光學(xué)和熱學(xué)實(shí)驗(yàn)（解析版）-2025年高考物理答題技巧與模板構(gòu)建

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.高考練場(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??；

(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】

i.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。

kJ

浮在水面上的

爽身粉油酸薄膜油酸分子

cxxirxxxxxxzi

三姿三愛(ài)姿與三手t

三三三三三三三三三三三三三水

甲乙

2.對(duì)“V”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Vo；

(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V=患"。

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“oSo)。

【典例剖析】

【例1-1】⑴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

油酸所含分子數(shù)為吟

B.In?

C.1個(gè)油酸分子的質(zhì)量為老

D.油酸分子的直徑約為程

PNA

【答案】(l)bcad⑵①1.33X102②8.0X1012③6.0Xl(Fi°(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：配制油酸酒精溶液一測(cè)定一滴油酸酒精溶液中

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

序排列應(yīng)是bcado

(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=133X12cm2=133cn?=1.33X102cm2

②每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為

-6

0.61X10：_19,

Vo=[0()()Xm=8.0X10~m

③油酸分子的直徑為

,Vo8XIO-12

d—~^~=1TO1-4m心6.0義10m

J1J3Av1Un

(3)1kg油酸所含有分子數(shù)為

"=^NA=管，故A錯(cuò)誤；

1n?油酸所含分子數(shù)為

九==以=甯;故B正確；

1個(gè)油酸分子的質(zhì)量為mo=T7~,故C錯(cuò)誤;

/VA

4dM

設(shè)油酸分子的直徑為d,則有可兀(5)3=TXF，

D乙piV卜

y能故口錯(cuò)誤。

解得d=

【變式演練】

【變式Mi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V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為丫2；

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

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〃=。

【答案】將癢子粉均勻撒在水面上⑥不足半格的舍去，多于半格的算一格點(diǎn)安

【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：將矯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V=~X答='獸

nV2nv2

油膜的面積S=Na2

Vvkv,

油酸分子的直徑d=M=而礪

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

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—V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)p—十圖像，把雙曲線（其中一支）變?yōu)橹本€，說(shuō)明p和V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)橐淮魏瘮?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U及對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)〃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.廠V圖像B.p—十圖像

C.V—e圖像D，十圖像

(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)6

【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)冰糖的體積為力,則氣體的體積為

V2=V-Vi

由玻意耳定律知p(v—%)=c

為了獲得直線圖像，應(yīng)表示為丫=,+%,選擇V一;圖像，故選C。

(3)由函數(shù)關(guān)系結(jié)合圖像可知山=瓦

【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)p=

(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p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)p.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V—：關(guān)系圖像應(yīng)是o

【答案】⑴防止漏氣(2)C(3)1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pV=C,即壓強(qiáng)。與V成反比，兩者的關(guān)系圖像不是直線，但壓強(qiáng)p與十是線性關(guān)系，

故應(yīng)當(dāng)以上為橫坐標(biāo)。當(dāng)上增大，即V減小時(shí)，p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Vo未計(jì)入，縱軸存在截距一Vo；軟管脫落后，氣體向

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Vo,故前后兩條線相

外漏出，P的測(cè)量值偏小,

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)插上尸3，使尸3擋住P、P2的像，再插上尸4，使居擋住P3和P、P2的像。

2.三個(gè)數(shù)據(jù)處理的方法

⑴計(jì)算法：由〃=鬻，算出不同入射角時(shí)的"值，并取平均值。

(2)圖像法：作sin"—sin仇圖像，由〃=徵可知其斜率為折射率。

(3)單位圓法：以入射點(diǎn)。為圓心，作半徑為R的圓，如圖所示，則sin仇=赤，sinQE，，OE^OE'

=R,所以用刻度尺量出EH、E'H'的長(zhǎng)度就可以求出〃=翳=灑鋁廠。

sinH2HH

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P1和尸2之間、P3和尸4之間、P2和。、尸3與。'之間距離

要稍大一些。

⑵入射角為不宜太大(接近90。)，也不宜太小(接近0。)，當(dāng)仇太大時(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Pi和B，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P3和尸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.尸3只需擋住P2的像

B.P4擋住尸3的同時(shí)，還要擋住尸1和P2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⑶1.33

【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Pi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R和

「4,使「3同時(shí)擋住尸1、尸2的像，尸4擋住尸3及P1、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〃=需3133。

【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)出直線相囪2和任左2，其中如利2側(cè)為鍍銀面。然后在白紙上豎直插上兩枚大頭針尸1、22。

⑴準(zhǔn)備插第三枚大頭針時(shí)，應(yīng)在_______側(cè)觀察(選填“電"22”或"k#2”)；

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

A.只擋住Pi的像

B.只擋住B的像

C.同時(shí)擋住P1和尸2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、Bi均為光路上的點(diǎn)，過(guò)4、6作直線所依的垂

線，垂足分別為4、%,已知圖中40=810,則玻璃磚的折射率可表示為o

A皿B婭

A

B2O0A2O

D皿

【答案】(1)舟42(2)C(3)A

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

光線、經(jīng)過(guò)如12的折射光線、經(jīng)過(guò)預(yù)加2的反射光線、再次經(jīng)過(guò)左的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)在所后側(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〃=sin-=&0=5：0’故選A。

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。

占±4

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

3.Ax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)ai；轉(zhuǎn)動(dòng)手

輪，當(dāng)分劃板中心刻線與第"條相鄰的亮條紋中心對(duì)齊時(shí)，記下手輪上的讀數(shù)42；則相鄰兩條亮條紋間的

距離Ax=心黑

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?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(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.A處為單縫、8處為雙縫、濾光片在A和8之間

C.A處為單縫、B處為雙縫、濾光片在凸透鏡和A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A、2位置時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)也如圖乙中所示，則A位置對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為

mm。B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_(kāi)nm(結(jié)果保留整數(shù)部分);

田W

12cm12cm

ktii'iHil'i"?儲(chǔ)甲卿|舊#

I0101()1()

4位置讀數(shù)B位置讀數(shù)

乙

(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)2的測(cè)量值________(填“大于”“小于”或“等于")實(shí)際值。

【答案】(1)AC(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，A處應(yīng)為單縫、8處應(yīng)為雙縫，濾光片在凸透鏡和A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原=3可知，

應(yīng)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A位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

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

-

L人々、r15.610.9

相鄰條線間距-=-—mm-0.78mm

由可得所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為

d-Ax4X10-4X7.8X10-4

X==m=6.24X107m=624nm。

~T05

（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Ac時(shí)，將導(dǎo)致

//?Ay

測(cè)量值A(chǔ)x大于實(shí)際值，由2=一^可知，2的測(cè)量值也將大于實(shí)際值。

LJ

【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。

UU

（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b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】（1）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6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）

由得

15.325-2.333

30.3X1LXX10-3

5

H1Q6.5X107m

L~1.2

⑶若僅將紅色濾光片更換為籃色濾光片，則，咸小，由可知相鄰亮紋中心間距減小。

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（）

一4

-

-

|33

|2_3

三

-

|0_3

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B?

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=§）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)

d

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V,在水面上形成的單分子油膜面積為S,則油酸分子的直徑"=

【答案】2

【詳解】⑴油酸分子的直徑為

一

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

sinr

【詳解】根據(jù)折射定律有

sinz=nsinr

解得

sinz

n=———

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?；钊?/p>

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)P和體積V（等于注射器示數(shù)以與塑

料管容積AV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。

八p/(xlO3pa)

220-

十

200'I十卜十AHT-

-!工-

r-r-i-t-二t-r-r-i-

十；一卜十“H-T-，

TT-rTr-「-Lr-

-:-丁

二

士

十

-I-

-!壬-

-I土-

-I-

L+

I-!=-

IIIlli

r二-----------------------

Lrr

I-L-L.

r-5-

^0901001

Er-(xi(r3T)

圖乙mL'

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.P與V成正比B.。與）成正比

（2）若氣體被壓縮到V=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AV,則在計(jì)算PV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）四在實(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，P與1成正比。

故選Bo

（2）⑵若氣體被壓縮到V=10.0mL,則有

—mL-1=100xl0_3mL_1

V10.0

由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為

p=2.04x105Pa

（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AV,則在計(jì)算PV乘積時(shí)，根據(jù)

p（v0+^v）-pv0=pAV

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P的增大而增大。

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

小為6）的折射率。

②將側(cè)面A沿ab放置，并確定側(cè)面B的位置ef

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

（選填"PP、92"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^的夾角為a,則玻璃磚折射率”=o

【答案】％和P2不需要注

sin”

【詳解】③⑴要求P1和P2在一條光線上，該光線透過(guò)玻璃褥后過(guò)P3,故P3要能擋住P1和P2的虛像；

④⑵加與劭垂直，則過(guò)P1和P2的光線與外垂直，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6,折射角為如圖所示

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。（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

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，使鳥(niǎo)把《擋住，這樣就

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

使它把4、2、A都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)。2

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%、?3（?2＜。3），則玻璃和該介質(zhì)的折射率大小關(guān)系為n蝌__________n

叱（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

（2）大

⑶〉

【詳解】（］）A.在白紙上畫(huà)出一條直線a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a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"，故A錯(cuò)誤；

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

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

把4、P”、鳥(niǎo)都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點(diǎn)。2,故B正確；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角4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Bo

（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

sina

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

sinax

該介質(zhì)的折射率為

sin/

介質(zhì)sina3

其中

a2<a3

所以

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：

玉/mm

單色光類(lèi)別x6/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)盤(pán)=42，可得

a

d\x

L

由圖表帶入數(shù)據(jù)可知

18.64-10.60

Ax1=mm=1.608mm

5

18.08-8.441me

AX=---------------mm=1.928mm

25

故

AX]<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:

①平鋪白紙，用鉛筆畫(huà)兩條互相垂直的直線A4和82,交點(diǎn)為0。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼A4',

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C。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)〃、尸作8方的垂線MM'、PP',M'、P是垂足，并用米尺分別測(cè)量MM'、PP的長(zhǎng)度尤和y。

⑤改變?nèi)肷浣牵貜?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Y-x圖像，如圖（b）所示。

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

⑵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】⑴B

（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)

'口

陜；

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A,根據(jù)幾何關(guān)系可得入射角的正弦值為

sinz=—

R

折射角的正弦值為

.x

sinr=—

R

折射率

sinZy

n=------=—

sinrx

可知y-%圖像斜率大小等于折射率，即