2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專題七第3講鴨實驗作業(yè)含解析

PAGE8-第3講選考試驗(45分鐘)[基礎(chǔ)題組專練]1．(2024·高考全國卷Ⅲ)用油膜法估算分子大小的試驗中，首先需將純油酸稀釋成肯定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是_______________________________________________。試驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以________________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是__________________________________。解析：用油膜法估測分子直徑時，需使油酸在水面上形成單分子層油膜，為使油酸盡可能地散開，將油酸用酒精稀釋。依據(jù)V＝Sd，要求得分子的直徑d，則須要測出油膜面積，以及一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積測一滴油酸酒精溶液的體積，其方法可用累積法，即1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)。答案：使油酸在淺盤的水面上簡單形成單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積單分子層油膜的面積2．某同學(xué)利用“插針法”測定平行玻璃磚的折射率，在坐標(biāo)紙上記錄的狀況如圖所示，虛線為以入射點O為圓心作出的圓，由此計算出玻璃磚的折射率為________，光在玻璃中的傳播速度為________m/s。(光在真空中的傳播速度為c＝3.0×108解析：玻璃磚的折射率為n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(\f(x1,R),\f(x2,R))＝eq\f(x1,x2)＝eq\f(3,2)＝1.5，光在玻璃中的傳播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(3.0×108,1.5)m/s＝2.0×108m/s。答案：1.52.0×1083．在“用油膜法估測分子的大小”試驗中，已知一滴溶液中油酸的體積為V油酸，配制的油酸溶液中，純油酸與溶液體積之比為1∶500，1mL溶液滴250滴，那么1滴溶液的體積是________mL，所以一滴溶液中油酸體積為V油酸＝________cm3。若試驗中測得結(jié)果如表所示，請依據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫出空白處的數(shù)值，并與公認的油酸分子長度值L0＝1.12×10－10m次數(shù)S/cm2L＝eq\f(V油酸,S)/cmL平均值/m153324933563解析：由題給條件得，1滴溶液的體積為V溶液＝eq\f(1,250)mL＝4×10－3mL，因為eq\f(V油酸,V溶液)＝eq\f(1,500)，故1滴溶液中油酸體積為V油酸＝eq\f(1,500)V溶液＝eq\f(1,500)×eq\f(1,250)cm3＝8×10－6cm3。據(jù)此算得3次測得L的結(jié)果分別為L1＝1.5×10－8cmL2＝1.62×10－8cmL3＝1.42×10－8其平均值為eq\o(L,\s\up6(－))＝eq\f(L1＋L2＋L3,3)＝1.51×10－10m這與公認值的數(shù)量級相吻合，故本次估測數(shù)值符合數(shù)量級的要求。答案：見解析4．“用雙縫干涉測量光的波長”的試驗中，試驗裝置如圖所示。(1)令單縫寬度為h，雙縫之間的距離為d，雙縫到屏的距離為l，當(dāng)實行下列四組數(shù)據(jù)中的________時，可能在光屏上視察到清楚可辨的干涉條紋。A．h＝10mm，d＝0.1mm，l＝100cmB．h＝1mm，d＝0.1mm，l＝100cmC．h＝1mm，d＝10mm，l＝10cmD．h＝10mm，d＝10mm，l＝100cm(2)用某種單色光照耀雙縫得到如圖所示的干涉條紋，則分劃板在圖中A、B位置時，游標(biāo)卡尺讀數(shù)分別為yA＝________mm，yB＝________mm，相鄰兩條紋間距Δy＝________mm。解析：(1)依據(jù)公式Δy＝eq\f(l,d)λ可得h越小，d越小，l越大，干涉條紋越清楚，故選B。(2)A圖中讀數(shù)為yA＝11mm＋0.1×1mm＝11.1mm，B圖中的讀數(shù)為yB＝15mm＋6×0.1mm＝15.6mm，相鄰條紋間距為Δy＝eq\f(15.6－11.1,6)mm＝0.75mm。答案：(1)B(2)11.115.60.755.某試驗小組在進行“用單擺測定重力加速度”的試驗中，單擺搖擺過程中的擺角小于5°。(1)試驗中，某同學(xué)用機械秒表測單擺完成多次全振動的時間如圖所示，則秒表示數(shù)為________s。(2)若在測量單擺的周期時，從單擺運動到最低點起先計時且記數(shù)為0，到第n次經(jīng)過最低點所用的時間為t；在測量單擺的擺長時，先用毫米刻度尺測得懸掛后的擺線長(從懸點到擺球的最上端)為l，再用游標(biāo)卡尺測得擺球的直徑為d，用上述物理量的符號寫出重力加速度的表達式g＝________。(3)為了提高試驗精度，在試驗中可變更幾次擺長L并測出相應(yīng)的周期T，以L為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)，作出了T2－L圖線如圖所示，求得該直線的斜率k，則重力加速度g＝________。解析：(1)由圖示秒表可知，其示數(shù)為60s＋15.2s＝75.2s；(2)單擺的擺長L＝l＋eq\f(d,2)，單擺的周期為T＝eq\f(t,\f(n,2))＝eq\f(2t,n)，由單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可知重力加速度為g＝eq\f(π2n2（l＋\f(d,2)）,t2)；(3)由單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可知T2＝eq\f(4π2,g)L，則T2－L圖像的斜率k＝eq\f(4π2,g)，則加速度g＝eq\f(4π2,k)。答案：(1)75.2(2)eq\f(π2n2（l＋\f(d,2)）,t2)(3)eq\f(4π2,k)6．在用油膜法估測分子的大小試驗中，用amL的純油酸配制成bmL的油酸酒精溶液，再用滴管取1mL油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共n滴?，F(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤內(nèi)，待油膜充分綻開后，測得油膜的面積為Scm2，則：(1)估算油酸分子的直徑大小是________cm。(2)用油膜法測出油酸分子的直徑后，要測定阿伏加德羅常數(shù)，還須要知道油滴的________。A．摩爾質(zhì)量 B．摩爾體積C．質(zhì)量 D．體積解析：(1)據(jù)題得，油酸酒精溶液的濃度為eq\f(a,b)，一滴油酸酒精溶液的體積為eq\f(1,n)mL，一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V＝eq\f(1,n)·eq\f(a,b)mL＝eq\f(a,bn)mL，則油酸分子的直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(a,bnS)cm。(2)設(shè)一個油酸分子的體積為V1，則V1＝eq\f(1,6)πd3，由NA＝eq\f(Vmol,V1)可知，要測定阿伏加德羅常數(shù)，還須要知道油滴的摩爾體積，B項正確。答案：(1)eq\f(a,bSn)(2)B[實力題組專練]7．(1)某同學(xué)嘗試用DIS測量單擺的周期。如圖，用一個磁性小球代替原先的擺球，在單擺下方放置一個磁傳感器，其軸線恰好位于單擺懸掛點正下方。圖中磁傳感器的引出端A應(yīng)接到數(shù)據(jù)采集器。使單擺做小角度搖擺，當(dāng)磁感應(yīng)強度測量值最大時，磁性小球位于________。若測得連續(xù)N個磁感應(yīng)強度最大值之間的時間間隔為t，則單擺周期的測量值為________(地磁場和磁傳感器的影響可忽視)。(2)多次變更擺長使單擺做小角度搖擺，測量擺長L及相應(yīng)的周期T。此后，分別取L和T的對數(shù)，所得到的lgT-lgL圖線為________(選填“直線”“對數(shù)曲線”或“指數(shù)曲線”)；讀得圖線與縱軸交點的縱坐標(biāo)為c，由此得到該地重力加速度g＝________。解析：(1)單擺做小角度搖擺，當(dāng)磁感應(yīng)強度測量值最大時，磁性小球位于最低點(或平衡位置)。若測得連續(xù)N個磁感應(yīng)強度最大值之間的時間間隔為t，則單擺周期的測量值為eq\f(2t,N－1)。(2)由T＝2πeq\r(\f(L,g))可知lgT＝eq\f(1,2)lgeq\f(4π2,g)＋eq\f(1,2)lgL，故lgT-lgL圖像為直線。由題意可知eq\f(1,2)lgeq\f(4π2,g)＝c，故g＝eq\f(4π2,102c)。答案：(1)最低點eq\f(2t,N－1)(2)直線eq\f(4π2,102c)8．一試驗小組在做插針法“測定玻璃的折射率”試驗時，發(fā)覺老師給的一塊兩面平行的玻璃磚，其中一面aa′是鍍銀面，光線能反射但不能穿過，于是利用視察反射光線插針法測折射率，如甲圖所示，四個黑點P1、P2、P3、P4依次分別為四個插針位置，乙圖為畫好邊界線移去玻璃后的光路圖，圖中M為OO′的中點。(1)請在圖乙中畫出玻璃內(nèi)的光路，并標(biāo)出光線進入玻璃時的入射角θ1和折射角θ2。(2)用所給的字母，寫出求解玻璃折射率的表達式n＝________。(3)某同學(xué)將玻璃邊界線畫為丙圖中的兩條虛線，則測出的折射率與實際值相比將會偏________(選填“大”或“小”)。解析：(1)分別作出過入射點與出射點的法線，然后作出折射光線與反射光線，光路圖如圖所示。(2)折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。(3)由丙圖所示可知，界面aa′偏后，bb′與玻璃界面重合，則作光路圖測出的入射角θ1不變而折射角θ2偏小，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知，所測折射率偏大。答案：(1)圖見解析(2)eq\f(sinθ1,sinθ2)(3)大9．在用雙縫干涉測光的波長試驗中，將雙縫干涉試驗儀按要求安裝在光具座上(如圖甲所示)，并選用縫間距d＝0.20mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L＝700mm。然后，接通電源使光源正常工作。(1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，第一次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示，圖乙(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號，此時圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1＝1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示，此時圖丙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2＝________mm。(2)利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計算可得兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離Δx＝________mm；這種色光的波長λ＝________nm。解析：(1)此試驗的測量頭采納50分度的游標(biāo)尺讀數(shù)原理，精確度是0.02mm，主尺讀數(shù)是15mm，游標(biāo)讀數(shù)是1×0.02mm＝0.02mm，因此x2＝15mm＋0.02mm＝15.02mm。(2)從各暗紋的編號可得n＝7，則Δx＝eq\f(a,n－1)＝eq\f(x2－x1,n－1)＝eq\f(15.02－1.16,6)mm＝2.31mmλ＝eq\f(d,L)Δx＝eq\f(0.2×10－3×2.31×10－3,700×10－3)m＝6.6×10－7m＝6.6×102nm。答案：(1)15.02(2)2.316.6×10210．某小組在做“用單擺測定重力加速度”試驗后，為進一步探究，將單擺的輕質(zhì)細線改為剛性重桿。通過查資料得知，這樣做成的“復(fù)擺”做簡諧運動的周期T＝2πeq\r(\f(Ic＋mr2,mgr))，式中Ic為由該擺確定的常量，m為擺的質(zhì)量，g為重力加速度，r為轉(zhuǎn)軸到重心C的距離。如圖甲，試驗時在桿上不同位置打上多個小孔，將其中一個小孔穿在光滑水平軸O上，使桿做簡諧運動，測量并記錄r和相應(yīng)的運動周期T；然后將不同位置的孔穿在軸上重復(fù)試驗，試驗數(shù)據(jù)見表，并測得擺的質(zhì)量m＝0.50kg。r/m0.450.400.350.300.250.20T/s2.112.142.202.302.432.64(1)由試驗數(shù)據(jù)得出圖乙所示的擬合直線，圖中縱軸表示________。(2)Ic的國際單位為________，由擬合直線得到Ic的值為________(保留到小數(shù)點后兩位)。(3)若擺的質(zhì)量測量值偏大，重力加速度g的測量值________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析：(1)由T＝2πeq\r(\f(Ic＋