2025版衡水中學學案高考物理二輪專題與專項第1部分專題7第18講含答案及解析

第一部分專題七第18講A組·基礎練1.(2024·福建卷)一束光以入射角i(i>0)射入透鏡，遇反射膜反射，垂直射到反射膜則原路返回成為激光。已知透鏡對藍光折射率大于綠光，則透鏡中藍光折射角________(大于，等于，小于)綠光，若此時激光為藍光，要變?yōu)榫G光，則________(順時針，逆時針)改變?nèi)肷浣??！敬鸢浮啃∮陧槙r針【解析】根據(jù)折射定律可得n＝eq\f(sini,sinr)，由于透鏡對藍光折射率大于綠光，則透鏡中藍光折射角小于綠光折射角；若此時激光為藍光，要變?yōu)榫G光，根據(jù)n＝eq\f(sini,sinr)，由于綠光的折射率較小，為了保證折射角不變，則入射角i應減小，即順時針改變?nèi)肷浣恰?.(2024·山西晉中模擬)圖甲所示是“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置。實驗中：(1)觀察條紋時看不清，為觀察到清晰條紋，可以進行的操作是________。A．取走凸透鏡B．拆除目鏡C．調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行(2)某同學用雙縫干涉實驗儀測量光的波長：a．實驗中選用的雙縫間距為d，雙縫到像屏的距離為L，在像屏上得到的干涉圖樣如圖所示，分劃板刻線在圖中A、B位置時，游標卡尺的讀數(shù)分別為x1、x2，則入射的單色光波長的計算表達式為λ＝________；b．分劃板刻線在某條明條紋位置時游標卡尺如圖所示，則其讀數(shù)為________mm?！敬鸢浮?1)C(2)a.eq\f(x2－x1d,6L) B．31.10【解析】(1)實驗中要觀察到清晰的干涉條紋，應使單縫和雙縫相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上。故選C。(2)a.相鄰明亮條紋的間距為Δx＝eq\f(x2－x1,6)＝eq\f(L,d)λ，得λ＝eq\f(x2－x1d,6L)；b．其讀數(shù)為31mm＋2×0.05mm＝31.10mm。B組·綜合練3.(2024·湖北卷)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。④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?nèi)肷浣?，重復步驟②③④，得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出y－x圖像，如圖(b)所示。(1)關(guān)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(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)。(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(jié)果________(填“偏大”“偏小”或“不變”)?！敬鸢浮?1)B(2)1.57(3)不變【解析】(1)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。故選B。(2)設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＝eq\f(y,R)折射角的正弦值為sinr＝eq\f(x,R)，折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(y,x)可知y－x圖像斜率大小等于折射率，即n＝eq\f(44,28)≈1.57。(3)根據(jù)(2)中數(shù)據(jù)處理方法可知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(jié)果不變。4.(2024·山西晉中三模)油酸可以在水面擴展成單分子油膜。實驗小組利用這一原理測定油酸的分子直徑(將油酸分子視為球狀模型)。(1)實驗步驟：①向體積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2；②用注射器吸取油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當?shù)稳雗滴時體積為V0；③往方口淺盤里倒入適當深度的水；④往水面上均勻撒上薄薄的一層爽身粉，然后用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的輪廓；⑤將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板，放在畫有邊長為a的正方形小方格的坐標紙上；⑥數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的總數(shù)為N。(2)實驗誤差分析：油膜未充分散開時描下輪廓，則所測分子直徑________(填“偏大”或“偏小”)；測量油酸溶液體積時，量筒讀數(shù)造成的誤差屬于________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。(3)原理：由上述實驗步驟測得的數(shù)據(jù)(V1、V2、n、V0、a、N)可得油酸分子直徑的表達式為d＝________。(4)估算：實驗室的方形淺盤規(guī)格為40cm×40cm，用注射器滴出的一滴油酸酒精溶液的體積約為0.02mL，油酸分子的直徑按6×10－10m估算，為使實驗盡可能精確，配制的油酸酒精溶液濃度eq\f(V1,V2)應選________(填選項序號)。A．eq\f(1,200) B．eq\f(1,500)【答案】(2)偏大偶然誤差(3)eq\f(V1V0,NnV2a2)(4)B【解析】(2)油膜未充分散開時描下輪廓，導致面積的測量值偏小，所以直徑測量值偏大。讀數(shù)誤差為偶然誤差。(3)根據(jù)d＝eq\f(V,S)，又V＝eq\f(V0,n)×eq\f(V1,V2)，S＝Na2，可得d＝eq\f(V1V0,NnV2a2)。(4)由題給數(shù)據(jù)計算輪廓面積，若選B，則S＝eq\f(0.02×10－6×\f(1,500),6×10－10)＝667cm2若選A，則S＝1667cm2，因方形淺盤的面積為1600cm2，所以選B。5.(2024·廣西來賓模擬)在“測量玻璃的折射率”實驗中，某實驗小組做了如下操作：(1)如圖甲，先將方格紙平鋪在木板上并用圖釘固定，長方體玻璃磚平放在紙上，然后在方格紙中畫出玻璃磚與空氣的兩個界面MM′和NN′。在相應位置插上P1、P2兩枚大頭針。然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針P3和P4。某學生在插第三枚大頭針P4時，在視線中看到P1、P2兩枚大頭針“斷”成了a、b、c、d四截，如圖乙所示。正確的做法是讓P3同時擋住________。A．a(chǎn)、b B．c、dC．a(chǎn)、c D．b、d(2)請根據(jù)實驗原理在圖甲中補全光路圖，并標注出界面MM′的入射角i和折射角r，通過分析實驗數(shù)據(jù)解得玻璃磚的折射率n＝________(結(jié)果保留兩位小數(shù))。(3)如圖所示，在實驗過程中畫出界面MM′后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導致界面NN′到圖中虛線位置，而在作光路圖時界面MM′仍為開始所畫的，則所測得的折射率將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)?！敬鸢浮?1)B(2)見解析圖1.50(3)偏大【解析】(1)在本實驗中P3應擋住P1、P2透過玻璃磚的像而不是P1、P2，圖中a、b為P1、P2，c、d為P1、P2透過玻璃磚的像，即應讓P3同時擋住c、d。故選B。(2)光路圖如圖所示，由折射定律得，玻璃磚的折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(\f(3,\r(32＋22)),\f(2,\r(22＋32)))＝1.50。(3)在實驗過程中，畫出界面a后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導致界面NN′畫到圖中虛線位置，而在作光路圖時界面MM′仍為開始所畫的，實際光線如圖中的O′Q所示，而作圖光線如圖中OQ所示，導致折射角偏小，所測得的折射率偏大。6.(2024·重慶九龍坡模擬)用氣體壓強傳感器做“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實驗，實驗裝置如圖甲所示。(1)下列說法或操作正確的是________。(填正確答案標號)A．在注射器柱塞上涂抹潤滑油的目的是防止封閉氣體泄露B．推拉活塞時為了穩(wěn)定，應用手握緊注射器筒的空氣柱部分，并迅速推拉活塞改變氣體體積C．實驗過程中應保持周圍環(huán)境溫度不變D．多測幾組p、V數(shù)據(jù)，記錄并作出p－V圖像，若圖像為曲線即可說明p、V成反比關(guān)系(2)在操作規(guī)范，不漏氣的前提下，某同學測得多組壓強p和體積V的數(shù)據(jù)并作出V－eq\f(1,p)圖線，如果膠管中含有一定質(zhì)量的氣體，作出的圖像可能是________。(填正確答案標號)(3)在同一溫度環(huán)境下，另一位同學對兩部分氣體重復了上述實驗，實驗操作和數(shù)據(jù)處理均正確，得到的p－eq\f(1,V)圖像如圖乙所示。兩次操作中氣體的溫度分別為TA和TB，則TA和TB的大小關(guān)系為TA______(填“>”“<”或“＝”)TB?！敬鸢浮?1)AC(2)C(3)>【解析】(1)本實驗必須保證氣體質(zhì)量一定，在注射器柱塞上涂抹潤滑油可以防止封閉氣體泄露，故A正確；實驗必須保證氣體溫度一定，用手握住注射器或迅速推拉活塞會使氣體溫度升高，故B錯誤，C正確；p－V圖像為雙曲線的一支才能說明p、V成反比，故D錯誤。故選AC。(2)若橡膠管中含有一定質(zhì)量的氣體，由p(V＋V0)＝C，得V＝Ceq\f(1,p)－V0即V－eq\f(1,p)圖像為一次函數(shù)，縱軸截距為負數(shù)。故選C。(3)取任一等容過程，由圖可知pA>pB；eq\f(pV,T)＝C，可知TA>TB。7.(2024·湖北黃岡二模)近年來，對折射率為負值(n<0)的負折射率人工材料的研究備受關(guān)注。如圖甲所示，光從真空射入負折射率材料時，入射角和折射角的大小關(guān)系仍然遵循折射定律，但折射角取負值。即折射光線和入射光線位于界面法線同側(cè)。某同學用圖乙所示裝置測量該材料對紅光的折射率，在空氣中(可視為真空)放置兩個完全相同的用負折射率材料制作的頂角為θ的直角三棱鏡A、B，在棱鏡B下方有一平行于下表面的光屏，兩棱鏡斜面平行且間距為d。一束紅色激光，從棱鏡A上的P點垂直入射。(1)該同學先在白紙上記錄兩平行斜邊位置，放上兩三棱鏡后，插針P1、P2的連線垂直于A上表面，若操作無誤，則在圖中下方的插針應該是()A．P3P6 B．P3P8C．P5P6 D．P7P8(2)若θ＝30°，激光通過兩棱鏡后，打在光屏上的點偏離入射光線的水平距離為2d，該材料折射率n＝________。(3)記錄棱鏡B的斜邊位置后，操作時不小心把棱鏡B往下方平移了少許距離(使兩棱鏡實際距離略大于d)，則該材料折射率n的測量值的絕對值會________。