光学和热学实验-2025年高考物理复习专练（原卷版）

重难点20光学和热学实验

工命题趋势

考点分析三年考情分析2025命题热点

用油膜法估测油酸

2023：浙江6月选考卷

分子的大小

1、探究气体等温变化的

普受体等温变化2期：江苏卷、山东卷

规律及注射器模型的应

的规律

用

2024：湖北卷、安徽卷、浙江6月选考卷

测量玻璃的折射率2、测量玻璃的折射率及

2023：广东卷、海南卷

平行玻璃砖模型的应用

用双缝干涉测量光2024：广东卷、河北卷

的波长2023：海南卷

限时提升练

一、实验题

1.（2017.全国•一模）用圆弧状玻璃成做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻

璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针尸hP2,然后在玻璃彼的另一侧观察，调整视线

使B的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和使尸3挡住P和P2

的像，目挡住P3以及B和尸2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示,

其中。为两圆弧圆心，图中已画出经B、P2点的入射光线.

(1)在图甲上补画出所需的光路.

(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图甲中的A3分界面上画出这

两个角，分别用，和厂表示.

（3）为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面A3的入射角应适当____（选

填“小一些，，、“无所谓，，或“大一些，，）.

（4）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画

出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率〃=.

2.（2023・湖北•模拟预测）（1）如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤,

将它们按操作先后顺序排列应是（用符号表示）；

cd

图1

（2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液

中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,

待水面稳定后，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm,试求：

图2

①油酸膜的面积是cm2：

②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是,

③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是mo（结果保留两位有效数字）

（3）若阿伏加德罗常数为油酸的摩尔质量为油酸的密度为。。则下列说法正确的

是。

A.1kg油酸所含有分子数为。臬B.in?油酸所含分子数为*

C.1个油酸分子的质量为2D.油酸分子的直径约为第

3.（2025・云南•模拟预测）某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管（LED）发出光的波长。图

甲为实验装置示意图，双缝间距d=0.450mm,双缝到毛玻璃的距离/=365.0mm,实验中观察到

的干涉条纹如图乙所示。

当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为玉=2.145mm；当分划板中心刻线

对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为飞=4.177mm。完成下列填空:

⑴相邻两条亮条纹间的距禺Ax=mm;

⑵根据可算出波长（填正确答案标号）；

.Ax0cd、厂.1

A.4=——B.%=：AxC.九=——

aIaAx

⑶则待测LED发出光的波长为2=nm（结果保留3位有效数字）。

4.（2022.北京.模拟预测）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、

实验操作、数据处理、误差分析等。例如：

（1）实验仪器。在“练习使用多用表”实验时，某同学用多用表的电阻“xlO”档测定值电阻阻值,

表盘的示数如图所示，则该阻值R=Qo

（2）在“多用电表的使用”实验中，某同学进行了如下操作和思考。利用多用电表测量未知电

阻.用电阻挡“xlOO”测量时发现指针示数如图所示，为了得到比较准确的测量结果，下列选项

中合理的步骤为（填写选项前的字母）；

A.将选择开关旋转到电阻挡“xlk”的位置

B.将选择开关旋转到电阻挡“xlO”的位置

C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D.将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0C”

（3）数据分析。某同学用插针法测定一个半圆形玻璃砖的折射率。正确操作后，做出的光路

图如图所示。。为圆心，已知A3的长度为乙，A。的长度为LCD的长度为4,的长度为%，

则此玻璃砖的折射率可表示为

（4）用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，用绿色滤光片时从目镜中可以看到绿色的干

涉条纹。在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹间距变大的是（）

*源凸透镜滤光片单缝双缝遮光筒测量头及目镜

[I"/।।[I।I[a，[I…,

uu

A.换成红色滤光片B.换成缝宽更大的单缝

C.换成双缝间距更大的双缝D.换成更短的遮光筒

5.（2024.浙江宁波.一模）⑴在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列器材需要用到的

有—（多选）。

D.

（2）在上述实验时，每103mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL,用注射器测得80滴这样的溶液为

1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，测得油膜面积约为150cm2,

可估算油酸分子的直径大小约为m0（结果保留一位有效数字）

⑶如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使

注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V,由压强传感器

测得的压强值?在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实

OO

6.某同学利用如图甲所示装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。

(1)下列说法正确的是；

A.若仅将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽

B.若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽

C.若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变窄

D.若去掉滤光片。则干涉现象消失

(2)实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离d=2mm,双缝与屏之间

的距离为乙=0.80m,通过测量头观察第1条亮条纹的读数为3.645mm,观察第6条亮条纹的位

置如图乙所示，其读数为mm。由此求得红光的波长为m(计算结果保留三位有

效数字)。

7.(23-24高三上.广东河源.开学考试)某实验小组欲测定一段圆柱形玻璃砖的折射率，其操

作步骤如下：

a.将白纸固定在水平桌面上，将圆柱形玻璃胸竖直放在白纸上，用铅笔准确描出玻璃砖底面

圆的轮廓。

b.将底面圆圆周平分为60等份，并标上相应的数字，如图甲所示，再将玻璃砖竖直放回图甲

中的底面圆轮廓上进行实验。

c.用激光笔发出细束激光，沿平行于圆直径的方向入射，分别准确记录入射点P和出射

点。在圆周上对应的读数州、N2O

d.改变入射点位置，重复步骤c。

（1）根据圆周上的读数州、生可得，入射角,■=,折射角7=。（以弧度制表示）

（2）若经过多次测量，做出sini-sin/的图像如图乙所示，则玻璃砖的折射率为〃=（结

果保留三位有效数字）。

（3）在本实验的操作过程中，若入射光线发生了如图甲中虚线A3所示的偏离，则折射率的

测量值将（填“偏大”或“偏小”）。

8.（2023・陕西榆林•模拟预测）为筹备校运会，学校采购了一批矿泉水。小聪用如图所示的双

缝干涉装置测定这种矿泉水的折射率，单色光通过单缝5。后分为两束，分别从双缝，、》射到

荧光屏上后形成干涉条纹.小聪将待测矿泉水填充到特制容器中（不考虑器壁对光的影响），

然后将特制容器（图中未画出）放置在双缝与荧光屏之间（充满双缝与屏之间的整个空间，之

前为空气），其他情况不变，通过比对放置特制容器前、后荧光屏上的干涉条纹间距，就可以

计算出该矿泉水的折射率.

1/荧光屏

a的维，双缝/

1

（1）本实验测量双缝的间距力测量双缝到荧光屏的距离心（均填“需要

或“不需要”）

（2）若测得放置特制容器前、后荧光屏上相邻两条亮条纹的间距分别为为、%,则这种矿泉水

的折射率〃=

9.如图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上,

并选用缝间距d=Q4mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离/=0.5m。

接通电源使光源正常工作。

光源凸透镜滤光片单缝双缝遮光筒像屏

测量头

甲

（1）由理论分析可知，波长为几的单色光在双缝干涉实验中形成干涉条纹，其相邻两个亮条

纹或暗条纹的中心间距Ax=（用已知量字母表示）。

（2）用某种单色光照射双缝得到如图乙所示的干涉条纹，测量头手轮示数如图丙所示，则分

划板中心刻线在图乙中3位置时手轮示数为mm0

（3）若已知分划板中心刻线处于A位置时，手轮示数为10.578mm,则该单色光的波长九=

m（结果保留2位有效数字）。

10.（2023高三•全国•专题练习）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，如图甲所示。

（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）某同学在做该实验时，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；第二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—mmo所测单色

光波长为—m。

23

III1111||11||||1||||1||||1||||11cm

|11|1|1111|

010

丙

23

1山11山'1」「』」！1山1」山11山111cm

010

戊

11.（2024.山东济南.模拟预测）低折射率玻璃因其具有良好的透光性，被广泛应用于反射镜、

透镜当中。某实验小组想利用“插针法”测量某种低折射率长方形玻璃砖的折射率。其主要实验

步骤如下：

①在白纸上画出一条直线。作为界面，过直线。上的一点。做出法线NN',并画出A。作为

入射光线，再把玻璃砖放到白纸上，让玻璃砖的上界面和直线。对齐，并画出玻璃砖的下界面

b；

②在表示入射光线的AO上插上大头针々、鸟；

③在玻璃砖的另一侧先后插上大头针A和巴，位置如图甲所示。

甲乙

⑴在步骤③中，插大头针与时，需要挡住______;

⑵撤去玻璃砖和大头针，正确完成光路图，如图甲所示，鸟、鸟的连线与直线6交于E点，

A。延长线与直线6交于R点，NN'与直线6交于。'点，测得记=d,瓦=%,OT=X2,

该玻璃砖的折射率可以表不为〃=（结果用d、A、％表不）；

⑶由于该玻璃砖的折射率很小，在实际测量中E、R两点离得很近，为了减小实验误差，该同

学在直线6的下方再画一条平行线c,分别延长0E和OR至直线c,再进行相应测量，计算出

折射率，如图乙所示。直线c离直线6的距离适当______（选填“远”或者“近”）一些比较好。

12.（2022.北京海淀.二模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、

实验操作、数据分析等。例如：

（1）实验仪器。用游标卡尺测某个杯子的深度",示数如图所示，则该杯子的深度为〃=

cm。

10cm1112

（2）用“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，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,

如图所示。坐标中一个小正方格的边长是1cm。根据以上数据和测量结果，估测出的分子直径

约为o

X/、

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