老高考新教材适用2025版高考物理二轮复习专题8物理实验分层突破练18光学与热学实验

专题分层突破练18光学与热学试验A组1.(2024河北邢台模拟)在用油膜法估测分子大小的试验中,将1mL油酸配制成2L的油酸酒精溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下视察油膜,如图所示。坐标格的每个小正方形的边长为1cm。由以上信息可以估算出油酸分子的直径是m(保留1位有效数字)。若油酸酒精溶液配好后没有运用,且没有将容器密封,两周后用此溶液做试验时,仍旧以标称浓度处理数据,则测得的分子直径(选填“偏大”“偏小”或“精确”)。

2.(2024浙江卷)下图是用双缝干涉测量光的波长试验的装置图。试验中:(1)视察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清楚,值得尝试的操作是。

A.旋转测量头B.增大单缝与双缝间的距离C.调整拨杆使单缝与双缝平行(2)要增大视察到的条纹间距,正确的做法是。

A.减小单缝与光源间的距离B.减小单缝与双缝间的距离C.增大透镜与单缝间的距离D.增大双缝与测量头间的距离3.某同学在做“测定玻璃折射率”的试验时已经画好了部分图线,如图甲所示,并在入射光线AO上插上大头针P1、P2,现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针,便能确定光在玻璃砖中的折射光线。(1)下列确定P3位置的方法正确的是;

A.透过玻璃砖,P3拦住P2的像B.先插上P4大头针,在靠近玻璃砖一侧P3拦住P4的位置C.透过玻璃砖视察,使P3拦住P1、P2的像(2)在图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图,并画出玻璃砖中光线的折射角θ2;(3)经过多次测量作出sinθ1-sinθ2的图像如图乙所示,玻璃砖的折射率为;(保留三位有效数字)

(4)若该同学在确定P4位置时,被旁边同学碰了一下,不当心把P4位置画得偏左了一些,则测出来的折射率(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

4.(2024湖北恩施模拟)如图甲所示为某校物理学习小组的同学“用DIS探讨温度不变时肯定质量的气体压强与体积关系”的试验装置。(1)试验装置中与注射器干脆相连的传感器叫做(选填“体积”或“压强”)传感器;

(2)某次试验中,注射器的示数如图乙所示,可知注射器内封闭气体的体积为;

(3)在某次试验中,该小组的同学分别在室内和室外(室内温度高于室外温度)进行了试验,其中实线为在室内试验得到的p-V图线,虚线为在室外试验得到的p-V图线,则下列图像可能正确的是;

(4)在某次试验中,注射器内气体可看作志向气体,小组的一位同学快速地推动注射器的活塞,则较短的时间内注射器内封闭气体的内能将(选填“不变”“变大”或“变小”)。

5.(2024北京海淀二模)物理试验一般都涉及试验目的、试验原理、试验仪器、试验方法、试验操作、数据分析等。例如:(1)试验仪器。用游标卡尺测某个杯子的深度h,示数如图甲所示,则该杯子的深度为h=cm。甲(2)数据分析。用“油膜法估测油酸分子的大小”试验中,配制的油酸酒精溶液的浓度为每500mL溶液中有纯油酸2mL,用注射器取1mL该油酸酒精溶液,滴入烧杯中,记录液滴共60滴。取1滴该溶液滴入盛水的浅水盘里,待水面稳定后,在带有坐标方格的玻璃板上描下油膜边界的轮廓线,如图乙所示,坐标中一个小正方格的边长是1cm。依据以上数据和测量结果,估测出的分子直径约为。

乙(3)试验原理。图丙为“探究气体等温改变的规律”的试验装置图。试验时,读取空气柱的长度L以及此时所对应的压强p。丙①对于肯定质量的封闭气体,在温度不变的状况下,若p与L的保持不变,即得到气体做等温改变的规律。

②某同学发觉,压力表上的数值是有单位的,但是针筒旁代表空气柱长度的数值是没有单位的,他查了一下该试验装置的说明书,发觉也没有对这个数值单位状况的详细说明。请分析说明这种状况的理由:

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B组6.(2024天津南开高三期末)在“用双缝干涉测光的波长”试验中,将试验仪器按要求安装在光具座上,如图甲所示。甲(1)关于该试验,下列说法正确的是;

A.单缝及双缝必需平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹疏密程度与单缝宽度有关D.若用绿色滤光片替换红色滤光片,干涉条纹间距会变小(2)某同学在做该试验时,在同一视野中选取了A、B两条纹,第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图乙),游标尺的示数如图丙所示;其次次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图丁),游标尺的示数如图戊所示。已知双缝间距为0.50mm,双缝到屏的距离为1.00m,则图丙游标尺的示数为mm,两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离为mm。所测单色光波长为m。

7.(2024上海虹口二模)如图甲所示,用一个带有刻度的注射器及DIS来探究肯定质量气体的压强和体积关系。甲(1)所探讨的对象是;它的体积可用干脆读出。

(2)试验过程中,下列操作错误的是。

A.推拉活塞时,动作要慢B.推拉活塞时,手不能握住注射器筒有气体的部位C.压强传感器与注射器之间的软管脱落后,应马上重新接上,接着试验并记录数据D.活塞与针筒之间要保持润滑且不漏气(3)在验证玻意耳定律的试验中,假如用试验所得数据在图乙所示的p-1V图像中标出,则应为图乙中的线。假如试验中,使肯定质量气体的体积减小的同时,温度渐渐上升,则依据试验数据描出的图像是图乙中的线。(均选填“A”“B”或“C”乙8.(2024北京101中学模拟)在做“测定玻璃的折射率”的试验中,先在白纸上放好玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在另一侧透过玻璃砖视察,插上大头针P3、P4,使P3拦住P1、P2的像,P4拦住P3、P1、P2的像。如图所示,aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面,用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1和P2的光线,该光线与界面aa'交于O点,MN表示法线。(1)请将光路图画完整,并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ1和折射角θ2。(2)该玻璃砖的折射率可表示为n=。(用θ1和θ2表示)

(3)两位同学选择的器材和操作如下:A.甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa'与bb'后,将玻璃砖垂直于aa'方向沿纸面对上平移了少许,其他操作正确B.乙同学在白纸上画aa'、bb'两界面时,其间距比平行玻璃砖两光学面的间距略微小些,其他操作正确甲同学测出玻璃砖的折射率。乙同学测出玻璃砖的折射率。(均选填“偏大”“偏小”或“不变”)

(4)对试验中的一些问题,几个同学发生了争辩,他们的看法如下,其中正确的是。

A.为了提高测量的精确度,P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些B.为了提高测量的精确度,入射角应适当大一些C.P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关D.假如入射角太大,则反射光过强,折射光过弱,不易视察9.如图甲所示,在测量玻璃折射率的试验中,两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜,并确定AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2,再从棱镜的右侧视察P1和P2的像。甲(1)此后正确的操作步骤是。

A.插上大头针P3,使P3拦住P2的像B.插上大头针P3,使P3拦住P1、P2的像C.插上大头针P4,使P4拦住P3的像D.插上大头针P4,使P4拦住P1、P2和P3的像(2)正确完成上述操作后,在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出)。为测量该玻璃的折射率,两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路图和若干条协助线,如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图(选填“乙”或“丙”),所测玻璃折射率的表达式为n=(用lED、lFG表示)。

乙丙答案：专题分层突破练18光学与热学试验1.答案8×10-10偏小解析由图示油膜可知,油膜的面积为S=64×1×1cm2=64cm2,1滴溶液中含有油酸分子的体积V=12000×1100mL=5×10-6mL,油酸分子的直径为d=VS2.答案(1)C(2)D解析(1)若粗调后看不到清楚的干涉条纹,看到的是模糊不清的条纹,则最可能的缘由是单缝与双缝不平行;要使条纹变得清楚,值得尝试的操作是调整拨杆使单缝与双缝平行,故选C。(2)依据Δx=ldλ,可知要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离l,减小双缝的间距d3.答案(1)C(2)见解析(3)1.50(4)偏小解析(1)确定P3位置的正确方法是,透过玻璃砖视察,使P3拦住P1、P2的像,故选C。(2)光路图如图所示。(3)依据n=sinθ1sinθ2由图像可知玻璃砖的折射率为n=10.67=1.(4)若该同学在确定P4位置时,被旁边同学碰了一下,不当心把P4位置画得偏左了一些,则P4P3的连线与bb'的交点偏右,测得的折射角θ2偏大,则依据n=sin4.答案(1)压强(2)2.00mL(3)C(4)变大解析(1)试验装置中与注射器干脆相连的传感器用于测量注射器内气体的压强,所以是压强传感器。(2)注射器刻度的分度值为0.1mL,读数须要精确到0.01mL,所以此时注射器内封闭气体的体积为2.00mL。(3)当室内与室外的封闭气体体积相同时,单位体积内的分子数密度相同,单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数相同,但室内的封闭气体温度较高,分子平均速率较大,所以气体压强较大,由此可推知,室内气体的试验结果曲线应始终比室外气体的试验结果曲线高,故C正确。(4)在某次试验中,小组的一位同学快速地推动注射器的活塞对气体做功,则较短的时间内,封闭气体还来不及与外界发生热量交换,所以封闭气体的内能将变大。5.答案(1)10.070(2)5×10-9m(3)乘积因为针筒上下的横截面积都相同,所以空气柱的长度就代表了空气柱的体积的状况;最终的结果是p与V的乘积是否不变(或者p与1V解析(1)主尺读数为10.0cm=100mm,游标尺读数为14×0.05mm=0.70mm,故该杯子的深度为h=100mm+0.70mm=100.70mm=10.070cm。(2)围成的方格中,不足半个的舍去,多于半个的算一个,共有142个方格,则油酸膜的面积约为S=142×1×1cm2=142cm2,每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=2500×160mL=23×10-10m3,把油酸分子看成球形,且不考虑分子间的空隙,则油酸分子直径为d=V(3)对于肯定质量的封闭气体,在温度保持不变时,压强与体积成反比,即压强与体积的乘积不变,得到气体做等温改变的规律。因为针筒上下的横截面积都相同,所以空气柱的长度就代表了空气柱的体积的状况;最终的结果是p与V的乘积是否不变(或者p与1V6.答案(1)AD(2)11.51.36.5×10-7解析(1)为使屏上的干涉条纹清楚,单缝和双缝必需平行放置,所得到的干涉条纹与双缝平行,A正确,B错误;由Δx=λld(2)由图丙可知,读数为x1=11mm+5×0.1mm=11.5mm;由图戊可知,读数为x2=16mm+7×0.1mm=16.7mm,由图乙和图丁可知,A、B两条纹间有4个间距,则两个相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离为Δx=x2-x14mm=1.3mm;依据公式Δx=λld,代入数据解得所测单色光波长为λ=dΔ7.答案(1)注射器中封闭的气体注射器的刻度(2)C(3)BA解析(1)依据题意可知,本试验探究肯定质量气体的压强和体积关系,则探讨对象为注射器内封闭的气体,气体的体积可以通过注射器刻度干脆读出。(2)试验过程中,推拉活塞时,动作要慢,避开因推拉活塞过快,封闭气体温度上升,A正确;推拉活塞时,手不能握住注射器筒有气体的部位,如用手握住注射器筒有气体的部位会使气体温度上升,B正确;压强传感器与注射器之间的软管脱落后,气体的质量发生了改变,若马上重新接上,接着试验,将出现较大误差,C错误;为了防止摩擦生热及气体质量改变,活塞与针筒之间要保持润滑且不漏气,D正确。本题选操作错误的,故选C。(3)在验证玻意耳定律的试验中,依据志向气体状态方程有pVT=C可得p=CT·1V,可知p与1V成正比,故图像为图乙中的B线;假如试验中,使肯定质量气体的体积减小的同时,温度渐渐上升,由上述分析可知,p与18.答案(1)见解析(2)sinθ1sinθ解析(1)作出光路图如图所示。(2)由折射率公式,可得玻璃砖的折射率n=sin(3)甲同学将玻璃砖垂直于aa'方向沿纸面对上平移了少许,可知光线的入射角和折射角均不变,所以测出玻璃砖的折射率与真实值相比不变;其间距比平行玻璃砖两光学面的间距略微小些,由图可知,折射角偏小,则折射率偏大,乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比偏大。(4)为了提高测量的精确度,P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些