新高考适用2023版高考物理二轮总复习第1部分专题突破方略专题6物理实验第3讲热学和光学实验课件

第一部分专题突破方略专题六物理实验第3讲热学和光学实验真题速练·明考情命题热点·巧突破真题速练·明考情1.(2019·全国Ⅲ卷)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_________________________________________________.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_________________________________________________________________________________________________.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_______________________.使油酸在浅水盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积2.

(2021·全国乙卷)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率．实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和O′分别是入射点和出射点，如图(a)所示．测得玻璃砖厚度为h＝15.0mm，A到过O点的法线OM的距离AM＝10.0mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0mm，O′到OM的距离为s＝5.0mm.(1)求玻璃砖的折射率；(2)用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示．光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失．求此玻璃砖上下表面的夹角．【解析】

(1)从O点射入时，设入射角为α，折射角为β.根据题中所给数据可得：解得C＝45°由几何关系可知θ＋30°＝C即玻璃砖上下表面的夹角θ＝15°〔备考策略〕命题特点：立足教材，侧重考查完成实验的能力．主要涉及基本仪器的使用、实验原理和测量方法的理解、实验条件的控制、实验步骤的编排，以及实验数据的处理、实验误差的分析．常用到的思想方法有：油膜法、描迹法、图像法、变曲为直法．命题热点•巧突破装置图：考点一热学实验考向1用油膜法估测油酸分子的大小2.对“V”的测量：(1)配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其浓度为n；(2)用注射器吸取一段油酸溶液，读出它的体积为V0；(3)再把它一滴滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数N；3.对“S”的测量：(1)浅盘里盛水，把适量的爽身粉均匀撒在水面上；(2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将带方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状；(3)数出轮廓范围内正方形的个数n0，不足半个舍去，多于半个的算一个；(4)用正方形的个数乘单个正方形的面积S0(即n0S0)计算出油膜的面积S.〔考向预测〕1.在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中．(1)某同学操作步骤如下：①取定量的无水酒精和油酸制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．上述四步操作中，不可能实现的一步是____，可改为___________________________________；不完善的一步是_____，应改为_________________________________________________________.(2)本实验中，估测分子大小的方法是将每个分子视为_______模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为___________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_______.(3)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3mL，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为

_________m.②在量筒中滴入N滴溶液测量出它的体积③先在水面上撒上薄薄的一层痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液球体单分子层直径1.2×10－9【解析】

(1)不可能实现的一步是②，应在量筒中滴入N滴溶液后测量它的体积；不完善的一步是③，为能清楚地看清油膜的形状，要先在水面上撒上薄薄的一层痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液．(2)这种估测方法是将每个分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子层油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．(3)油膜面积S＝40cm2，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝0.10%×4.8×10－3mL＝4.8×10－6mL，则油酸分子的直径装置图：考向2探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系1.用注射器封闭一段空气，把橡胶套塞住，保证气体的质量不变．2.读出空气柱的长度L和空气柱的压强p.3.缓慢向下压或向上拉，分别读取空气柱的长度和气体压强的大小，记录数据．〔考向预测〕2.如图1所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；③重复上述步骤②，多次测量并记录；④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论．(1)关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是_______(选填选项前的字母)(多选)．A．移动活塞时应缓慢一些B．封闭气体的注射器应密封良好C．必须测出注射器内封闭气体的质量D．气体的压强和体积必须用国际单位AB过原点的斜直(或正比例函数直)(3)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确．环境温度分别为T1、T2，且T1>T2.在如图2所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是_______(选填选项的字母)(多选)．AC【解析】

(1)由于该实验是“用气体压强传感器探究气体等温变化的规律”，条件是对于一定质量的气体而言的，故实验中不能出现漏气的现象，选项B正确；实验时应该缓慢一些，因为移动活塞时，相当于对气体做功或者气体对外做功，如果太快的话，气体的温度就会发生变化，选项A正确；等温的规律是p1V1＝p2V2，所以不必要测出气体的质量，只要看它是否满足这样的变化规律即可，选项C错误；只要压强p两边的单位统一，体积V两边的单位统一就可以得出等温变化的规律，选项D错误．装置图：考点二光学实验考向1测量玻璃的折射率2.操作步骤：(1)在桌面上铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的两个边a和a′；(2)在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB的延长线与直线a的交点就是O，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，此时再插入第三个大头针C，使它把AB都挡住，再插第四个大头针D，使它把前三个大头针都挡住．(3)取下玻璃砖，把AB、CD用直线连接起来，分别交直线a、a′于O、O′，再连接OO′，用量角器得出入射角θ1和折射角θ2，如图甲所示，代入公式计算出玻璃的折射率．〔考向预测〕1.(2022·山东菏泽一模)小明同学为了测量某长方体透明物质的折射率，用黑纸制作了一个顶角为60°的圆锥形纸筒，在顶点内侧固定一发光二极管(可看成点光源)，用支架悬挂在桌面上方，如图所示．然后进行了如下操作：A．用游标卡尺测量出待测长方体的厚度d；B．在桌面上铺一张白纸，接通电源使二极管发光，用铅笔描出在白纸上被照亮的光斑边缘；C．把被测长方体平放在白纸上，调整支架使圆锥纸筒上下移动，直到照在白纸上的光斑再次充满已经描下的区域，测量出圆锥纸筒移动的距离，记为h；D．计算出该材料的折射率n；E．改变初始时圆锥纸筒距离白纸的高度，重复步骤B、C、D，求出折射率的平均值．根据上述实验过程，回答下列问题：(1)用游标卡尺测量厚度时，卡尺的示数如图所示，则透明长方体的厚度为d＝_____________cm.(2)在步骤C中，为了达到实验要求，应该向_____(选填“上”或“下”)调整圆锥纸筒．1.230下【解析】

(1)根据游标卡尺的读数规则可得，透明长方体的厚度为d＝12mm＋6×0.05mm＝12.30mm＝1.230cm.(2)由于光通过透明长方体会发生折射，则应增大入射角，故应该向下调整圆锥纸筒．装置图：考向2用双缝干涉实验测量光的波长2.操作步骤：(1)先取下双缝，打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮，然后放好单缝和双缝，注意使单缝和双缝平行，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上；(2)在单缝与光源之间放上滤光片就可以观察到单色光的双缝干涉图样；(3)测量双缝到屏的距离l和相邻两条亮条纹间的距离Δx；(4)改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出波长的大小．〔考向预测〕2.同学们利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源(灯泡)正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹．(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是_____.A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条亮纹中央

到第n条亮纹中央间距离为x，则单色光的波长λ＝_________.B(3)若只将滤光片去掉，下列说法正确的是_____.A．屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹B．屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹C．屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹D．屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹D(4)随着学习的不断深入，同学们对光的本性有了更为丰富的认识．现在我们知道光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．①在双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上落点的准确位置______(选填“可以”或“不可以”)预测．不可以②在光电效应实验中，用紫外线照射锌板可以使光电子离开锌板，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是否会增加．请说明你的观点及依据．

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只增加紫外线的照射强度不会增加光电子的最大初动能．根据爱因斯坦的光电效应方程Ek＝hν－W，光电子的最大初动能与光的频率及金属的逸出功有关，与光的强度无关．因此当光的频率及金属的逸出功不变时，只增加紫外线的照射强度，光电子的最大初动能不变(3)若只将滤光片去掉，则射到单缝上的光变为白光，则经过双缝得到的图样仍是干涉图样，中央是白色的亮条纹，亮条纹的边缘是彩色的，选项D正确．(4)①若讨论的是某个光子打在光屏上，则显示出它的粒子性，但是该光子到底落在屏的什么位置是不确定的，即不可以预测落点的准确位置；②只增加紫外线的照射强度不会增加光电子的最大初动能．根据爱因斯坦的光电效应方程Ek＝hν－W，光电子的最大初动能与光的频率及金属的逸出功有关，与光的强度无关．因此当光的频率及金属的逸出功不变时，只增加紫外线的照射强度，光电子的最大初动能不变．〔考向预测〕(2022·福建厦门二模)寒假期间小明利用图甲所示生活中的物品，测量了某型号刀片的厚度．考点三创新实验实验过程如下：(1)点燃蜡烛，用蜡烛火焰把玻璃片的一面熏黑；(2)并齐捏紧两片刀片，在玻璃片的熏黑面划出两条平直划痕；(3)如图乙所示，将激光光源和玻璃