2025年高考备考高中物理个性化分层教辅学困生篇《其他实验》

第1页（共1页）2025年高考备考高中物理个性化分层教辅学困生篇《其他实验》一．选择题（共10小题）1．（2024春•浦东新区校级期末）用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（）A．相邻干涉条纹之间的距离相等 B．中央明纹宽度是两边明纹宽度的两倍 C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大 D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距2．（2024•江苏二模）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列操作正确的是（）A．光源的线状灯丝应与单缝垂直 B．滤光片应加在单缝与双缝之间 C．应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离 D．发现干涉条纹与分划板竖线不平行应通过拨杆调节3．（2023秋•西安期末）如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图。图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a'为中央亮条纹。若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫光的波长最短。则以下说法正确的是（）A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长 B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长 C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短 D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短4．（2023春•东城区期末）如图1所示的双缝干涉实验，改变实验条件进行两次实验，先后在屏上观察到如图2、图3所示的条纹，下列说法正确的是（）A．改变的实验条件是减小了双缝到光屏之间的距离 B．改变的实验条件是增大了双缝之间的距离 C．若图2是绿色条纹，图3可能是红色条纹 D．若图2是绿色条纹，图3可能是彩色条纹5．（2023•长春模拟）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（）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6．（2023•青浦区二模）关于分子动理论，下列说法正确的是（）A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉 B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹 C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从r0增大时，分子力先变小后变大 D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高7．（2022秋•奉化区期末）用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖平面垂直，图中的P1、P2、P3、P4是四个学生实验时插针的结果。在这四个图中可以比较准确地测定折射率的是（）A． B． C． D．8．（2022秋•渝中区校级期末）某同学通过实验得到了如图所示的四幅图案，在下列四个选项中，哪一个可能是由双缝干涉实验得到的图案（）A． B． C． D．9．（2023•茂名一模）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是（）A．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 B．为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些 C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 D．若P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb′面发生全反射10．（2022秋•温县校级期末）某实验小组用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图所示。将实验仪器按要求安装在光具座上，在题图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是（）A．A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间 C．A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内 D．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间二．多选题（共5小题）（多选）11．（2024春•华州区期末）利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，有下面几种说法，其中正确的是（）A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝 B．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小（多选）12．（2024春•海淀区校级期中）如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，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观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（）A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像 B．入射角越小，折射率的测量越准确 C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率n=sinD．如果误将玻璃砖的边PQ画到P'Q'，折射率的测量值将偏小（多选）13．（2022•浙江）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10﹣23kg•m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10﹣31kg，普朗克常量取6.6×10﹣34J•s，下列说法正确的是（）A．发射电子的动能约为8.0×10﹣15J B．发射电子的物质波波长约为5.5×10﹣11m C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉 D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样（多选）14．（2022春•建平县期末）在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按如图所示安装在光具座上，单缝a保持竖直方向，并选用缝间距为d的双缝b，并使单缝与双缝保持平行，调节实验装置使光屏上出现清晰干涉条纹。下列说法正确的是（）A．滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，看到彩色的干涉条纹 B．若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小 C．若测得5个亮条纹中心间的距离为x，则相邻两条亮条纹间距Δx=xD．光通过单缝a发生衍射，再通过双缝b发生干涉，可认为是从单缝通过多列频率相同且相位差恒定的光波，在屏上叠加形成的（多选）15．（2022春•五华区校级期中）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座上，然后接通电源使光源正常工作。实验时调节测量头，使分划板中心刻线与一条亮条纹中心对齐，记录为第一条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心线对准第六条亮条纹的中心，记下此时图丙中手轮的示数，已知双缝间距d为1.5×10﹣4m，双缝到屏的距离L为0.800m，下列说法正确的是（）A．用两束单色光A、B分别做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则A光折射率更大，在水中的传播速度更大 B．减小实验中的双缝间距，目镜中的条纹数会增加 C．图丁中的亮条纹间距表示正确 D．该单色光的波长约为430nm三．填空题（共5小题）16．（2022春•梁园区校级期末）在用某种单色光做双缝干涉的实验中，若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹中心到第n条暗条纹中心之间的距离为Δx，则单色光的波长为；将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度（填“变大”“变小”或“不变”）；中央亮纹最亮，中央亮纹宽度（填“大于”“小于”或“等于”）其他亮纹宽度。17．（2021秋•诸暨市期末）在“测量玻璃的折射率”实验中，实验用的长方体玻璃砖如图所示，用手可以接触的部位应是玻璃砖的（填“磨砂面”或“光学面”）。某同学用插针法进行实验，绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置如图所示，而且插在c位置的大头针恰好挡住插在a、b位置的大头针的像，但第四个大头针的针孔位置发现有两处，分别为d1、d2两点，请你判断正确位置应是（填“d1”或“d2”）处。若用不正确的另一处来计算玻璃的折射率，实验结果将。（填“偏大”或“偏小”）18．（2021秋•奉贤区期末）如图是“用油膜法估测分子大小”实验，待油膜尽可能扩展，水面稳定后，成油膜，在玻璃板上画出油膜的轮廓如图中曲线。已知方格纸边长为1cm，则油膜的面积约为cm2。19．（2021秋•金山区期末）在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，进行了理想化的假设，如：（写出一种假设即可）。若已知n滴油的总体积为V，一滴油所形成的油膜面积为S，则一个油分子的直径为。20．（2022春•织金县校级期中）在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水且表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标系中正方形方格的边长为2cm。（1）下列有关该实验的说法正确的是。A.本实验也可直接将纯油酸滴水面上测量B.本实验将油膜看成单分子油膜C.本实验忽略了分子的间隙D.测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，全部舍去（2）该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为m3；油酸膜的面积是cm2；按以上实验数据估测出油酸分子的直径为m（保留2位有效数字）。四．解答题（共5小题）21．（2021•北碚区校级开学）夏天气温高，汽车在高速公路上长时间连续行驶，轮胎容易发生爆胎导致交通事故。已知汽车行驶前轮胎内气体压强为3.0×105Pa，温度为27℃，爆胎时胎内气体的温度为90℃，轮胎中的空气可看作理想气体。（1）求爆胎时轮胎内气体的压强；（2）保持轮胎内气体温度90℃不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强降低到3.0×105Pa，求轮胎内剩余气体的质量与原来质量的比。22．（2021•南充模拟）如图所示为某同学用插针法测量半圆形玻璃砖折射率的实验，MN为对称轴，O为玻璃砖的圆心，他首先在与MN平行的直线上插上两枚大头针P1、P2，在MN上插大头针P3，从P3一侧透过玻璃砖观察P1、P2的像，调整P3位置使P3能同时挡住P1、P2的像，确定了P3的位置如图所示，然后测得玻璃砖直径D＝4cm，P1、P2连线与MN之间的距离d1＝1cm，P3到O的距离d2＝23cm，画出光路图并求该玻璃砖的折射率。23．（2021春•阜阳期末）小华家装修，阳台窗户是双层玻璃，双层平行玻璃中间是氙气，合同规定两块玻璃的厚度相同计为d，中间夹层气体的厚度为h，小华想帮助父母看看双层玻璃是否是按合同要求安装的.设计如下：小华找到一个激光笔，让光从窗户一侧以与玻璃成45°角入射并记录入射点A，同时记录A点在对面玻璃外面的投影点A'，然后在窗户另一侧记录出射点的位置B.测量A'B的距离.已知玻璃的折射率为2，认为氙气的折射率为1.如果按合同要求玻璃、气体、玻璃分别是5mm、12mm、5mm安装的窗户，则A'B的长度l值应为多少？24．（2019•龙岩二模）如图，水平放置右端开口的绝热气缸，横截面积为S，左端有一电阻丝可对气体加热。绝热活塞A（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸的最大静摩擦力为fm=12p0S（ⅰ）温度多大时，活塞开始滑动；（ⅱ）温度多大时，活塞到达气缸口。25．（2019春•寿县期末）某密闭容器的面积为3m3，容器抽成真空后，在室温下用压缩机将多瓶氧气压入到容器中，压入氧气后容器中气体在室温下的压器为3.2×109pa，已知每瓶氧气的容积为3.2×10﹣2m3，使用前瓶中气体压强为1.51×108pa使用后瓶中剩余气体压强为1.0×106Pa；室温温度为27℃．氧气可视为理想气体。（i）求压缩机共将多少瓶氧气压入到容器中；（ii）将压入氧气后的容器加热到1527℃，求此时容器中气体的压强。

2025年高考备考高中物理个性化分层教辅学困生篇《其他实验》参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．（2024春•浦东新区校级期末）用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是（）A．相邻干涉条纹之间的距离相等 B．中央明纹宽度是两边明纹宽度的两倍 C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大 D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距【考点】用双缝干涉测量光的波长；光的干涉现象．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；理解能力．【答案】A【分析】干涉条纹的特点等间距、等宽度、等亮度，根据双缝干涉条纹的间距公式比较间距的大小。【解答】解：A、双缝干涉条纹等间距，等宽度。故A正确，B错误。C、根据Δx=LdD、根据Δx=Ld故选：A。【点评】解决本题的关键知道干涉条纹的特点，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式。2．（2024•江苏二模）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列操作正确的是（）A．光源的线状灯丝应与单缝垂直 B．滤光片应加在单缝与双缝之间 C．应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离 D．发现干涉条纹与分划板竖线不平行应通过拨杆调节【考点】用双缝干涉测量光的波长．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；实验能力．【答案】C【分析】根据实验原理，结合实验操作，及数据的处理方法分析解答。【解答】解：A.光源的线状灯丝应与单缝平行，故A错误；B.滤光片的作用是将复色光变为单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是将单色光分解成频率相同、振动情况相同的相干光，因此滤光片应该放在单缝之前，故B错误；C.为了减小误差，应先测多个亮条纹间距离再求相邻两亮条纹间距离，故C正确；D.发现干涉条纹与分划板竖线不平行应旋转测量头，分划板竖线随之旋转，可使干涉条纹与分划板竖线平行，故D错误。故选：C。【点评】本题考查实验原理，及实验操作，掌握实验装置的作用，注意条纹与刻不平行的调节方法。3．（2023秋•西安期末）如图甲所示为双缝干涉实验的装置示意图。图乙为用绿光进行实验时，在屏上观察到的条纹情况，a为中央亮条纹，丙图为换用另一颜色的单色光做实验时观察到的条纹情况，a'为中央亮条纹。若已知红光、绿光和紫光的波长大小关系为红光的波长最长，紫光的波长最短。则以下说法正确的是（）A．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较长 B．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长 C．丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短 D．丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短【考点】用双缝干涉测量光的波长；光的干涉现象．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理能力．【答案】A【分析】根据双缝干涉实验的公式Δx=λl【解答】解：根据双缝干涉图样的特点，入射光的波长越长，同一装置产生的双缝干涉图样中条纹的间距就越大，由本题的条件可确定一种颜色的单色光比绿光的波长长，故A正确，BCD错误；故选：A。【点评】本题主要考查了双缝干涉实验的相关应用，根据公式Δx=λl4．（2023春•东城区期末）如图1所示的双缝干涉实验，改变实验条件进行两次实验，先后在屏上观察到如图2、图3所示的条纹，下列说法正确的是（）A．改变的实验条件是减小了双缝到光屏之间的距离 B．改变的实验条件是增大了双缝之间的距离 C．若图2是绿色条纹，图3可能是红色条纹 D．若图2是绿色条纹，图3可能是彩色条纹【考点】用双缝干涉测量光的波长；光的干涉现象．【专题】定性思想；实验分析法；光的干涉专题；实验能力．【答案】C【分析】根据相邻明条纹间距公式Δx=L【解答】解：A．若改变的实验条件是减小了双缝到光屏之间的距离，根据Δx=LB．若改变的实验条件是增大了双缝之间的距离，根据Δx=LCD．根据Δx=L故选：C。【点评】本题主要考查双缝干涉的有关知识，关键掌握相邻明条纹间距公式。5．（2023•长春模拟）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（）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【考点】用双缝干涉测量光的波长；光的双缝干涉图样．【专题】实验题；实验探究题；定性思想；方程法；光的干涉专题；实验能力．【答案】A【分析】根据双缝干涉条纹间距公式：Δx=L【解答】解：双缝干涉条纹间距：Δx=LA、因红光的波长比绿光长，故换成红色滤光片可以使条纹间距变大，故A正确；B、根据公式Δx=LC、根据公式Δx=LD、根据公式Δx=L故选：A。【点评】本题考查了实验装置、条纹间距公式的应用，知道双缝干涉实验的原理；要掌握干涉条纹的间距公式Δx=L6．（2023•青浦区二模）关于分子动理论，下列说法正确的是（）A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉 B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹 C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从r0增大时，分子力先变小后变大 D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高【考点】用油膜法估测油酸分子的大小；布朗运动实例、本质及解释；分子间的作用力与分子间距的关系．【专题】定性思想；推理法；阿伏加德罗常数的应用专题；理解能力．【答案】D【分析】明确“用油膜法估测油酸分子的大小”实验原理，知道先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，才可以形成良好的油膜；折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹；分子间距从r0增大时，分子力先变大后变小；②中速率大分子占据的比例较大，②对应的温度较高。【解答】解：A、“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，故A错误；B、图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故B错误；C、根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r0增大时，分子力表现为引力，分子力先变大后变小，故C错误；D、由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，即T1＜T2，故D正确。故选：D。【点评】本题考查了“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的注意事项、布朗运动、分子力、气体分子热运动的速率分布等热学知识，要求学生对这部分知识要重视课本，强化记忆。7．（2022秋•奉化区期末）用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖平面垂直，图中的P1、P2、P3、P4是四个学生实验时插针的结果。在这四个图中可以比较准确地测定折射率的是（）A． B． C． D．【考点】测量玻璃的折射率；光的折射定律．【专题】实验题；定性思想；图析法；光的折射专题；理解能力．【答案】C【分析】P1P2作为入射光线，P3P4作为出射光线，由图可知，入射光线与界面垂直，进入玻璃砖后，传播方向不变，根据光的折射知识画出光路图解答。【解答】解：根据光的折射知识画出光路图如图所示，A．A光路图中从玻璃砖出射时，不满足实际在空气中的折射角大于玻璃砖中的入射角，故A错误；B．B光路图虽然正确，但入射角和折射角均为零度，测不出折射率，故B错误；D．D光路图中，P3、P4与玻璃砖的表面相切，恰好发生全反射，无法完成实验，故D错误；C．C光路图中，光线可以满足从玻璃砖出射时，在空气中的折射角大于玻璃砖中的入射角，可以比较准确地测定折射率，故C正确。故选：C。【点评】本题主要考查用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率。根据n=sini8．（2022秋•渝中区校级期末）某同学通过实验得到了如图所示的四幅图案，在下列四个选项中，哪一个可能是由双缝干涉实验得到的图案（）A． B． C． D．【考点】用双缝干涉测量光的波长；光的干涉现象；光的衍射现象．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；分析综合能力．【答案】A【分析】双缝干涉条纹是明暗相间的平行直线条纹，条纹间距相等。【解答】解：双缝干涉条纹是明暗相间的平行直线条纹，条纹间距相等，故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题考查了双缝干涉条纹，掌握基础知识是解题的前提，要注意基础知识的学习。9．（2023•茂名一模）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是（）A．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 B．为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些 C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 D．若P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb′面发生全反射【考点】测量玻璃的折射率．【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；推理能力．【答案】C【分析】根据实验原理和光路的可逆性逐个分析选项的正误。【解答】解：A、根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，即是P1、P2的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到P1、P2的像，故A错误；B、为减少测量误差，入射角应适当大一些，则P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量大些，故B错误；C、为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，故C正确；D、由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故D错误。故选：C。【点评】本题主要考查了测量玻璃的折射率的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作和数据分析，结合光路的可逆性完成分析。10．（2022秋•温县校级期末）某实验小组用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图所示。将实验仪器按要求安装在光具座上，在题图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是（）A．A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间 C．A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内 D．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间【考点】用双缝干涉测量光的波长；光的干涉现象．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；实验能力．【答案】D【分析】根据实验原理分析判断实验装置顺序。【解答】解：用双缝干涉测量光的波长，实验仪器从左向右是：光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、光屏，故D正确，ABC错误。故选：D。【点评】本题主要考查双缝干涉测量光的波长的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作即可。二．多选题（共5小题）（多选）11．（2024春•华州区期末）利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，有下面几种说法，其中正确的是（）A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝 B．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小【考点】用双缝干涉测量光的波长．【专题】定性思想；等效替代法；光的干涉专题；理解能力．【答案】ABD【分析】根据光的干涉实验中波长公式Δx=L【解答】解：A、实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；B、将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据条纹间距Δx=LC、将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故C错误；D、把5个条纹间距数成6个，则Δx减小，根据Δx=L故选：ABD。【点评】本题考查光的干涉实验中各物理量变化对波长的影响，学生需熟练掌握条纹间距公式Δx=L（多选）12．（2024春•海淀区校级期中）如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，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观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（）A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像 B．入射角越小，折射率的测量越准确 C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率n=sinD．如果误将玻璃砖的边PQ画到P'Q'，折射率的测量值将偏小【考点】测量玻璃的折射率．【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；推理能力．【答案】ACD【分析】根据实验原理掌握正确的实验操作，同时结合折射率的定义得出对应的数值。【解答】解：A、确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像，故A正确；B、入射角适当大一些，能使折射率的测量准确，故B错误；C、利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率n=sinD、如果误将玻璃砖的边PQ画到P′Q′，则折射角i2将偏大，折射率的测量值将偏小，故D正确。故选：ACD。【点评】本题主要考查了光的折射的相关应用，熟练掌握实验步骤，结合折射率的定义完成分析即可。（多选）13．（2022•浙江）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10﹣23kg•m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10﹣31kg，普朗克常量取6.6×10﹣34J•s，下列说法正确的是（）A．发射电子的动能约为8.0×10﹣15J B．发射电子的物质波波长约为5.5×10﹣11m C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉 D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样【考点】用双缝干涉测量光的波长；光的双缝干涉图样；爱因斯坦光电效应方程．【专题】参照思想；推理法；光的波粒二象性和物质波专题；推理能力．【答案】BD【分析】由经典力学动量与动能的关系式求电子的动能；由物质波波长公式求电子的波长；实物粒子也具有波动性，但由于波长太小，我们无法直接观测到，电子衍射图样有力的证明了物质波的存在，波粒二象性是指既具有波动性又有粒子性，少量体现粒子性，大量体现波动性；微观（小到分子、原子尺度）领域，牛顿运动定律不再适用；由不确定性关系来判断微观粒子没有准确的位置。【解答】解：A、电子的动能Ek=12mB、发射电子波长λ=ℎp=C、电子不一定成双成对通过双缝才有干涉图样，电子在运动的过程中具有波动性的特点，到达各位置的概率不相同，故C错误；D、根据物质波是概率波的概念，对于一个粒子通过单缝落在何处，是不确定的，但是中央亮条纹，故概率最大落在中央亮纹处，也有可能落在暗纹处，但是落在暗纹处的几率很小，故D正确。故选：BD。【点评】本题考查的是物质波也具有波粒二象性，牛顿运动定律在微观领域不再适用以及不确定性关系，属于基础内容，要求学生强化记忆，多加训练。（多选）14．（2022春•建平县期末）在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按如图所示安装在光具座上，单缝a保持竖直方向，并选用缝间距为d的双缝b，并使单缝与双缝保持平行，调节实验装置使光屏上出现清晰干涉条纹。下列说法正确的是（）A．滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，看到彩色的干涉条纹 B．若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小 C．若测得5个亮条纹中心间的距离为x，则相邻两条亮条纹间距Δx=xD．光通过单缝a发生衍射，再通过双缝b发生干涉，可认为是从单缝通过多列频率相同且相位差恒定的光波，在屏上叠加形成的【考点】用双缝干涉测量光的波长；光的干涉现象．【专题】实验题；实验探究题；定性思想；实验分析法；光的干涉专题；实验能力．【答案】AD【分析】掌握利用双缝干涉测量光的波长的实验原理，知道各仪器的作用，明确白光也能发生双缝干涉现象；通过双缝干涉条纹间距公式判断条纹间距的变化；根据相邻两条亮条纹间距Δx=a【解答】解：A、若取下滤光片，则是两束白光的干涉，光屏上会出现彩色的干涉条纹，故A正确；B、若将滤光片由绿色换成红色，由于红光的波长大，根据Δx=LC、若测得5个亮条纹中心间的距离为x，则相邻两条亮条纹间距Δx=xD、根据光的干涉的本质可知，光通过单缝a发生衍射，再通过双缝b发生干涉，可认为是从单缝通过多列频率相同且相位差恒定的光波，在屏上叠加形成的干涉条纹，故D正确。故选：AD。【点评】本题考查双缝干涉实验的原理以及实验数据的处理，会通过公式Δx=L（多选）15．（2022春•五华区校级期中）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座上，然后接通电源使光源正常工作。实验时调节测量头，使分划板中心刻线与一条亮条纹中心对齐，记录为第一条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心线对准第六条亮条纹的中心，记下此时图丙中手轮的示数，已知双缝间距d为1.5×10﹣4m，双缝到屏的距离L为0.800m，下列说法正确的是（）A．用两束单色光A、B分别做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则A光折射率更大，在水中的传播速度更大 B．减小实验中的双缝间距，目镜中的条纹数会增加 C．图丁中的亮条纹间距表示正确 D．该单色光的波长约为430nm【考点】用双缝干涉测量光的波长．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理能力．【答案】CD【分析】根据条纹之间的间距大小得出波长的大小情况，结合折射率的概念完成分析；根据公式Δx=λl【解答】解：A、根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λld可知，用两束单色光A、B分别做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则A光波长大，频率小，折射率小，根据B、减小实验中的双缝间距，根据公式Δx=λlC、条纹间距是指相邻明纹或暗纹之间的距离。则图丁中的亮条纹间距表示正确，故C正确；D、螺旋测微器的分度值为0.01mm，需要估读到分度值的下一位，题图乙中手轮的示数为2.320mm，题图丙中的示数为13.870mm，条纹间距为：Δx=13.870−2.320根据公式Δx=λld可知，故选：CD。【点评】本题主要考查了双缝干涉测量光的波长的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式Δx=λl三．填空题（共5小题）16．（2022春•梁园区校级期末）在用某种单色光做双缝干涉的实验中，若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹中心到第n条暗条纹中心之间的距离为Δx，则单色光的波长为Δxd(n−1)d；将单缝向双缝靠近，干涉条纹宽度不变（填“变大”“变小”或“不变”）；中央亮纹最亮，中央亮纹宽度等于【考点】用双缝干涉测量光的波长；光的干涉现象．【专题】实验题；实验探究题；定性思想；实验分析法；光的干涉专题；实验能力．【答案】Δxd(n−1)d【分析】明确双缝干涉条纹的特点，同时根据双缝干涉条纹间距公式x=ld【解答】解：第纹间距x=Δxn−1，则由x=ldλ可得，单色光的波长λ=故答案为：Δxd(n−1)d【点评】本题解题要注意区分双缝干涉条纹间距和宽度及公式x=ld17．（2021秋•诸暨市期末）在“测量玻璃的折射率”实验中，实验用的长方体玻璃砖如图所示，用手可以接触的部位应是玻璃砖的磨砂面（填“磨砂面”或“光学面”）。某同学用插针法进行实验，绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置如图所示，而且插在c位置的大头针恰好挡住插在a、b位置的大头针的像，但第四个大头针的针孔位置发现有两处，分别为d1、d2两点，请你判断正确位置应是d1（填“d1”或“d2”）处。若用不正确的另一处来计算玻璃的折射率，实验结果将偏小。（填“偏大”或“偏小”）【考点】测量玻璃的折射率．【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；推理能力．【答案】磨砂面；d1；偏小【分析】根据实验原理掌握正确的实验操作，结合折射率的定律分析出实验结果的误差。【解答】解：用手可以接触的部位应是玻璃砖的磨砂面。因射入玻璃砖的光线与射出光线是平行的，则ab连线与cd连线平行，则d1位置是正确的；若用d2位置来计算玻璃的折射率，由图可知，光线在玻璃砖的上表面的折射角偏大，根据n=sini可知，实验求得的折射率结果将偏小。故答案为：磨砂面；d1；偏小【点评】本题主要考查了测量玻璃的折射率的实验，首先画出光路图，根据实验原理选出正确的位置，结合折射率的计算公式分析出实验结果与真实值的大小关系即可。18．（2021秋•奉贤区期末）如图是“用油膜法估测分子大小”实验，待油膜尽可能扩展，水面稳定后，成单分子层油膜，在玻璃板上画出油膜的轮廓如图中曲线。已知方格纸边长为1cm，则油膜的面积约为75cm2。【考点】用油膜法估测油酸分子的大小．【专题】定量思想；推理法；阿伏加德罗常数的应用专题；推理能力．【答案】单分子层；75【分析】在水中滴入油酸溶液后，要让油膜尽可能地散开，以便形成单分子油膜；通过数格子的方法求出油酸膜的面积。【解答】解：实验中要让油膜尽可能散开，目的是形成单分子油膜；由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出75格，则油酸薄膜面积为：S＝75cm2；故答案为：单分子层；75【点评】本题主要考查了油膜法测分子大小的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，根据方格估算出油膜的面积，属于基础题型。19．（2021秋•金山区期末）在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，进行了理想化的假设，如：将油膜看作是单分子油膜（写出一种假设即可）。若已知n滴油的总体积为V，一滴油所形成的油膜面积为S，则一个油分子的直径为VnS【考点】用油膜法估测油酸分子的大小．【专题】实验题；实验探究题；定性思想；实验分析法；阿伏加德罗常数的应用专题；理解能力．【答案】将油膜看作是单分子油膜；VnS【分析】用单分子油膜估测分子的大小的实验原理是：让一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径。【解答】解：在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，进行了理想化的假设，如：将油膜看成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个个紧挨。油酸分子直径等于滴入的油酸体积与油膜面积的比值，由题意可知，油酸的体积v=Vn，则油分子直径d故答案为：将油膜看作是单分子油膜；VnS【点评】本实验关键要掌握实验的原理和方法，建立物理模型：将油膜看成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个个紧挨的。20．（2022春•织金县校级期中）在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水且表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标系中正方形方格的边长为2cm。（1）下列有关该实验的说法正确的是BC。A.本实验也可直接将纯油酸滴水面上测量B.本实验将油膜看成单分子油膜C.本实验忽略了分子的间隙D.测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，全部舍去（2）该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为8×10﹣12m3；油酸膜的面积是2.88×10﹣2cm2；按以上实验数据估测出油酸分子的直径为2.8×10﹣10m（保留2位有效数字）。【考点】用油膜法估测油酸分子的大小．【专题】实验题；实验探究题；定性思想；实验分析法；阿伏加德罗常数的应用专题；实验能力．【答案】（1）BC；（2）8×10﹣12；2.88×10﹣2；2.8×10﹣10。【分析】（1）根据实验的原理和实验方法分析；（2）用每一滴的体积乘以体积比浓度即可求出一滴纯油酸的体积，采用四舍五入法，先查方格的个数，再算油膜面积，直径约为油膜的厚度，由此求解即可。【解答】解：（1）A、本实验不可直接将纯油酸滴水面上测量，如果不稀释，则在水面形成的油膜不是单分子油膜，故A错误；BC、本实验将稀释的油酸在水面上尽可能的展开，形成单分子油膜，分子的间隙，根据d=VD、测量油膜面积时，多于半格按一格来计算，少于半格的舍去，并不是将所有不足一格的舍去，故D错误。故选：BC；（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：V=175×6104根据“多于半格按一格来计算，少于半格的舍去”的方法，可以得到油膜所占格数为72格，则油酸膜的面积是：S＝72×4cm2＝288cm2＝2.88×10﹣2m2，油酸分子的直径d=VS=故答案为：（1）BC；（2）8×10﹣12；2.88×10﹣2；2.8×10﹣10。【点评】本题关键是明确用油膜法估测分子的大小实验的原理，能够运用公式d=V四．解答题（共5小题）21．（2021•北碚区校级开学）夏天气温高，汽车在高速公路上长时间连续行驶，轮胎容易发生爆胎导致交通事故。已知汽车行驶前轮胎内气体压强为3.0×105Pa，温度为27℃，爆胎时胎内气体的温度为90℃，轮胎中的空气可看作理想气体。（1）求爆胎时轮胎内气体的压强；（2）保持轮胎内气体温度90℃不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强降低到3.0×105Pa，求轮胎内剩余气体的质量与原来质量的比。【考点】理想气体的实验规律．【专题】计算题；定量思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题；推理能力．【答案】（1）爆胎时轮胎内气体的压强为3.63×105Pa；（2）保持轮胎内气体温度90℃不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强降低到3.0×105Pa，轮胎内剩余气体的质量与原来质量的比为100：121。【分析】（1）气体发生等容变化，应用查理定律可以求出气体的压强；（2）放气过程为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律求解剩余气体的质量与原来总质量的比值。【解答】解：（1）轮胎内的空气发生等容变化，初态：p1=3.0×10末态：p2＝？，T2＝（273+90）K＝363K则p解得p（2）假设将放出的气体先收集起来并保持压强与氧气罐内气体相同，以全部气体为研究对象，由气体的等温变化规律知p2V1＝p1V，则剩余气体与原来总气体的质量比为m解得m答：（1）爆胎时轮胎内气体的压强为3.63×105Pa；（2）保持轮胎内气体温度90℃不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强降低到3.0×105Pa，轮胎内剩余气体的质量与原来质量的比为100：121。【点评】该题考查理想气体的状态方程的应用，本题隐含着轮胎内气体体积不变这个条件，运用查理定律和玻意耳定律即可正确解答。另外，该题的第二问也可以根据克拉伯龙方程进行解题。22．（2021•南充模拟）如图所示为某同学用插针法测量半圆形玻璃砖折射率的实验，MN为对称轴，O为玻璃砖的圆心，他首先在与MN平行的直线上插上两枚大头针P1、P2，在MN上插大头针P3，从P3一侧透过玻璃砖观察P1、P2的像，调整P3位置使P3能同时挡住P1、P2的像，确定了P3的位置如图所示，然后测得玻璃砖直径D＝4cm，P1、P2连线与MN之间的距离d1＝1cm，P3到O的距离d2＝23cm，画出光路图并求该玻璃砖的折射率。【考点】测量玻璃的折射率．【专题】计算题；实验题；光学计算专题；分析综合能力；实验能力．【答案】光路图见解析；3【分析】根据光路图找到入射角与折射率，根据折射率的公式即求出折射率。【解答】解：光路图如图所示：作AB⊥ON交于B点sini=d又因为OB＝OAsin∠OAB=D2sin∠OAB=3cm，即OB=12d2=12OP3由折射率n=sinγsini答：光路图见解析，玻璃砖的折射率为3。【点评】本题主要光从玻璃射向空气，是光密介质射向光疏介质，折射率n=sinγ23．（2021春•阜阳期末）小华家装修，阳台窗户是双层玻璃，双层平行玻璃中间是氙气，合同规定两块玻璃的厚度相同计为d，中间夹层气体的厚度为h，小华想帮助父母看看双层玻璃是否是按合同要求安装的.设计如下：小华找到一个激光笔，让光从窗户一侧以与玻璃成45°角入射并记录入射点A，同时记录A点在对面玻璃外面的投影点A'，然后在窗户另一侧记录出射点的位置B.测量A'B的距离.已知玻璃的折射率为2，认为氙气的折射率为1.如果按合同要求玻璃、气体、玻璃分别是5mm、12mm、5mm安装的窗户，则A'B的长度l值应为多少？【考点】测量玻璃的折射率．【专题】定性思想；几何法；光的折射专题；推理能力．【答案】A'B的长度l值应为17.8mm或（103【分析】根据折射定律判断两次折射的折射角和入射角，结合几何关系求解A'B的长度。【解答】解：如图所示，根据折射定律n=得α＝30°FG＝dtan30°=3再次由折射定律得知n=得β＝45°得IH＝h由于第二块玻璃中的偏移情况和第一块玻璃相同则l＝A'B=2得1≈17.8mm或l＝（103答：A'B的长度l值应为17.8mm或（103【点评】本题要善于把握第二块玻璃中的偏移情况和第一块玻璃相同的特点进行解题。24．（2019•龙岩二模）如图，水平放置右端开口的绝热气缸，横截面积为S，左端有一电阻丝可对气体加热。绝热活塞A（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸的最大静摩擦力为fm=12p0S（ⅰ）温度多大时，活塞开始滑动；（ⅱ）温度多大时，活塞到达气缸口。【考点】理想气体的实验规律．【专题】计算题；定性思想；推理法；气体的状态参量和实验定律专题．【答案】见试题解答内容【分析】（1）利用查理定律得p0（2）盖•吕萨克定律，可以求出活塞到达气缸口的温度。【解答】解：（ⅰ）假设活塞开始滑动时封闭的气体压强为p1，对活塞受力分析，受力平衡得p1S＝p0S+fm对封闭的气体，由查理定律得p解得：T（ⅱ）设气缸容积为V，活塞运动过程中气体的压强不变。由盖•吕萨克定律得1解得：T2=92T答：（ⅰ）温度为32T0（ⅱ）温度92T0【点评】本题考查了查理定律、盖•吕萨克定律。抓住理想气体不变的状态参量，选择相应的气体实验定律是解题的关键。25．（2019春•寿县期末）某密闭容器的面积为3m3，容器抽成真空后，在室温下用压缩机将多瓶氧气压入到容器中，压入氧气后容器中气体在室温下的压器为3.2×109pa，已知每瓶氧气的容积为3.2×10﹣2m3，使用前瓶中气体压强为1.51×108pa使用后瓶中剩余气体压强为1.0×106Pa；室温温度为27℃．氧气可视为理想气体。（i）求压缩机共将多少瓶氧气压入到容器中；（ii）将压入氧气后的容器加热到1527℃，求此时容器中气体的压强。【考点】理想气体的实验规律．【专题】计算题；定性思想；推理法；气体的压强专题；推理能力．【答案】见试题解答内容【分析】（i）压入过程可以看出是等温变化，根据玻意耳定律可以求出压缩机压入到容器中氧气瓶的数量；（ii）气体容积不变，根据查理定律：P1【解答】解：（i）设有n瓶氧气压入到容器中，密闭容器体积为V，气体初态：n氧气瓶的容积为nV0＝3.2×10﹣2nm3，初始压强为P0＝1.51×108pa，气体末态：压入后容器的压强为P1＝3.2×109pa，氧气瓶为压强为P＝1.0×106Pa，压入过程可以看出是等温变化，根据玻意耳定律有：nP0V0＝nPV0+P1V代入数据解得：n＝2000瓶（ii）将压入氧气后的容器加热到1527℃，气体初态：P1＝3.2×109pa，T1＝（27+273）K＝300K气体末态：P1，T1＝（1527+273）K＝1800K气体容积不变，根据查理定律：P1T1=P答：（i）压缩机共将2000瓶氧气压入到容器中；（ii）将压入氧气后的容器加热到1527℃，此时容器中气体的压强为1.92×109pa。【点评】本题考查了气体的等容变化、气体的等温变化气体规律。抓住气体不变的参量，选择相应的气体实验定律是本题的关键。

考点卡片1．光的折射定律【知识点的认识】一、光的折射1．光的折射现象：光射到两种介质的分界面上时，一部分光进入到另一种介质中去，光的传播方向发生改变的现象叫做光的折射。2．光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。3．在折射现象中，光路是可逆的。4．折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比，叫做介质的绝对折射率，简称折射率。表示为n=sin实验证明，介质的折射率等于光在真空中与在该介质中的传播速度之比，即n=c大于1，．两种介质相比较，折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较小的介质叫做光疏介质。5．相对折射率光从介质Ⅰ（折射率为n1、光在此介质中速率为v1）斜射入介质Ⅱ（折射率为n2、光在此介质中的速率为v2）发生折射时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做Ⅱ介质相对Ⅰ介质的相对折射率。用n21表示。n21=Ⅱ介质相对Ⅰ介质的相对折射率又等于Ⅱ介质的折射率n2跟Ⅰ介质的折射率n1之比，即n21=n由以上两式，可得到光的折射定律的一般表达式是：n1sin∠1＝n2sin∠2或n1v1＝n2v2。【命题方向】题型一：光的折射定律的应用如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC＝β．从点光源S发出的细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向，当SO与AC成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则此棱镜的折射率为（）分析：由题意可知从AC面出射的光线与入射光线SO恰好重合，因此根据光路可逆可知SO的折射光线是垂直于BC的，然后根据折射定律即可求解折射率。解答：作出光路图，依题意可知光垂直BC反射才能从AC面射出后恰好与SO重合，则光在AC面的入射角为90°﹣α，由几何关系可知折射角为：r＝90°﹣β。根据折射定律：n=sin(90°−α)故选：A。点评：解决几何光学问题的关键是根据题意正确画出光路图，然后根据几何关系以及相关物理知识求解。【解题方法点拨】光的折射问题，解题的关键在于正确画出光路图、找出几何关系。解题的一般步骤如下：（1）根据题意正确画出光路图；（2）根据几何知识正确找出角度关系；（3）依光的折射定律列式求解。2．光的干涉现象3．光的双缝干涉图样4．光的衍射现象【知识点的认识】一、光的衍射1．光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象叫光的衍射．2．发生明显衍射的条件：只有在障碍物或孔的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象．3．泊松亮斑：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环）．4．常见的衍射现象有单缝衍射，圆孔衍射和泊松亮斑等．5．单缝衍射图样特点：若是单色光，则中央条纹最宽最亮，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹，其亮度和宽度依次减小；若是白光则中央为白色亮条纹，且最宽最亮，两边为彩色条纹．【解题方法点拨】衍射与干涉的比较两种现象比较项目单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹（1）白光发生光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但光学本质不同．（2）区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．2．干涉与衍射的本质：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理．在衍射现象中，可以认为从单缝通过两列或多列频率相同的光波，它们在屏上叠加形成单缝衍射条纹．5．布朗运动实例、本质及解释【知识点的认识】1．布朗运动的定义：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动．2．原因：小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的．3．实质：不是液体分子的运动，也不是固体小颗粒分子的运动，而是小颗粒的运动．4.特点：①无规则每个液体分子对小颗粒撞击时给颗粒一定的瞬时冲力，由于分子运动的无规则性，每一瞬间，每个分子撞击时对小颗粒的冲力大小、方向都不相同，合力大小、方向随时改变，因而布朗运动是无规则的。②永不停歇因为液体分子的运动是永不停息的，所以液体分子对固体微粒的撞击也是永不停息的[2]。颗粒越小，布朗运动越明显③颗粒越小，颗粒的表面积越小，同一瞬间，撞击颗粒的液体分子数越少，据统计规律，少量分子同时作用于小颗粒时，它们的合力是不可能平衡的。而且，同一瞬间撞击的分子数越少，其合力越不平衡，又颗粒越小，其质量越小，因而颗粒的加速度越大，运动状态越容易改变，故颗粒越小，布朗运动越明显。④温度越高，布朗运动越明显温度越高，液体分子的运动越剧烈，分子撞击颗粒时对颗粒的撞击力越大，因而同一瞬间来自各个不同方向的液体分子对颗粒撞击力越大，小颗粒的运动状态改变越快，故温度越高，布朗运动越明显。⑤肉眼看不见做布朗运动的固体颗粒很小，肉眼是看不见的，必须在显微镜才能看到。布朗运动间接反映并证明了分子热运动。5．物理意义：间接证明了分子永不停息地做无规则运动．【命题方向】用显微镜观察液体中悬浮微粒的布朗运动，观察到的是（）A、液体中悬浮的微粒的有规则运动B、液体中悬浮的微粒的无规则运动C、液体中分子的有规则运动D、液体中分子的无规则运动分析：花粉微粒做布朗运动的情况，其运动不是自身运动，而是花粉微粒周围的分子做无规则运动，对其撞击产生的运动．解答：布朗运动是固体花粉颗粒的无规则运动，产生原因是液体分子对小颗粒的撞击不平衡造成的，故布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动。故选：AB。点评：考查了微粒的运动与分子的运动的区别，同时要知道温度越高、颗粒越小，运动越剧烈．【解题方法点拨】对布朗运动的理解要准确：（1）布朗运动不是液体分子的运动，而是固体颗粒的运动，但它反映了液体分子的无规则运动（理解时注意几个关联词：不是…，而是…，但…）．（2）温度越高，悬浮颗粒越小布朗运动越明显．（3）产生原因：周围液体分子的无规则运动对悬浮颗粒撞击的不平衡．（4）布朗运动是永不停止的．注意布朗颗粒的限度是非常小的，不能用肉眼直接观察到．（5）常见的错误如：光柱中看到灰尘的布朗运动、风沙的布朗运动、液体的布朗运动等。6．分子间的作用力与分子间距的关系知识点的认识】分子间的相互作用力1．特点：分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力．2．分子间的相互作用力与分子间距离的关系如图所示，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．（1）当r＝r0时，F引＝F斥，分子力F＝0；（2）当r＜r0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F斥比F引增大得更快，分子力F表现为斥力；（3）当r＞r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F斥比F引减小得更快，分子力F表现为引力；（4）当r＞10r0（10﹣9m）时，F引、F斥迅速减弱，几乎为零，分子力F≈0．【命题方向】（1）第一类常考题型是考查分子间的作用力：如图所示，纵坐标表示两个分间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（）A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10﹣10mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10﹣10mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越大分析：在F﹣r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力．解答：在F﹣r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力．故选B．点评：本题主要考查分子间的作用力，要明确F﹣r图象的含义．（2）第二类常考题型是结合分子势能进行考查：如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（）A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加分析：由图可知分子间的作用力的合力，则由力和运动的关系可得出物体的运动情况，由分子力做功情况可得出分子势能的变化情况．解答：A、分子在a点受引力，故分子开始做加速运动，c点后，分子力变成了斥力，分子开始减速；故从a到c分子一直做加速运动，故A错误；B、由A分析可知，分子从a到c做加速运动，c点后开始减速，故c时速度最大，故B正确；C、乙分子由a到b的过程中，分子力做正功，故分子势能一直减小，故C正确；D、由b到d的过程中，分子力仍做正功，故分子势能减小，故D错误；故选BC．点评：分子间的势能要根据分子间作用力做功进行分析，可以类比重力做功进行理解记忆．【解题方法点拨】1．要准确掌握分子力随距离变化的规律：（1）分子间同时存在着相互作用的引力和斥力．（2）引力和斥力都随着距离的减小而增大，随着距离的增大而减小，但斥力变化得快．2．分子力做功与常见的力做功有相同点，就是分子力与分子运动方向相同时，做正功，相反时做负功；也有不同点，就是分子运动方向不变，可是在分子靠近的过程中会出现先做正功再做负功的情况．7．爱因斯坦光电效应方程【知识点的认识】1．爱因斯坦光电效应方程（1）光子说：空间传播的光是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为E＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10﹣34J•s，ν是光的频率．（2）光电效应方程：Ek＝hν﹣W，其中hν为入射光子的能量，Ek为光电子的最大初动能，W是金属的逸出功．【命题方向】题型一：光电效应方程的应用如图，当电键S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．（1）求此时光电子的最大初动能的大小．（2）求该阴极材料的逸出功．分析：光电子射出后，有一定的动能，若能够到达另一极板则电流表有示数，当恰好不能达到时，说明电子射出的初动能恰好克服电场力做功，然后根据爱因斯坦光电效应方程即可正确解答．解答：设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U＝0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU＝Ekm由光电效应方程：Ekm＝hν﹣W0由以上二式：Ekm＝0.6eV，W0＝1.9eV．所以此时最大初动能为0.6eV，该材料的逸出功为1.9eV．答：（1）求此时光电子的最大初动能的大小是0.6eV．（2）求该阴极材料的逸出功是1.9eV．点评：正确理解该实验的原理和光电效应方程中各个物理量的含义是解答本题的关键．【解题方法点拨】1．光电效应现象中射出的光电子具有一定动能，因此易与电场、磁场相结合命制综合性较强的试题．射出的光电子的动能是解决这类问题的重要条件，可由爱因斯坦光电效应方程求得．2．由爱因斯坦光电效应方程可得Ekm﹣ν曲线（如图）由图象可以得到的物理量：①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0．②逸出功：图线与Ekm轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0．③普朗克常量：图线的斜率k＝h．8．测量玻璃的折射率【知识点的认识】一、实验“测定玻璃的折射率”（一）实验目的测定玻璃的折射率．（二）实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．（三）实验原理折射率公式n=sin（四）实验步骤（1）把白纸用图钉钉在木板上．（2）在白纸上画一条直线aa′作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa′的法线NN′．（3）把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一条边跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb′．（4）在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2．（5）在玻璃砖的bb′一侧竖直地插上大头针P3，用眼睛观察调整视线要使P3能同时挡住P1和P2的像．（6）同样地在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插上大头针P4，使P4能挡住P3本身和P1、P2的像．（7）记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4引直线O′B与bb′交于O′点，连接OO′，OO′就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′．（8）用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数．（9）从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里．（10）用上面的方法分别作出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里．（11）算出不同入射角时sinθ1sin（12）也可用如下方法求折射率n．用圆规以O为圆心，任意长为半径画圆，交入射线于P点，交折射线于Q点；过P作法线的垂线，交于N，过Q作法线的垂线，交于N′；用刻度尺分别测出PN和QN′之长，则n=PN（五）注意事项（1）用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面．严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的两个边aa′、bb′．（2）实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动．（3）大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1和P2间、P3和P4间的距离应尽量大一些，以减少确定光路方向时造成的误差．（4）实验时入射角不宜过小，否则会使入射角和折射角的值偏小，增大测量误差；入射角也不宜过大，否则在bb′一侧要么看不到P1、P2的虚像，要么看到P1、P2的像模糊不清，并且变粗，不便于插大头针P3、P4．（5）由于要多次改变入射角的大小重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号，以免混乱．9．用双缝干涉测量光的波长【知识点的认识】（一）实验目的观察干涉图样，测定光的波长．（二）实验器材双缝干涉仪（包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头）、刻度尺．（三）实验原理双缝干涉中相邻两条明（暗）条纹间的距离△x与波长λ、双缝间距离d及双缝到屏的距离L满足△x=Ldλ（四）实验步骤（1）观察双缝干涉图样①将光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示．②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．④安装双缝，使双缝与单缝的缝平行，二者间距5～10cm．⑤观察白光的干涉条纹．⑥在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．（2）测定单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板中心刻线移动，记下移动的条纹数n和移动后手轮的读数a2，a1与a2之差即n条亮纹的间距．③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l（d是已知的）．④重复测量、计算，求出波长的平均值．⑤换用不同滤光片，重复实验测量其他单色光的波长．（五）注意事项（1）安装器材时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直．（2）光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．（3）调节的基本依据是：照在屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头、遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰的主要原因是单缝与双缝不平行．（4）光波波长