重難點20光學和熱學實驗

『:命題趨勢』

■4

考點分析三年考情分析2025命題熱點

用油膜法估測油酸

八~一,2023：浙江6月選考卷

分子的大小

1、馀先飛伶寺做父化削

探究氣體等溫變化

，……2023：江蘇卷、山東卷規律及注射器模型的應

的規律

m田

2024-湖北卷、安徽卷、浙江6月選考卷

測量玻璃的折射率2、測量玻璃的折射率及

2023：廣東卷、海南卷

?1T玻璃假俁空ny/22Lrn

用雙縫干涉測量光2024：廣東卷、河北卷

的波長2023：海南卷

<1

限時提升練

一、實驗題

1.（2017?全國?一模）用圓弧狀玻璃磚做測定玻璃折射率的實驗時，先在白紙上放好圓弧狀

玻璃磚，在玻璃磚的一側豎直插上兩枚大頭針尸八尸2,然后在玻璃磚的另一側觀察，調整視線

使P的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側插兩枚大頭針Pi和P4,使P3擋住P1和P2

的像，尸4擋住P3以及P1和P2的像，在紙上標出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示,

其中。為兩圓弧圓心，圖中已畫出經尸八尸2點的入射光線.

(1)在圖甲上補畫出所需的光路.

(2)為了測出玻璃的折射率，需要測量入射角和折射角，請在圖甲中的Z8分界面上畫出這

兩個角，分別用，和r表示.

（3）為了保證在弧面CO得到出射光線，實驗過程中，光線在弧面Z8的入射角應適當（選

填，，小一些“、，，無所謂，，或，，大一些，，）.

（4）多次改變入射角，測得幾組入射角和折射角，根據測得的入射角和折射角的正弦值，畫

出了如圖乙所示的圖象，由圖象可知該玻璃的折射率片.

2.（2023?湖北?模擬預測）（1）如圖1反映“用油膜法估測分子的大小”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）；

圖1

（2）在做“用油膜法估測分子的大小”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2所示，坐標紙中正方形方格的邊長為1cm,試求:

圖2

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,

③按以上實驗數據估測出油酸分子的直徑是mo（結果保留兩位有效數字）

（3）若阿伏加德羅常數為M,油酸的摩爾質量為拉。油酸的密度為。。則下列說法正確的

是。

A.1kg油酸所含有分子數為OSB.In?油酸所含分子數為*

C.1個油酸分子的質量為裝D.油酸分子的直徑約為卑

M叫

3.（2025?云南?模擬預測）某同學通過雙縫干涉實驗測量發光二極管（LED）發出光的波長。圖

甲為實驗裝置示意圖，雙縫間距d=0.450mm,雙縫到毛玻璃的距離/=365.0mm,實驗中觀察到

的干涉條紋如圖乙所示。

當分劃板中心刻線對齊第1條亮條紋中心，手輪上的讀數為須=2.145皿；當分劃板中心刻線

對齊第5條亮條紋中心，手輪上的讀數為Xs=4.177mm。完成下列填空:

（1）相鄰兩條亮條紋間的距離Ar=mm；

（2）根據可算出波長（填正確答案標號）；

A.2B.%=C.^=—

aIdAx

（3）則待測LED發出光的波長為2=nm（結果保留3位有效數字）。

4.（2022?北京?模擬預測）物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、

實驗操作、數據處理、誤差分析等。例如：

（1）實驗儀器。在“練習使用多用表”實驗時，某同學用多用表的電阻“xlO”檔測定值電阻阻值,

表盤的示數如圖所示，則該阻值火=。。

（2）在“多用電表的使用”實驗中，某同學進行了如下操作和思考。利用多用電表測量未知電

阻.用電阻擋“xlOO”測量時發現指針示數如圖所示，為了得到比較準確的測量結果，下列選項

中合理的步驟為（填寫選項前的字母）；

A.將選擇開關旋轉到電阻擋“xlk”的位置

B.將選擇開關旋轉到電阻擋“xlO”的位置

C.將兩表筆分別與被測電阻的兩根引線相接完成測量

D.將兩表筆短接，調節歐姆調零旋鈕使指針指向“0?！?/p>

（3）數據分析。某同學用插針法測定一個半圓形玻璃磚的折射率。正確操作后，做出的光路

圖如圖所示。。為圓心，已知48的長度為4,幺。的長度為3CD的長度為4,。。的長度為

14,則此玻璃磚的折射率可表示為

（4）用如圖所示的實驗裝置觀察雙縫干涉圖樣，用綠色濾光片時從目鏡中可以看到綠色的干

涉條紋。在其他條件不變的情況下，下列操作可以使條紋間距變大的是（）

北抽凸透鏡濾光片單縫雙縫遮光筒測量頭及目鏡

3一4--—―-日匚----三----二-n-三WU-

A.換成紅色濾光片B.換成縫寬更大的單縫

C.換成雙縫間距更大的雙縫D.換成更短的遮光筒

5.（2024?浙江寧波?一模）⑴在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，下列器材需要用到

的有（多選）。

⑵在上述實驗時，每103mL油酸酒精溶液中有純油酸1mL,用注射器測得80滴這樣的溶液為

1mL。把1滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤里，等油膜形狀穩定后，測得油膜面積約為150cm2,

可估算油酸分子的直徑大小約為m。（結果保留一位有效數字）

（3）如圖為“用傳感器探究氣體等溫變化的規律”的實驗裝置，實驗時某同學緩慢推動活塞，在使

注射器內空氣體積逐漸減小的過程中，由注射器壁上的刻度讀出氣體的體積%,由壓強傳感器

測得的壓強值。在計算機屏幕上實時顯示，實驗過程中該同學發現，環境溫度逐漸升高，則實

驗得到的圖像可能是

V

oo

6.某同學利用如圖甲所示裝置做“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗。

(1)下列說法正確的是；

A.若僅將藍色濾光片換成紅色濾光片，則相鄰干涉條紋間距變寬

B.若僅將單縫向雙縫移動一小段距離，則相鄰干涉條紋間距變寬

C.若僅增大雙縫間的距離，則相鄰干涉條紋間距變窄

D.若去掉濾光片。則干涉現象消失

(2)實驗中，選用紅色濾光片測量紅光的波長，測得雙縫間的距離d=2mm,雙縫與屏之間

的距離為Z=0.80m,通過測量頭觀察第1條亮條紋的讀數為3.645mm,觀察第6條亮條紋的位

置如圖乙所示，其讀數為mm。由此求得紅光的波長為m(計算結果保留三

位有效數字)。

7.(23-24高三上?廣東河源?開學考試)某實驗小組欲測定一段圓柱形玻璃磚的折射率，其操

作步驟如下：

a.將白紙固定在水平桌面上，將圓柱形玻璃磚豎直放在白紙上，用鉛筆準確描出玻璃磚底面

圓的輪廓。

b.將底面圓圓周平分為60等份，并標上相應的數字，如圖甲所示，再將玻璃磚豎直放回圖甲

中的底面圓輪廓上進行實驗。

c.用激光筆發出細束激光，沿平行于圓直徑O。'的方向入射，分別準確記錄入射點尸和出射

點0在圓周上對應的讀數M、N2O

d.改變入射點位置，重復步驟c。

（1）根據圓周上的讀數例、生可得，入射角；,折射角7=。（以弧度制

表示）

（2）若經過多次測量，做出sini-siny的圖像如圖乙所示，則玻璃磚的折射率為（結

果保留三位有效數字）。

（3）在本實驗的操作過程中，若入射光線發生了如圖甲中虛線所示的偏離，則折射率的

測量值將（填“偏大”或“偏小”）。

8.（2023?陜西榆林?模擬預測）為籌備校運會，學校采購了一批礦泉水。小聰用如圖所示的

雙縫干涉裝置測定這種礦泉水的折射率，單色光通過單縫斗后分為兩束，分別從雙縫H、$2射

到熒光屏上后形成干涉條紋.小聰將待測礦泉水填充到特制容器中（不考慮器壁對光的影響），

然后將特制容器（圖中未畫出）放置在雙縫與熒光屏之間（充滿雙縫與屏之間的整個空間，之

前為空氣），其他情況不變，通過比對放置特制容器前、后熒光屏上的干涉條紋間距，就可以

計算出該礦泉水的折射率.

（1）本實驗測量雙縫的間距d,測量雙縫到熒光屏的距離L。（均填“需

要”或“不需要”）

（2）若測得放置特制容器前、后熒光屏上相鄰兩條亮條紋的間距分別為不、工2,則這種礦泉水

的折射率"=

9.如圖甲所示，在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，將實驗儀器按要求安裝在光具座上,

并選用縫間距d=0.4mm的雙縫屏。從儀器注明的規格可知，像屏與雙縫屏間的距離;0.5m。

接通電源使光源正常工作。

光源凸透鏡濾光片單縫雙縫遮光筒像屏

（1）由理論分析可知，波長為2的單色光在雙縫干涉實驗中形成干涉條紋，其相鄰兩個亮條

紋或暗條紋的中心間距Ar=（用已知量字母表示）。

（2）用某種單色光照射雙縫得到如圖乙所示的干涉條紋，測量頭手輪示數如圖丙所示，則分

劃板中心刻線在圖乙中B位置時手輪示數為X=mm。

乙丙

（3）若已知分劃板中心刻線處于A位置時，手輪示數為10.578mm,則該單色光的波長4=

m（結果保留2位有效數字）。

10.（2023高三?全國?專題練習）在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將實驗儀器按要求安裝

在光具座上，如圖甲所示。

白熾燈濾光片單縫雙縫遮光筒屏

（1）關于該實驗，下列說法正確的是

A.單縫及雙縫必須平行放置

B.干涉條紋與雙縫垂直

C.干涉條紋疏密程度與單縫寬度有關

D.若用綠色濾光片替換紅色濾光片，干涉條紋間距會變小

（2）某同學在做該實驗時，在同一視野中選取了A、B兩條紋，第一次分劃板中心刻度對齊

A條紋中心時（圖乙），游標尺的示數如圖丙所示；第二次分劃板中心刻度對齊B條紋中心

時（圖丁），游標尺的示數如圖戊所示。已知雙縫間距為0.50mm,雙縫到屏的距離為1.00m,

則圖丙游標尺的示數為—mm,兩個相鄰亮條紋（或暗條紋）間的距離為—mm。所測單色

光波長為___m0

23

III1111||11||||1||||1||||1||||11cm

|11|1|1111|

010

丙

23

|1111川||]

010

戊

11.（2024?山東濟南?模擬預測）低折射率玻璃因其具有良好的透光性，被廣泛應用于反射鏡、

透鏡當中。某實驗小組想利用“插針法”測量某種低折射率長方形玻璃磚的折射率。其主要實驗

步驟如下：

①在白紙上畫出一條直線。作為界面，過直線。上的一點。做出法線NN',并畫出作為

入射光線，再把玻璃磚放到白紙上，讓玻璃病的上界面和直線。對齊，并畫出玻璃磚的下界面

b；

②在表示入射光線的上插上大頭針月、￡；

③在玻璃磚的另一側先后插上大頭針巴和舄，位置如圖甲所示。

甲乙

（1）在步驟③中，插大頭針舄時，需要擋住________;

（2）撤去玻璃磚和大頭針，正確完成光路圖，如圖甲所示，A、巴的連線與直線6交于￡點，

r

2。延長線與直線b交于/點，NN'與直線b交于。'點，測得9=d,OE=x?OF=x2,

該玻璃磚的折射率可以表布為〃=（結果用d、王、赴表不）；

⑶由于該玻璃磚的折射率很小，在實際測量中E、尸兩點離得很近，為了減小實驗誤差，該同

學在直線6的下方再畫一條平行線c,分別延長0E和至直線c,再進行相應測量，計算出

折射率，如圖乙所示。直線c離直線b的距離適當（選填“遠”或者“近”）一些比較好。

12.（2022?北京海淀?二模）物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、

實驗操作、數據分析