匕

nVinVi

油膜的面積S=Na2

油酸分子的直徑d=—=皿

2

SNnaV2

題組02探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系

【提分秘籍】

1.實(shí)驗(yàn)法：控制變量法

實(shí)驗(yàn)裝置如圖

4

-

-

3-

-

--

2-

-

--

-

1-

--

-

O-

-

-

2.為保證等溫變化，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不要用手握住注射器有氣體的部位。同時(shí)，改變體積過(guò)程應(yīng)緩慢，以免影

響密閉氣體的溫度。為保證氣體密閉，應(yīng)在活塞與注射器內(nèi)壁間涂上潤(rùn)滑油，注射器內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差不

宜過(guò)大。

3.在等溫過(guò)程中，氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系在p—K圖像中呈現(xiàn)為雙曲線（其中一支），如圖甲。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)時(shí)，要通過(guò)變換，即畫(huà)「—［圖像，把雙曲線（其中一支）變?yōu)橹本€，說(shuō)明p和「成反比，如圖乙。這是科

學(xué)研究中常用的數(shù)據(jù)處理的方法，因?yàn)橐?，次函?shù)反映的物理規(guī)律比較直觀，容易得出相關(guān)的對(duì)實(shí)驗(yàn)研究有

用的參數(shù)。

【典例剖析】

【例2-1］某同學(xué)通過(guò)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，利用玻意耳定律來(lái)測(cè)定一顆形狀不規(guī)則的冰糖的體積。

(1)將冰糖裝進(jìn)注射器，通過(guò)推、拉活塞改變封閉氣體的體積和壓強(qiáng)。若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不慎將活塞拔出針筒，

則(填“需要”或“不需要”)重做實(shí)驗(yàn)。

(2)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)活塞所在刻度讀取了多組體積廠及對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)p的數(shù)據(jù)，為了在xOy坐標(biāo)系中獲得直線圖像，

應(yīng)選擇。

A.p一k圖像B.°一；圖像

C.憶一1圖像D.l—L圖像

ppy

(3)選擇合適的坐標(biāo)后，該同學(xué)通過(guò)描點(diǎn)作圖，得到直線的函數(shù)圖像如圖乙所示，忽略傳感器和注射器連接

處的軟管容積，則這顆冰糖的體積為o

【答案】⑴需要(2)C(3)b

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)需要保持氣體溫度與質(zhì)量不變，操作中，若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不慎將活塞拔出針筒，則必須廢

除之前獲得的數(shù)據(jù)，重做實(shí)驗(yàn)，這是為了保持氣體質(zhì)量不變。

(2)設(shè)冰糖的體積為外,則氣體的體積為

%=%一H

由玻意耳定律知以/一匕)=C

為了獲得直線圖像，應(yīng)表示為/=C1+H,選擇修一1圖像，故選C。

PP

(3)由函數(shù)關(guān)系結(jié)合圖像可知V\=bo

【變式演練】

【變式2-1】如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置.主要

步驟如下：

①將壓強(qiáng)傳感器調(diào)零；

②在活塞上均勻涂抹潤(rùn)滑油，把活塞移至注射器滿(mǎn)刻度處；

③逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)；

④推動(dòng)活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V,以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)0。

(1)實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤(rùn)滑油，主要目的是=

(2)為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行的是o

A.注射器必須固定在豎直平面內(nèi)

B.用手握注射器推拉活塞

C.緩慢推動(dòng)活塞

(3)測(cè)得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以〃為縱坐標(biāo)，

則應(yīng)以為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測(cè)得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)圖線的上

端出現(xiàn)了一小段彎曲，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因是(答一種即可)。

(4)另一小組實(shí)驗(yàn)時(shí)緩慢推動(dòng)活塞，記錄4組注射器上的刻度數(shù)值V,以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)”在采集

第5組數(shù)據(jù)時(shí)，壓強(qiáng)傳感器的軟管脫落，重新接上后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，又采集了4組數(shù)據(jù)，其余操作無(wú)誤.該小

組繪出的X—1關(guān)系圖像應(yīng)是o

P

【答案】(1)防止漏氣(2)C(3)；注射器內(nèi)氣體向外漏氣(4)D

【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)保持溫度不變，研究壓強(qiáng)與體積關(guān)系，根據(jù)題意可知，還需保證封閉氣體質(zhì)量不變，

為了防止漏氣，故需要在活塞上均勻涂抹潤(rùn)滑油。

(2)由于不是拉活塞，則注射器不一定要安裝在豎直平面內(nèi)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中手不能與注射器接觸，推動(dòng)活塞應(yīng)

緩慢進(jìn)行，保持與外界相同溫度，故C正確，A、B錯(cuò)誤。

(3)當(dāng)溫度不變時(shí)有pk=C,即壓強(qiáng)。與修成反比，兩者的關(guān)系圖像不是直線，但壓強(qiáng)。與;是線性關(guān)系，

故應(yīng)當(dāng)以j為橫坐標(biāo)。當(dāng);增大，即%減小時(shí)，°增加的程度不是線性關(guān)系，當(dāng)斜率減小，壓強(qiáng)增加程度減

小，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的可能原因是注射器存在向外漏氣現(xiàn)象。

(4)測(cè)量時(shí)，注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部分氣體的體積及未計(jì)入，縱軸存在截距一斤;軟管脫落后，氣體向

外漏出，P的測(cè)量值偏小，相應(yīng)的橫坐標(biāo),偏大，但左側(cè)的延長(zhǎng)線與縱軸的交點(diǎn)仍為一外,故前后兩條線相

P

交在此處，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。

題組03測(cè)量玻璃的折射率

【提分秘籍】

1.一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)步驟

在玻璃磚的另一側(cè)插上P3,使P3擋住尸1、尸2的像，再插上尸4,使24擋住尸3和尸1、尸2的像。

2.三個(gè)數(shù)據(jù)處理的方法

(1)計(jì)算法：由”=幽圓,算出不同入射角時(shí)的〃值，并取平均值。

sin%

⑵圖像法：作sinOi-sinO2圖像，由〃=辿負(fù)可知其斜率為折射率。

sin%

(3)單位圓法：以入射點(diǎn)。為圓心，作半徑為R的圓，如圖所示，貝!Jsin0i=些，sin02=----------，OE=OE'

OEOE'

=R,所以用刻度尺量出的、E'H'的長(zhǎng)度就可以求出力=迎包=］母廠。

smftE'H'

3.兩個(gè)減小誤差的實(shí)驗(yàn)要求

⑴實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且尸1和尸2之間、尸3和24之間、P2和。、23與。’之間距離

要稍大一些。

(2)入射角"不宜太大(接近90。)，也不宜太小(接近0。)，當(dāng)"太大時(shí)，反射光較強(qiáng)，出射光較弱，當(dāng)仇太小

時(shí)，入射角、折射角測(cè)量的相對(duì)誤差較大。

【典例剖析】

【例3-1］某同學(xué)用插針?lè)y(cè)量某種材料制成的三棱鏡的折射率，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)先在木板上鋪一張方格紙，方格紙上的小格子均為正方形，將棱鏡放在方格紙上，然后畫(huà)出棱鏡的界面,

如圖所示。在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針尸1和尸2,用表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過(guò)棱鏡觀察,

并依次插上大頭針尸3和夕4,利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材測(cè)出棱鏡的折射率，下列說(shuō)法正確的有；

A.8只需擋住尸2的像

B.尸4擋住尸3的同時(shí)，還要擋住尸1和尸2的像

C.該實(shí)驗(yàn)除刻度尺外，還必須使用量角器

D.該實(shí)驗(yàn)僅需使用刻度尺，無(wú)需使用量角器

(2)經(jīng)正確操作，四枚大頭針的位置如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D上作出實(shí)驗(yàn)光路圖;

(3)依據(jù)光路圖，可得該棱鏡的折射率為(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

【答案】(1)BD(2)見(jiàn)解析圖(3)1.33

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，要先在白紙上放好玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針尸1和尸2,然后在

玻璃磚另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使尸1的像被尸2的像擋住，接著在眼睛所在一側(cè)相繼又插上兩枚大頭針丹和

尸4,使2同時(shí)擋住P、尸2的像，尸4擋住尸3及尸1、尸2的像，故A錯(cuò)誤，B正確；

該實(shí)驗(yàn)僅需使用刻度尺，無(wú)需使用量角器，故C錯(cuò)誤，D正確。

(2)光路圖如圖所示

(3)根據(jù)折射定律可知需要測(cè)量入射角和折射角，運(yùn)用刻度尺測(cè)量并計(jì)算出入射角和折射角的正弦值，故折

射率為〃=毀U-I.33。

sinr

【變式演練】

【變式3-1］長(zhǎng)方體形狀的玻璃磚有一個(gè)表面鍍銀(光線不能透過(guò))，現(xiàn)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定此玻璃磚的折射

率。如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚平放到水平面內(nèi)的白紙上，鍍銀面與紙面垂直。貼著玻璃磚前后兩

個(gè)面在紙上畫(huà)出直線加和左止2,其中加四2側(cè)為鍍銀面。然后在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、尸2。

(1)準(zhǔn)備插第三枚大頭針時(shí)，應(yīng)在側(cè)觀察(選填“加1加2”或“后逃2”)；

(2)插第三枚大頭針時(shí),這枚大頭針應(yīng)________________________________________

A.只擋住尸1的像

B.只擋住尸2的像

C.同時(shí)擋住馬和P2的像

(3)插完所需大頭針，補(bǔ)全光路。圖乙為光路的一部分，4、S均為光路上的點(diǎn)，過(guò)4、S作直線由后的垂

線，垂足分別為42、B2,已知圖中4。=與。，則玻璃磚的折射率可表示為0

A妞B小

&。A^O

「44DB\B?

B1B2,AxAi

【答案】(1)左次2(2)C(3)A

【解析】(1)確定第三枚大頭針尸3位置的作圖方法：由于如冽2表面鍍銀，只能反射，所以光路為：入射

光線、經(jīng)過(guò)上次2的折射光線、經(jīng)過(guò)如冽2的反射光線、再次經(jīng)過(guò)抬上2的折射后的出射光線，作出此光路圖如

圖所示，即可標(biāo)出尸3的位置，則

準(zhǔn)備插第三枚大頭針時(shí)，應(yīng)在人近側(cè)觀察；

(2)插第三枚大頭針時(shí)，這枚大頭針應(yīng)同時(shí)擋住尸1和尸2的像，故選C。

A2O

(3)根據(jù)折射定律可得〃故選A。

sinrB2OBiO

BQ

題組04測(cè)量玻璃的折射率

【提分秘籍】

1.實(shí)驗(yàn)裝置圖及實(shí)驗(yàn)器材(如圖)

雙縫干涉儀、光具座、光源、學(xué)生電源、導(dǎo)線、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭、刻度

尺。

光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏

2.原理：Ax=-/,因此，只要測(cè)出Ax、d、/即可測(cè)出波長(zhǎng)九

d

3.盤(pán)的測(cè)量：調(diào)節(jié)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)內(nèi)；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,

當(dāng)分劃板中心刻線與第n條相鄰的亮條紋中心對(duì)齊時(shí)，記下手輪上的讀數(shù)02；則相鄰兩條亮條紋間的距離

n~1

【典例剖析】

【例4-1］某同學(xué)利用如圖甲所示裝置測(cè)量某種單色光波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路,

使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問(wèn)題：

光粵,透鏡琴桿目鏡

1甲

(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是

A.若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因?yàn)楣庠?、單縫、雙縫與遮光筒不共軸所致

B./處為單縫、3處為雙縫、濾光片在/和3之間

C./處為單縫、8處為雙縫、濾光片在凸透鏡和/之間

D.若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，可以換用間距更小的雙縫

⑵某次測(cè)量時(shí)，選用的雙縫的間距為0.4mm,測(cè)得屏與雙縫間的距離為0.5m,用某種單色光實(shí)驗(yàn)得到的

干涉條紋如圖乙所示，分劃板在圖中/、3位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)也如圖乙中所示，則N位置對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為

mm?2位置對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為15.6mm,則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)約為mn(結(jié)果保留整數(shù)部分)；

(3)若某次實(shí)驗(yàn)觀察到的干涉條紋與分劃板的中心刻線不平行，如圖丙所示，在這種情況測(cè)量相鄰條紋間距

Ax,則波長(zhǎng)花勺測(cè)量值(填“大于”“小于”或“等于")實(shí)際值。

【答案】⑴AC(2)10.9624(3)大于

【解析】(1)該實(shí)驗(yàn)中若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因?yàn)楣庠?、單縫、雙縫與遮光筒不共軸

所致，故A正確；為獲取兩個(gè)單色線光源，/處應(yīng)為單縫、2處應(yīng)為雙縫，濾光片在凸透鏡和/之間，故B

錯(cuò)誤，C正確;

若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，則條紋間距Ax將減小，根據(jù)相鄰亮條紋間的距離為最=々可知，應(yīng)

d

使用間距更大的雙縫；而d減小，會(huì)使條紋間距Ax變大，故D錯(cuò)誤。

（2）該游標(biāo)卡尺的精度為0.1mm,則在/位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

XA=10mm+9X0.1mm=10.9mm

相鄰條紋間距AX=66—10.9

mm-0.78mm

6

由心=々可得所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為

d

^^4X10^X7.8X10^

m=6.24X10-7m=624nm。

L0.5

（3）若某次實(shí)驗(yàn)觀察到的干涉條紋與分劃板的中心刻線不平行，在這種情況測(cè)量相鄰條紋間距Ax時(shí)，將導(dǎo)致

測(cè)量值A(chǔ)x大于實(shí)際值，由％=“生可知，2的測(cè)量值也將大于實(shí)際值。

L

【變式4-1】利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從

目鏡中可以觀察到干涉條紋。

光源透鏡abc遮光筒屏3手輪

g11

I號(hào)+=4…測(cè)重頭

ur

（1）實(shí)驗(yàn)前打開(kāi)光源，調(diào)節(jié)光源的高度和角度，使它發(fā)出的光束沿著遮光筒的軸線把屏照亮；然后光具座上

先放置6________和c,再放置a，就可以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣（均選填“雙

縫”“單縫”“濾光片”）。

（2）實(shí)驗(yàn)中已知雙縫間的距離d=0.3mm,雙縫到光屏的距離L=1.2m,某種單色光照射雙縫時(shí)，用測(cè)量頭

測(cè)量條紋間的寬度：先將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，如圖甲所示，將該亮紋定為第1條

亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖乙所示為mm；然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6

條亮紋中心對(duì)齊，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖丙所示為mm,則這種單色光的波長(zhǎng)為m（結(jié)果

保留兩位有效數(shù)字）。

（3）上述實(shí)驗(yàn)中，若僅將紅色濾光片更換為藍(lán)色濾光片，則相鄰亮紋中心間距（選填“增大”“減小”

或“不變”）。

【答案】⑴單縫雙縫濾光片（2）2.333（2.332、2.334均可）15.325（15.324、15.326均可）6.5X10"7

⑶減小

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)濾光片獲得單色光，通過(guò)單縫獲得線光源，通過(guò)雙縫獲得相干光，故光具座上

先放置b單縫和c雙縫，再放置a濾光片，就可以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣。

（2）由題圖乙可知示數(shù)為

2mm+0.333mm=2.333mm（2.332、2.334mm都正確）

由題圖丙可知示數(shù)為

15mm+0.325mm=15.325mm（15.324>15.326mm都正確）

由Ax=々得

d

，A0.3X『X15.325—2.333*10-3_

A=-----=________________5___________m-6.5X10-7m

L1.2

（3）若僅將紅色濾光片更換為藍(lán)色濾光片，則入減小，由Ax=々可知相鄰亮紋中心間距減小。

d

03高考練場(chǎng)

1.（2023?江蘇?高考真題）在"探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。利用注射器選取一

段空氣柱為研究對(duì)象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是（）

壓力表

一4

-

三

三柱塞

|13

|0一3空氣柱

_橡膠塞

A.把柱塞快速地向下壓

B.把柱塞緩慢地向上拉

C.在橡膠套處接另一注射器，快速推動(dòng)該注射器柱塞

D.在橡膠套處接另一注射器，緩慢推動(dòng)該注射器柱塞

【答案】B

【詳解】因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)是要探究氣體等溫變化的規(guī)律；實(shí)驗(yàn)中要緩慢推動(dòng)或拉動(dòng)活塞，目的是盡可能保證封

閉氣體在狀態(tài)變化過(guò)程中的溫度不變；為了方便讀取封閉氣體的體積不需要在橡膠套處接另一注射器。

故選Bo

2.（2024?江西?高考真題）某同學(xué)用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件

B.透鏡的作用是使光更集中

C.單縫的作用是獲得線光源

D.雙縫間距越小，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目?jī)?nèi)越多

【答案】BC

【詳解】A.進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、

測(cè)量頭等元件，故A錯(cuò)誤；

B.透鏡的作用是使光更集中，故B正確；

C.單縫的作用是獲得線光源，故C正確；

D.根據(jù)條紋間距公式Ax=［/可知雙縫間距越小，相鄰亮條紋的間距較大，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目?jī)?nèi)

a

越少，故D錯(cuò)誤。

故選BCo

3.（2023?北京?高考真題）用油膜法估測(cè)油酸分子直徑是一種通過(guò)測(cè)量宏觀量來(lái)測(cè)量微觀量的方法，已知1

滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為匕在水面上形成的單分子油膜面積為S,則油酸分子的直徑

d-o

V

【答案】2

【詳解】［1］油酸分子的直徑為

d上

S

4.（2024?北京?高考真題）某同學(xué)測(cè)量玻璃的折射率，作出了如圖所示的光路圖，測(cè)出了入射角，和折射角

r,則此玻璃的折射率"=o

【詳解】根據(jù)折射定律有

sinz="sinr

解得

ns=in-z----

sinr

5.（2023?山東?高考真題）利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將帶有刻度的

注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過(guò)塑料管與壓強(qiáng)傳感器相連。活塞上

端固定一托盤(pán)，托盤(pán)中放入祛碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)。和體積修（等于注射器示數(shù)（與塑

料管容積A%之和），逐次增加祛碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。

A/?/(xlO3pa)

X十

22。——I-r

-

1-Tr二

工^

:L，

I十

+T

^T

TL_JL

YI—

r工

工1

I_JL

T

-:-

t接計(jì)算機(jī)

：F?

4—i——?—

-

何

十

寸+L

n

_JLI':'

二F-

二':4

壓強(qiáng)傳感器:[LH

z—I

-

▼_I，_F

CT-!-<■

5060708090

圖甲圖乙

回答以下問(wèn)題：

（1）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣

體O

A.。與v成正比B.0與5成正比

（2）若氣體被壓縮到％=10.0mL,由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為Pa（保留3位有效數(shù)字）。

（3）某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了△憶，則在計(jì)算乘積時(shí)，他的計(jì)算結(jié)果與同組正

確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨。的增大而（填"增大"或"減小"）。

【答案】B2.04xl05增大

【詳解】（1）田在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明在等溫情況下，一

定質(zhì)量的氣體，0與程成正比。

故選Bo

（2）⑵若氣體被壓縮到廠=10.0mL,則有

mL-1=100xl0-3mL-'

V10.0

由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為

j9=2.04xl05Pa

（3）⑶某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了A%,則在計(jì)算P憶乘積時(shí)，根據(jù)

p（V0+^）-pV0=p^

可知他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨。的增大而增大。

6.（2024?浙江?高考真題）如圖所示，用"插針?lè)ā睖y(cè)量一等腰三角形玻璃磚（側(cè)面分別記為/和B、頂角大

小為6）的折射率。

①在白紙上畫(huà)一條直線成，并畫(huà)出其垂線〃，交于。點(diǎn)；

②將側(cè)面/沿放置，并確定側(cè)面3的位置U

③在cd上豎直插上大頭針P1和P2,從側(cè)面8透過(guò)玻璃磚觀察P1和P2,插上大頭針P3,要求P3能擋住—

（選填"P1"、叩2"或"P1和P2"）的虛像;

④確定出射光線的位置____________（選填"需要"或"不需要"第四枚大頭針；

⑤撤去玻璃磚和大頭針，測(cè)得出射光線與直線蛾的夾角為a,則玻璃磚折射率"=?

【答案】P1和P2不需要警

sin"

【詳解】③田要求P1和P2在一條光線上，該光線透過(guò)玻璃磚后過(guò)P3,故P3要能擋住P1和P2的虛像；

④⑵cd與ab垂直，則過(guò)Pi和P2的光線與ab垂直，光垂直入射時(shí)傳播方向不變，可確定*邊上的入射點(diǎn),

此時(shí)只需要找到折射光線上的一點(diǎn)即可確定出射光線，不需要插第四枚大頭針；

⑤⑶根據(jù)幾何關(guān)系可知入射角為。，折射角為如圖所示

sin

12J

n=

sin。sin。

7.（2024?安徽?高考真題）某實(shí)驗(yàn)小組做"測(cè)量玻璃的折射率”及拓展探究實(shí)驗(yàn).

（1）為測(cè)量玻璃的折射率，按如圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下表述正確的一項(xiàng)是o（填正確答案標(biāo)號(hào)）

A.用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫(huà)出直線a和儲(chǔ)

B.在玻璃磚一側(cè)插上大頭針6、P2,眼睛在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使￡把耳擋住，這樣就

可以確定入射光線和入射點(diǎn)a。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針巴，使它把耳、鳥(niǎo)都擋住，再插上大頭針鳥(niǎo),

使它把耳、鳥(niǎo)、月都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)a

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角4應(yīng)盡量小一些，以減小實(shí)驗(yàn)誤差

（2）為探究介質(zhì)折射率與光的頻率的關(guān)系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點(diǎn)入射到空氣與玻璃的分界

面.保持相同的入射角，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出光路圖，并標(biāo)記紅光和綠光，如圖乙所示.此實(shí)驗(yàn)初步表明：

對(duì)于同一種介質(zhì)，折射率與光的頻率有關(guān).頻率大，折射率（填"大"或"小"）

⑶為探究折射率與介質(zhì)材料的關(guān)系，用同一束微光分別入射玻璃磚和某透明介質(zhì)，如圖丙、丁所示。保持

相同的入射角?，測(cè)得折射角分別為02、%（4<%），則玻璃和該介質(zhì)的折射率大小關(guān)系為〃琰轉(zhuǎn)n

介質(zhì)（填""或"<"）。此實(shí)驗(yàn)初步表明：對(duì)于一定頻率的光，折射率與介質(zhì)材料有關(guān)。

【答案】⑴B

⑵大

⑶〉

【詳解】（1）A.在白紙上畫(huà)出一條直線。作為界面，把長(zhǎng)方體玻璃磚放在白紙上，使它的一個(gè)長(zhǎng)邊與。對(duì)

齊。用直尺或者三角板輕靠在玻璃磚的另一長(zhǎng)邊，按住直尺或三角板不動(dòng)，將玻璃磚取下，畫(huà)出直線。'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(huà)出直線。和a',故A錯(cuò)誤；

B.在玻璃磚一側(cè)插上大頭針<、P2,眼睛在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚看兩個(gè)大頭針，使心把<擋住，這樣就可以

確定入射光線和入射點(diǎn)a。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針巴，使它把《、心都擋住，再插上大頭針舄，使它

把<、鳥(niǎo)、鳥(niǎo)都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)故B正確；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角q應(yīng)盡量大一些，但也不能太大（接近90。），以減小實(shí)驗(yàn)誤差，故C錯(cuò)誤;

故選B?

（2）由圖乙可知，入射角相同，綠光的折射角小于紅光的折射角，根據(jù)光的折射定律

sma

n=

sin.

可知綠光的折射率大于紅光的折射率，又因?yàn)榫G光的頻率大于紅光的頻率，所以頻率大，折射率大。

（3）根據(jù)折射定律可知，玻璃的折射率為

sina,

〃玻璃二

sin%

該介質(zhì)的折射率為

sina,

〃介質(zhì)=cinry

olll

其中

所以

n^>n3

8.（2024?河北?高考真題）某同學(xué)通過(guò)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量單色光的波長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，其中測(cè)量頭

包括毛玻璃、游標(biāo)尺、分劃板、手輪、目鏡等。

該同學(xué)調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對(duì)干涉條紋進(jìn)行測(cè)量，并記錄第一條和第六條亮紋

中心位置對(duì)應(yīng)的游標(biāo)尺讀數(shù)，如表所示：

單色光類(lèi)別玉/mmx6/mm

單色光110.6018.64

單色光28.4418.08

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷單色光1為（填"紅光"或"綠光"）。

【答案】綠光

【詳解】根據(jù)心=。4,可得

a

6?Ax

L

由圖表帶入數(shù)據(jù)可知

18.64—10.60

AX]=mm=l.608mm

5

18.08-8.44

AX=mm=1.928mm

25

故

Ax1<AX2

則

4<4

已知綠光的波長(zhǎng)小于紅光波長(zhǎng)，則單色光1是綠光。

9.（2024?湖北?高考真題）某同學(xué)利用激光測(cè)量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下:

y/mm

圖⑶51015202530x/mm

圖（b）

①平鋪白紙，用鉛筆畫(huà)兩條互相垂直的直線和39，交點(diǎn)為。。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼

并使其圓心位于。點(diǎn)，畫(huà)出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖（a）所示。

②將一細(xì)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(diǎn)

③拿走玻璃磚，標(biāo)記CO光線與半圓弧的交點(diǎn)P。

④分別過(guò)M、P作B皮的垂線W、PP',M'>P是垂足，并用米尺分別測(cè)量W、PP的長(zhǎng)度x和/

⑤改變?nèi)肷浣?，重?fù)步驟②③④，得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出V-X圖像，如圖（b）所

不O

⑴關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（單選，填標(biāo)號(hào)）。

A.入射角越小，誤差越小

B.激光的平行度好，比用插針?lè)y(cè)量更有利于減小誤差

C.選擇圓心。點(diǎn)作為入射點(diǎn)，是因?yàn)榇颂幍恼凵洮F(xiàn)象最明顯

（2）根據(jù)y-x圖像，可得玻璃磚的折射率為（保留三位有效數(shù)字）。

⑶若描畫(huà)的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率的測(cè)量結(jié)果（填"偏大""偏小"或"不

變"）。

【答案】（1）B

（2）1.57

⑶不變

【詳解】（1）A.入射角適當(dāng)即可，不能太小，入射角太小，導(dǎo)致折射角太小，測(cè)量的誤差會(huì)變大，故A錯(cuò)

誤；

B.激光的平行度好，比用插針?lè)y(cè)量更有利于減小誤差，故B正確；

C.相同的材料在各點(diǎn)的折射效果都一樣，故C錯(cuò)誤。

故選Bo

（2）設(shè)半圓柱體玻璃磚的半徑為R,根據(jù)幾何關(guān)系可得入射角的正弦值為

sini=-

R

折射角的正弦值為

X

sinr=—

R

折射