高考物理总复习巩固练习 热学、光学实验复习

【巩固练习巩固练习】 1、(2015 广州一模) 油滴在水平面上形成如图所示的单分子油膜，可估测分子的大小， 用该方法估测油酸分子大小，需要测量油酸的（ ） A. 质量和密度 B. 体积和密度 C. 质量和体积 D. 体积和油膜面积 2、将 1ml 的油酸溶于酒精，制成 200ml 的油酸酒精溶液已知 1ml 溶液有 60 滴，取 1 滴 这样的油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，最终在水面上形成了面积为 0.15m2的 油膜，试由此估算油酸分子的直径 3、在做用油膜法估测分子大小的实验中，用油酸酒精的浓度为每 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，坐标中正方 形方格的边长为 1cm，试求： （1）油酸膜的面积是多少 cm2。 （2）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积。 （3）按以上实验数据估测出油酸分子直径。 4、（2015 江苏卷）人造树脂时常用的眼镜片材料，如图所示，光线射在一人造树脂立方 体上，经折射后，射在桌面上的 P 点，已知光线的入射角为 30， OA=5cm，AB=20cm，BP=12cm，求该人造树脂材料的折射率 n。 5、一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)现 要测定此玻璃的折射率给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针 4 枚(P1、P2、P3、P4)、带 有刻度的直角三角板、量角器 实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行 的表面与纸面垂直在纸上画出直线 aa和 bb，aa表示镀银 的玻璃表面，bb表示另一表面，如图所示然后，在白纸上竖直插上两枚大头针 P1、P2(位置如图)用 P1、P2的连线表示入射光线 （1）为了测量折射率，应如何正确使用大头针 P3、P4 _ _ _. （试在图中标出 P3、P4的位置） （2）然后移去玻璃砖与大头针试在图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射 角 1与折射角 2.简要写出作图步骤 _ _ _. （3）写出用 1、2表示的折射率公式为 n_. 6、如图实所示，一半圆形玻璃砖外面插上 P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡 住 P1、P2所成的像，则该玻璃砖的折射率 n_.有一同学把大头针插在 P1和 P2位 置时， 沿着 P4、P3的方向看不到大头针的像其原因是 _ _ 7、学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折 射率的仪器，如图所示，在一个圆盘上，过其圆心 O 作两条互相垂直的直径 BC、EF在 半径 OA 上，垂直盘面插上两枚大头针 P1、P2并保持 P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘 的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径 BC 相平，EF 作为界面的法线，如右 图所示。而后在图中右上方区域观察 P1、P2的像，并在圆周上插上大头针 P3，使 P3正好 挡住 P1、P2，同学们通过计算，预先在圆周 EC 部分刻好了 折射率的值，这样只要根据 P3所插的位置，就可直接读出液 体折射率的值，则： （1）若AOF30，OP3与 OC 的夹角为 30，则 P3处 所对应的折射率的值为_ （2）图中 P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大? _ （3）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率的值应为_ 8、如图所示为用某种透光物质制成的直角三棱镜 ABC，在垂直于 AC 面的直线 MN 上插两枚 大头针 P1、P2，在 AB 面的左侧透过棱镜观察大头针 P1、P2的像， 调整视线方向，直到 P1的像_，再在观察的这一侧 先后插上两枚大头针 P3、P4，使 P3_， 使 P4_,记下 P3、P4的位置.移去大头针和三棱镜，过 P3、 P4作直线与 AB 面相交于 D，量出该直线与 AB 面的夹角为 45； 则该透光物质的折射率 n 为_，并在图中画出正确 完整的光路图. 9、用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O 为玻璃砖界面的圆心，是入射光线跟 玻璃砖平面垂直，如图所示的四个图中 P1、P2、P3、和 P4是四个学生实验插针的结果 （1）在这四个图中肯定把针插错了的是_. （2）在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是_，计算玻璃的折射率的公式是 _. 10、如图所示，在一盛满水的大玻璃缸下面放一能发出红光的小电珠，在水面上观察，可 以看到一圆形发光面，测出发光面的直径 D 及水的深度 h，则 （1）该红光在水中的折射率是多少？ （2）如果把小电珠换成能发射紫光的小电珠，圆形发光面的直径 D 将如何变化？ 11、在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）： 下列说法哪一个是错误的_。 （填选项前的字母） A调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 B测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐 C为了减少测量误差，可用测微目镜测出 n 条亮纹间的距离 a，求出相邻两条亮纹间 距x/(1)anV 测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为_mm。 12、 （1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图 1 所示，和为两带狭缝光阑， 其中为_ （填：“单缝”或“双缝”）光阑，它的作用是_. （2）已知双缝到光屏之间的距离是 600mm，双缝之间的距离是 0.20mm，单缝到双缝之间 的距离是 100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对 准某条亮纹（记作第 1 条）的中心，这时手轮上的示数如右图 2 所示然后他转动测量头， 使分划板中心刻线对准第 8 条亮纹的中心，这时手轮上的示数如右图 3 所示则图 2 示数 为 _mm，条纹间距为_ mm （3）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 _ A增大单缝和双缝之间的距离 B增大双缝和光屏之间的距离 C将红色滤光片改为绿色滤光片 D增大双缝之间的距离 13、现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它 们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。 （1）将白光光源 C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学 元件的字母排列顺序应为 C、_、A。 （2）本实验的步骤有： 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； 按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； 用米尺测量双缝到屏的距离； 用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。 在操作步骤时还应注意_和_。 （3）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第 1 条亮纹，此时手 轮上的示数如图 2 所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对 齐，记下此时图 3 中手轮上的示数_mm，求得相邻亮纹的间距 x 为 _mm。 （4） 已知双缝间距 d 为 2.010-4m，测得双缝到屏的距离 l 为 0.700m，由计算式 =_，求得所测红光波长为_nm。 14、 （2015 陕西联考）如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中是光 源，是滤光片，是单缝，是双缝，是光屏，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹 之间距离的是（ ） A. 增大和之间的距离 B. 增大和之间的距离 C. 将绿色滤光片改成红色滤光片 D. 增大双缝之间的距离 【答案与解析答案与解析】 1、 【答案】D 【解析】该实验中油酸分子呈现球形分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积 与面积相除求出油膜的厚度，从而求出分子的直径，因此只要知道了油酸的体积和油膜的 面积，即可求出油酸分子的直径，故 A、B、C 错误，D 正确。 2、 【答案】 10 5.6 10m 【解析】1 滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 693 111 1010 2006012 Vm 所以每个油酸分子的直径 910 1 105.6 10 12 0.15 V Dmm S 3、 【答案】 （1）由图形状 S=106cm2（2） 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 （3）油酸分子直径 6 8 10VmL 10 7.5 10dm 【解析】 （1）由图形状，其中正方形方格 87 个，用补偿法近似处理，可补 19 个整小方 格，实际占小方格 87+19=106 个，那么油膜面积 S=1061cm2=106cm2 （2）由 1mL 溶液中有 75 滴，1 滴溶液的体积mL 1 75 又每 104mL 溶液中有纯油酸 6mL， mL 溶液中纯油酸的体积 1 75 6 4 1 6 75 8 10 10 VmLmL （3）油酸分子直径 6 10 8 10 7.5 10 106 V dcmm S 4、 【答案】1.5 【解析】设折射角为 ，由折射定律有 sin30=nsin。由几何关系知，sin PBOA OP 且，代入数据解得。 22 ()()OPPBOAAB 449 (1.5) 14 nn或 5、【答案】 （1） （2）见解析；（3） 1 2 sin sin n 【解析】 （1）在 bb一侧观察 P1、P2(经 bb折射、aa 反射，再经 bb折射后)的像，在适 当的位置插上 P3，使得 P3与 P1、P2的像在一条直线上， 即让 P3挡住 P1、P2的像；再插上 P4，让它挡住 P2及 P1的 像和 P3.P3、P4的位置如图所示 （2）过 P1、P2作直线与 bb交于 O； 过 P3、P4作直线与 bb交于 O； 利用刻度尺找到 OO的中点 M； 过 O 点作 bb的垂线 CD，过 M 点作 bb的垂线与 aa相交于 N，如图所示，连接 ON； P1OD1，CON2. （3）由折射率的定义可得 1 2 sin sin n 6、 【答案】，原因见解析。31.73n A 【解析】由图可知，当光由空气进入玻璃时，入射角 160，折射角 230. 所以. 1 2 sin 31.73 sin n A 当光由玻璃射入空气时，若 1C，则发生全反射，而，当针插在 13 sin 3 C n P1P2时，入射角 160C，已发生全反射 7、【答案】 （1）1.73（2）P4（3）1。 【解析】 （1）若 OP3与 OC 的夹角为 30，即入射角为 60，AOF30，即折射角为 30，根据折射定律，则 P3处所对应的折射率的值为 sin60 31.73 sin30 n A （2）P4处所对应的入射角较大，则所对应的折射率值大。 （3）作AO的延长线交圆周于K，P1、P2位置不变，从KO入射的光线不发生折射，即折射 率等于 1. 8、【答案】被 P2的像挡住；挡住 P1、P2的像；挡住 P1、P2的像和 P3；2 光路图见解析。 【解析】光路图如图，光线经过 BC 面反射后射向 AB 面， 由几何关系知入射角为 30，又折射角为 45， 所以. sin45 2 sin30 n 9、【答案】 （1）A（2）D sin sin i n r 【解析】 （1）垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入 射光线平行（除过圆心的光线），A 选项错. （2）测量较准确的是图 D，因 B 图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C 图 的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差.测量 出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率. sin sin i n r 10、【答案】 （1）折射率；（2）会减小。 22 4Dh n D 【解析】 （1）光路图如图所示 “在水面上观察，可以看到一圆形发光面” ，说明发生了全反射， 而，所以折射率. 22 2 sin () 2 D C D h 1 sinC n 22 4Dh n D （2）如果将红光换成紫光，则折射率将增大，临界角 C 减小，因此水面上的圆形发光面 会减小，即 D 会减小。 11、 【答案】 （1）A 1.970 【解析】调节光源高度时，不能放上单缝和双缝，不然不会得到沿遮光筒轴线的光 束。 手轮的读数为 1.5mm+0.01mm47.0=1.970mm. 12、 【答案】 （1）单缝 获得线光源 （2）0.642 1.890 （3）B 【解析】 （1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，是光源，是滤光片，是单缝单 缝的作用是为了获取线光源 （2）图 2 螺旋测微器的固定刻度读数为 0.5mm，可动刻度读数为 0.0114.2mm=0.142mm，最终读数为 0.642mm 图 3 螺旋测微器的固定刻度读数为 13.5mm，可动刻度读数为 0.0137.0=0.370mm，最终读 数为 13.870mm条纹间距mm 13.8700.642 1.890 8 1 x A （3）根据知，增大单缝和双缝的距离，条纹间距不变，d 增大，条纹间距变小； L x d L 增大，条纹间距增大；将红色滤光片改为绿色滤光片，波长变小，条纹间距变小ACD 错误，故 B 正确 13、【答案】 （1）滤光片 E、单缝 D、双缝 B （2）还应注意使单缝和双缝间距 5cm10cm 和使单缝与双缝相互平行；（3）13.870 2.310；（4），6.6102 d x l nm。 【解析】 （1）滤光片 E、单缝 D、双缝 B （2）还应注意使单缝和双缝间距 5cm10cm 和使单缝与双缝相互平行 （3）由图 3 读出 13.50+0.370=13.870 mm，由图 2 读出 2.00+0.320=