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【专题25】热学及光学实验部分【题型命题点】一、用油膜法估测分子的大小探究气体压强与体积的关系【考点一】用油膜法估测分子的大小【典型例题1】(2022届双鸭山市第一中学高三(下)开学考试)某实验小组在做“油膜法估测油酸分子大小”的实验中,需使油酸在水面上形成______层油膜,为使油酸尽可能地散开,将纯油酸用酒精稀释,若稀释后的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL,用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1mL,油酸未完全散开就开始测量油酸膜的面积,会导致油酸分子直径的计算结果______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。若一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为,则可测出油酸分子的直径为______m。(结果保留一位有效数字)(对应训练)(2022届成都石室中学一模)将m毫升的油酸配制成n毫升的油酸酒精溶液,将其滴入撒有石膏粉的自来水中,测得其面积与滴入的溶液滴数图象的斜率为k。已知1毫升时的总滴数为P,则1滴油酸酒精溶液中的油酸含量为______,油酸分子的半径为______。【考点二】探究气体压强与体积的关系【典型例题2】(2022届福建师范大学附属中学高三(下)开学考试)在“探究气体等温变化的规律”实验中,封闭的空气如图所示,形管粗细均匀,右端开口,已知外界大气压为水银柱高,图中给出了气体的两个不同的状态。(1)实验时甲图气体的压强为___________;乙图气体压强为___________。(2)实验时某同学认为形管的横截面积可不用测量,这一观点正确吗?___________(选填“正确”或“错误”)。(3)数据测量完后在用图像法处理数据时,某同学以压强为纵坐标,以体积(或空气柱长度)为横坐标来作图,你认为他这样做能方便地看出与间的反比关系吗?___________(选填“能”或“不能”)。(对应训练1)(2022届上海市奉贤区一模)“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验:(1)封闭气体的压强p用________传感器测量,体积V由________读出。(2)除了保持注射器内封闭气体的质量不变之外,还应该保持封闭气体的_________不变,采取的主要措施是缓慢推动活塞和________。(3)图线a、b、c是三位同学根据实验数据分别得到的p-V图像。若a、b是不重合的两条双曲线,c与b相交,则()A.a、b不重合是由于b气体质量大B.a、b不重合是由于b气体温度高C.产生c图线可能是容器密闭性不好D.产生c图线可能是推动活塞过于快速(对应训练2)现用“探究气体压强与体积的关系”的实验来测量大气压强p。注射器针筒已被固定在竖直方向上,针筒上所标刻度是注射器的容积,最大刻度Vm=10mL。注射器活塞已装上钩码框架,如图所示。此外,还有一架托盘天平、若干钩码、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油。(1)下面是实验步骤,试填写所缺的②和⑤。①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L。②_____________________________________________________________。③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上,将活塞插入外筒中,上下拉动活塞,使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油。④将活塞拉到适当的位置。⑤________________________________________________________。⑥在钩码框架两侧挂上钩码,记下挂上的钩码的质量m1,在达到平衡后,记下注射器中空气柱的体积V1。在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变。⑦增加钩码的个数,使钩码的质量增大为m2,达到平衡后,记下空气柱的体积V2。(2)计算大气压强p的公式是_____________________________________________。(用已给的和测得的物理量表示,重力加速度为g)【题型命题点】二、用单摆测量重力加速度的大小【典型例题】(2022届·上海市奉贤区高三(上)一模)在“用单摆测量重力加速度”的实验中,(1)提供如图所示的甲、乙、丙三个装置,你认为应选用图_____(选填“甲”、“乙”或“丙”)来做实验较好,理由是___________。(2)实验过程中,如图所示的A和B两种方式悬挂小球,A是摆线缠绕悬挂,B是摆线被夹住悬挂。你认为_____(选填“A”或“B”)悬挂方式较好,理由是___________。(3)甲组同学现用摆长为90.0cm的单摆做实验,为使单摆做简谐振动,则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_________cm。在实验数据交流时,乙组同学发现他们测得的48次摆动时间与甲组测得的50次摆动时间相等,实验操作都正确,可知乙组摆长为_________cm。(对应训练)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径的操作如图甲、乙所示。测量方法正确的是________(选填“甲”或“乙”)。(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图丙所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丁所示,则该单摆的振动周期为________。若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将________(选填“变大”“不变”或“变小”),图丁中的Δt将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。【题型命题点】三、测量玻璃的折射率【典型例题】(2022届辽宁省实验中学、东北育才学校等五校高三(上)期末联考)如图甲所示,在测量玻璃折射率的实验中,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,再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。(1)此后正确的操作步骤是________。A.插上大头针P3,使P3挡住P2的像B.插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像C.插上大头针P4,使P4挡住P3的像D.插上大头针P4,使P4挡住P1、P2的像和P3(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)。为测量该种玻璃的折射率,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辅助线,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________(填“乙”或“丙”),所测玻璃折射率的表达式n=________(用代表线段长度的字母ED、FG表示)。(对应训练)某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的右侧观察到P1和P2的像,当P1的像恰好被P2的像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住P1、P2的像,P4也挡住P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。(1)在图上画出对应的光路。(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以AB为分界面,需要测量的量是______________________________________,在图上标出它们。(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=________。(4)若在描绘三棱镜轮廓的过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置,底边仍重合),若仍以AB为分界面,则三棱镜玻璃材料折射率的测量值________真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。【题型命题点】四、用双缝干涉实验测量光的波长【典型例题】(2022届天津市南开区高三(上)期末)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,如图a所示。(1)关于该实验,下列说法正确的是__________;A.单缝及双缝必须平行放置B.干涉条纹与双缝垂直C.干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关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)某同学在做该实验时,第一次分划板中心刻度对齐条纹中心时(图b),游标尺的示数如图c所示;第二次分划板中心刻度对齐条纹中心时(图d),游标尺的示数如图e所示。已知双缝间距为,双缝到屏的距离为,则图c游标尺的示数为________,两个相邻明纹(或暗纹)间的距离为________。实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是__________。所测单色光波长为_______。(对应训练1)(2022届黑龙江省实验中学高三(上)第六次月考)(多选)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是()A.改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动(对应训练2)(2022届湖北省荆州中学高三(上)期末)用a、b两种不同的单色光,先后用同一装置做双缝干涉实验,得到两种干涉条纹,其中a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距,则()A.a光的频率大于b光的频率B.对同种玻璃a光的折射率大于b光的折射率C.在同种玻璃中,a光的传播速度等于b光的速度D.从玻璃射向空气发生全反射时,a光的临界角大于b光的临界角【考点训练】1.(2021·北京二模)某同学用如图所示的实验装置观察光的干涉现象。他使用绿色的滤光片,在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。若要增加从目镜中观察到的条纹个数,以下措施可行的是()A.增大单缝到双缝的距离 B.换用间距更大的双缝C.换用更长的遮光筒 D.换用红色的滤光片2.(2021·天津三模)对下列四个有关光的实验示意图,分析正确的是()A.图甲中若改变复色光的入射角,则b光先在水珠中发生全反射B.图乙若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将增大C.图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整D.若只旋转图丁中M或N一个偏振片,光屏P上的光斑亮度不发生变化3.(2021·江苏模拟)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,一同学经调节后使单逢和双缝在竖直方向相互平行,分别用间距d1=0.20mm和d2=0.25mm的双缝来完成实验,其它条件不变,该同学用间距为d1的双缝观察到的干涉条纹是()A.B.C.D.4.(2021·江苏无锡市开学考试)按如图装置利用单摆测量重力加速度。实验中测得摆线长度为,摆球直径为,摆球完成次全振动所需时间为,取,求当地重力加速度的大小.(保留3位有效数字)

5.(2021·江苏)对于下列实验,说法正确的有.A.甲图是用油膜法测分子直径的示意图,认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径B.乙图是溴蒸气的扩散实验,若温度升高,则扩散的速度加快C.丙图是模拟气体压强产生机理的实验,说明气体压强是由气体重力引起的D.丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验,说明云母晶体的导热性能各向同性6.(2021·江苏泰州市月考)“用DIS研究在温度不变时,一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。小张同学某次实验中作出的p-图线如图所示,关于图线弯曲的可能原因,下列说法

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