2021新高考物理二轮复习专题限时集训18热学光学实验

专题限时集训(十八)(建议用时：40分钟)1．(多选)下列关于光学现象的说法正确的是()A．其他电磁波和可见光一样，也能产生衍射现象B．水中蓝光的传播速度比红光的慢C．光的偏振现象说明光是纵波D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽ABD[其他电磁波和可见光一样均能发生干涉、衍射现象，故A正确；蓝光的折射率大于红光的折射率，根据v＝eq\f(c,n)可知，水中蓝光的传播速度小于红光的传播速度，故B正确；光的偏振现象说明光是横波，而不是纵波，故C错误；由于红光的波长大于蓝光的波长，故在同一装置上做双缝干涉实验，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，用红光时得到的条纹间距更宽，故D正确。]2．(易错题)油酸酒精溶液中每1000mL有油酸0.6mL，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。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的单分子油膜的形状如图所示。(1)若每一小方格的边长为30mm，则油酸薄膜的面积为________m2；(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为______m3；(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m。[解析](1)每个正方形的面积为S1＝(30mm)2＝9×10－4m2，面积超过正方形面积一半的正方形个数为55个，则油酸薄膜的面积约为S＝55S1＝55×9×10－4m2＝4.95×10－2m2；(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积V＝eq\f(0.6,1000×50)mL＝1.2×10－11m3；(3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子的直径为d＝eq\f(V,S)＝eq\f(1.2×10－11,4.95×10－2)m＝2.4×10－10m。[答案](1)4.95×10－2(2)1.2×10－11(3)2.4×10－10易错点评：在数格数时舍掉全部不足一格的格数。3．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“＋”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4，在插P3和P4时，应使________(填选项前的字母)。A．P3只挡住P1的像B．P4只挡住P2的像C．P3同时挡住P1、P2的像D．在bb′下方竖直插针P3、P4，使P1P2所在直线与P3P4所在直线平行C[实验中要得到光线沿P1、P2经过玻璃砖折射后的光线，应在插P3、P4时，使P3同时挡住P1、P2的像，P4同时挡住P1、P2和P3的像，故选项C正确。]4．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，每103mL油酸酒精溶液中有纯油酸2mL，用注射器测得1mL上述溶液有250滴，则每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为______mL。在浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上，如图所示，把1滴该溶液滴入浅盘里，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，通过数方格数计算出单分子油膜的面积为400cm2，则该油酸分子的直径为________m。若发现痱子粉撒得过多，则实验中得到的油酸分子的直径比油酸分子的真实直径________(选填“大”或“小”)。[答案]8×10－62×10－10大5．(多选)利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，下列说法中正确的是()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ABD[实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝，故A正确；将滤光片由紫色的换成红色的，波长变长，根据干涉条纹间距Δx＝eq\f(L,d)λ知条纹间距变宽，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，条纹间距不变，故C错误；把5个条纹间距数成6个，则Δx减小，根据Δx＝eq\f(L,d)λ，可知波长测量值偏小，故D正确。]6．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，按要求调整好实验装置。(1)为测定相邻两个亮条纹的间距，转动手轮使目镜中能观察到如图甲所示的分划板中心刻度与干涉条纹，记下此时手轮上的读数。然后再次转动手轮，使目镜中能观察到图乙中的________(选填“A”“B”“C”或“D”)所示的分划板中心刻度与干涉条纹，再次记下手轮上的读数。甲ABCD乙(2)测得相邻两个亮条纹间距为Δx，双缝间距为d，单缝与双缝的距离为l1，双缝到屏的距离为l2，则对应的光波波长为________。[解析](1)为了测定相邻两个亮条纹的间距，转动手轮使目镜中能观察到如题图所示的分划板中心刻度与干涉条纹，记下此时手轮上的读数。然后再次转动手轮，使分划板的中心刻线对齐相邻亮条纹的中心，故应选B。(2)根据双缝干涉条纹的间距Δx＝eq\f(l2,d)λ，解得λ＝eq\f(Δxd,l2)。[答案](1)B(2)eq\f(Δxd,l2)7．用圆弧状玻璃砖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P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡柱，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2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O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线。(1)在图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i和折射角r，请在图中的AB分界面上画出这两个角。(3)用所测物理量计算折射率的公式为n＝________。(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当________(选填“小一些”或“大一些”)。(5)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n＝________。[解析](1)连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示。(3)由折射定律可得n＝eq\f(sini,sinr)。(4)为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线