2025版衡水中学学案高考物理二轮专题与专项第1部分专题7第18讲含答案及解析

第一部分专题七第18讲A组·基础练1.(2024·福建卷)一束光以入射角i(i>0)射入透镜，遇反射膜反射，垂直射到反射膜则原路返回成为激光。已知透镜对蓝光折射率大于绿光，则透镜中蓝光折射角________(大于，等于，小于)绿光，若此时激光为蓝光，要变为绿光，则________(顺时针，逆时针)改变入射角。【答案】小于顺时针【解析】根据折射定律可得n＝eq\f(sini,sinr)，由于透镜对蓝光折射率大于绿光，则透镜中蓝光折射角小于绿光折射角；若此时激光为蓝光，要变为绿光，根据n＝eq\f(sini,sinr)，由于绿光的折射率较小，为了保证折射角不变，则入射角i应减小，即顺时针改变入射角。2.(2024·山西晋中模拟)图甲所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：(1)观察条纹时看不清，为观察到清晰条纹，可以进行的操作是________。A．取走凸透镜B．拆除目镜C．调节拨杆使单缝与双缝平行(2)某同学用双缝干涉实验仪测量光的波长：a．实验中选用的双缝间距为d，双缝到像屏的距离为L，在像屏上得到的干涉图样如图所示，分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝________；b．分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图所示，则其读数为________mm。【答案】(1)C(2)a.eq\f(x2－x1d,6L) B．31.10【解析】(1)实验中要观察到清晰的干涉条纹，应使单缝和双缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。故选C。(2)a.相邻明亮条纹的间距为Δx＝eq\f(x2－x1,6)＝eq\f(L,d)λ，得λ＝eq\f(x2－x1d,6L)；b．其读数为31mm＋2×0.05mm＝31.10mm。B组·综合练3.(2024·湖北卷)某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA′和BB′，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA′，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图(a)所示。②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。④分别过M、P作BB′的垂线MM′、PP′，M′、P′是垂足，并用米尺分别测量MM′、PP′的长度x和y。⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出y－x图像，如图(b)所示。(1)关于该实验，下列说法正确的是________(单选，填标号)。A．入射角越小，误差越小B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差C．选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显(2)根据y－x图像，可得玻璃砖的折射率为________(保留三位有效数字)。(3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。【答案】(1)B(2)1.57(3)不变【解析】(1)入射角适当即可，不能太小，入射角太小，导致折射角太小，测量的误差会变大，故A错误；激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差，故B正确；相同的材料在各点的折射效果都一样，故C错误。故选B。(2)设半圆柱体玻璃砖的半径为R，根据几何关系可得入射角的正弦值为sini＝eq\f(y,R)折射角的正弦值为sinr＝eq\f(x,R)，折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(y,x)可知y－x图像斜率大小等于折射率，即n＝eq\f(44,28)≈1.57。(3)根据(2)中数据处理方法可知若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果不变。4.(2024·山西晋中三模)油酸可以在水面扩展成单分子油膜。实验小组利用这一原理测定油酸的分子直径(将油酸分子视为球状模型)。(1)实验步骤：①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；②用注射器吸取油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；③往方口浅盘里倒入适当深度的水；④往水面上均匀撒上薄薄的一层爽身粉，然后用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓；⑤将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板，放在画有边长为a的正方形小方格的坐标纸上；⑥数出轮廓范围内小方格的总数为N。(2)实验误差分析：油膜未充分散开时描下轮廓，则所测分子直径________(填“偏大”或“偏小”)；测量油酸溶液体积时，量筒读数造成的误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)。(3)原理：由上述实验步骤测得的数据(V1、V2、n、V0、a、N)可得油酸分子直径的表达式为d＝________。(4)估算：实验室的方形浅盘规格为40cm×40cm，用注射器滴出的一滴油酸酒精溶液的体积约为0.02mL，油酸分子的直径按6×10－10m估算，为使实验尽可能精确，配制的油酸酒精溶液浓度eq\f(V1,V2)应选________(填选项序号)。A．eq\f(1,200) B．eq\f(1,500)【答案】(2)偏大偶然误差(3)eq\f(V1V0,NnV2a2)(4)B【解析】(2)油膜未充分散开时描下轮廓，导致面积的测量值偏小，所以直径测量值偏大。读数误差为偶然误差。(3)根据d＝eq\f(V,S)，又V＝eq\f(V0,n)×eq\f(V1,V2)，S＝Na2，可得d＝eq\f(V1V0,NnV2a2)。(4)由题给数据计算轮廓面积，若选B，则S＝eq\f(0.02×10－6×\f(1,500),6×10－10)＝667cm2若选A，则S＝1667cm2，因方形浅盘的面积为1600cm2，所以选B。5.(2024·广西来宾模拟)在“测量玻璃的折射率”实验中，某实验小组做了如下操作：(1)如图甲，先将方格纸平铺在木板上并用图钉固定，长方体玻璃砖平放在纸上，然后在方格纸中画出玻璃砖与空气的两个界面MM′和NN′。在相应位置插上P1、P2两枚大头针。然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。某学生在插第三枚大头针P4时，在视线中看到P1、P2两枚大头针“断”成了a、b、c、d四截，如图乙所示。正确的做法是让P3同时挡住________。A．a、b B．c、dC．a、c D．b、d(2)请根据实验原理在图甲中补全光路图，并标注出界面MM′的入射角i和折射角r，通过分析实验数据解得玻璃砖的折射率n＝________(结果保留两位小数)。(3)如图所示，在实验过程中画出界面MM′后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面NN′到图中虚线位置，而在作光路图时界面MM′仍为开始所画的，则所测得的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。【答案】(1)B(2)见解析图1.50(3)偏大【解析】(1)在本实验中P3应挡住P1、P2透过玻璃砖的像而不是P1、P2，图中a、b为P1、P2，c、d为P1、P2透过玻璃砖的像，即应让P3同时挡住c、d。故选B。(2)光路图如图所示，由折射定律得，玻璃砖的折射率n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(\f(3,\r(32＋22)),\f(2,\r(22＋32)))＝1.50。(3)在实验过程中，画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面NN′画到图中虚线位置，而在作光路图时界面MM′仍为开始所画的，实际光线如图中的O′Q所示，而作图光线如图中OQ所示，导致折射角偏小，所测得的折射率偏大。6.(2024·重庆九龙坡模拟)用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。(1)下列说法或操作正确的是________。(填正确答案标号)A．在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄露B．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活塞改变气体体积C．实验过程中应保持周围环境温度不变D．多测几组p、V数据，记录并作出p－V图像，若图像为曲线即可说明p、V成反比关系(2)在操作规范，不漏气的前提下，某同学测得多组压强p和体积V的数据并作出V－eq\f(1,p)图线，如果胶管中含有一定质量的气体，作出的图像可能是________。(填正确答案标号)(3)在同一温度环境下，另一位同学对两部分气体重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，得到的p－eq\f(1,V)图像如图乙所示。两次操作中气体的温度分别为TA和TB，则TA和TB的大小关系为TA______(填“>”“<”或“＝”)TB。【答案】(1)AC(2)C(3)>【解析】(1)本实验必须保证气体质量一定，在注射器柱塞上涂抹润滑油可以防止封闭气体泄露，故A正确；实验必须保证气体温度一定，用手握住注射器或迅速推拉活塞会使气体温度升高，故B错误，C正确；p－V图像为双曲线的一支才能说明p、V成反比，故D错误。故选AC。(2)若橡胶管中含有一定质量的气体，由p(V＋V0)＝C，得V＝Ceq\f(1,p)－V0即V－eq\f(1,p)图像为一次函数，纵轴截距为负数。故选C。(3)取任一等容过程，由图可知pA>pB；eq\f(pV,T)＝C，可知TA>TB。7.(2024·湖北黄冈二模)近年来，对折射率为负值(n<0)的负折射率人工材料的研究备受关注。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵循折射定律，但折射角取负值。即折射光线和入射光线位于界面法线同侧。某同学用图乙所示装置测量该材料对红光的折射率，在空气中(可视为真空)放置两个完全相同的用负折射率材料制作的顶角为θ的直角三棱镜A、B，在棱镜B下方有一平行于下表面的光屏，两棱镜斜面平行且间距为d。一束红色激光，从棱镜A上的P点垂直入射。(1)该同学先在白纸上记录两平行斜边位置，放上两三棱镜后，插针P1、P2的连线垂直于A上表面，若操作无误，则在图中下方的插针应该是()A．P3P6 B．P3P8C．P5P6 D．P7P8(2)若θ＝30°，激光通过两棱镜后，打在光屏上的点偏离入射光线的水平距离为2d，该材料折射率n＝________。(3)记录棱镜B的斜边位置后，操作时不小心把棱镜B往下方平移了少许距离(使两棱镜实际距离略大于d)，则该材料折射率n的测量值的绝对值会________。