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文档简介
题型15光热实验
目录
第一部分题型解码高屋建瓴,掌握全局
第二部分考向破译微观解剖,精细教学
典例引领方法透视变式演练
考向01热学实验【重难】
考向02光学实验【重难】
考向03光学、热学创新类实验
第三部分综合巩固整合应用,模拟实战
光学和热学实验是高考物理中实验板块的重要组成部分,虽然在整套试卷中所占分值比例适中,尤其
在实行新高考模式的地区,实验题的独立性和综合性逐年增强。
在整个高中物理体系中,光学与热学实验承担着“理论联系实际”的重要功能。光学实验如“测玻璃
折射率”“用双缝干涉测光的波长”,不仅强化学生对光的基本性质的理解,也为波动光学奠定感性基础;
热学实验如“油膜法估测分子大小”“气体定律实验”,则帮助学生建立微观与宏观之间的联系,深化对
热力学规律的认识。这类实验不仅是知识的验证,更是科学探究能力的重要载体。
学生在备考中常见误区包括:对实验原理理解不透,导致公式乱用;光学实验中光路图不规范,符号
标记混乱;热学实验中单位换算、数量级估算失误;创新实验中无法识别实验原型,思维僵化。此外,实
验步骤记忆不清、读数不规范(如游标卡尺、螺旋测微器)也是失分高发点。因此,复习中应强化实验逻
辑、规范操作流程,提升对实验“为什么做、怎么做、得出什么”的整体把握。
考向01热学实验
【例1-1】(2026·海南海口·二模)某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,将1mL纯油酸溶
于酒精,制成了1000mL的油酸酒精溶液,并测得1mL这样的溶液有100滴。
(1)该同学将1滴溶液滴入撒有爽身粉的盛水浅盘中,则滴入浅盘中的油酸的体积为cm3。
(2)待水面稳定后,将带有正方形小方格的玻璃板放在浅盘上,描出的油膜的轮廓如图所示,图中正方形小
方格的边长为1cm,则油酸分子的直径为m。
【例1-2】(2025·河北石家庄·三模)利用如图甲装置做“探究气体等温变化的规律”实验。主要实验步骤如
下:
①将压力表的指针校准到0Pa;
②在柱塞上均匀涂抹润滑油,然后将柱塞移至注射器适当刻度处;
③将橡胶套套在注射器下端的开口处,它和柱塞一起把一段空气柱封闭;
④缓慢推动柱塞,记录多组注射器内气体的体积V及相应的压力表示数p。
(1)请指出以上哪些步骤中存在不妥之处:(填写序号);
(2)甲同学按正确步骤进行了实验,下表为记录的部分实验数据,其中有一次记录的实验数据错误,错误的
是(填对应的实验序号);
实验序号1234
封闭空气柱长度L/cm3.503.002.802.50
封闭空气柱压强p/
1.011.171.261.70
(×105Pa)
1
(3)该同学重新按正确步骤进行实验,根据实验所采集数据绘制了p图像,如图乙所示,出现这种情况的
V
可能原因是(写出一种原因即可)。
1.用油膜法估测油酸分子的大小
装置图操作要点数据处理
Vn
1.算出每滴油酸酒精溶液的体积V0=。
1.取适量纯油酸配制油酸酒精溶液。n
2.用量筒测出体积Vn的溶液的滴数n。2.算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
3.将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上,V。
将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。3.利用坐标纸估算油膜面积S。数格时不足
4.油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上描半个的舍去,多于半个的算一个
V
出油膜轮廓4.算出薄膜的厚度d=(分子直径)
S
用油膜法估测分子的大小实验注意点:
(1)理想化:认为油酸薄膜是由单层的油酸分子紧密排列组成。
(2)模型化:在估测油酸分子大小的数量级时,把每个油酸分子简化为球体。
(3)厚度直径化:认为油膜的厚度等于油酸分子的直径。
2.探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
装置图操作要点数据处理
1.柱塞涂抹润滑油减小摩擦、防止漏气,
保证气体质量不变。
1
2.缓慢改变气体体积,保证气体温度不画出气体等温变化的p-图像,图像是过原点的
V
变。实验中手不能握住注射器倾斜直线,说明压强与体积成反比
3.改变气柱长度,测气柱长度(表示体积)
与压强
【变式1-1】(2025·广东湛江·模拟预测)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中:
所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积,用注射器和量筒测得体积的上述溶液有滴,把
(1)V1V2V0n
一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,
、、
图中油酸薄膜的面积为S,则可求得油酸分子的直径为(用V1V2V0、n、S表示)。
(2)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大,可能是因为___________。
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
C.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
D.用注射器和量筒测V0体积溶液滴数时多记录了几滴
【变式1-2】(2025·新疆·三模)某实验小组用如图甲所示的圆柱形针筒装置探究气体等温变化的规律。
(1)实验中为了控制气体的质量和温度不变,下列操作正确的是______。
A.快速推动柱塞B.缓慢推动柱塞
C.用手握住注射器D.在柱塞上涂抹润滑油
(2)实验中(选填“需要”或“不需要”)测量空气柱的横截面积。
(3)某小组利用测量得到的数据绘制的p—V图像如图乙所示,提高环境温度后重复实验,所得的曲线应位于
图乙中曲线a的(选填“左下侧”或“右上侧”)。该小组同学由图乙中的曲线a(选填“能”或“不
能”)得出一定质量的气体在温度不变时,气体的压强与体积成反比。实验小组若想更直观地探究气体等温
111
变化的规律,应绘制某温度下一定质量气体的(选填“”或“p”)图像。
pVV
考向02光学实验
【例2-1】(2025·福建·高考真题)某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光
器和长方体玻璃缸,玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺,如图(a)所示。实验操作过程如下:
(1)调配一定浓度的糖水,注入水平放置的玻璃缸中。
(2)打开激光器,让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。
(3)调整激光器,使入射点O处于竖直刻度尺的正后方,光路如图(b)所示,其中A点是入射光线与玻
璃缸上边沿所在平面的交点,B点是折射光线与玻璃缸底部的交点,A、B点到法线的距离分别为L1、L2,
到液面的距离分别为h1、h2。测得L1、L2、h1、h2的值,并利用表达式n(用L1、L2、h1、h2表示)
求出糖水折射率。
(4)改变缸内糖水浓度,进行多次实验,将实验数据填入下表。
浓度/%11.821.132.039.151.1
折射率n1.341.361.381.401.42
(5)在图(c)给出的坐标纸上补上浓度32.0%的数据点。分析图中数据点,可知糖水折射率随浓度近
似线性变化,绘制出“n”图线。
(6)由所绘图线可知,糖水浓度每增加10.0%,折射率增大。(结果保留2位有效数字)
【例2-2】(2025·浙江·一模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,
(1)如图甲双缝安装在图甲位置(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)
(2)某次测量条纹间距的时候,由于游标卡尺0刻度处标记不清,目镜测量头显示如图乙所示,箭头为游标
卡尺与主尺对齐处,则读数为mm。
(3)如图甲所示,某同学测得图中装置中A、B、C、D、E之间的距离分别为L1、L2、L3、L4,又测得第1条
亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为x,已知单缝宽度为d1,双缝间距为d2,则该单色光波长的表达
式为。
1.测量玻璃的折射率
装置图操作要点数据处理
1.把白纸固定在木板上。
如装置图,通过画单位圆,可以测量线段代替
2.画线、插针交替进行。
测量角度
补全光路图。
3.sini
1.由n=计算取平均值n。
4.测量入射角i和折射角γ,并查sini和sinsinγ
2.作sini-sinγ图像,其斜率为折射率n
γ的值
2.用双缝干涉实验测光的波长
装置图操作要点数据处理
x-x
1.条纹间距Δx=n1。
1.同轴安装,双缝和单缝的缝平行。n-1
d
2.观察白光和单色光的干涉条纹。2.波长λ=Δx。
L
测量条纹间距,学会使用测量头测条纹间距
3.3.测量多组数据,求λ的平均值
【变式2-1】(2026·陕西延安·一模)如图所示,用“插针法”测量一等腰直角三角形玻璃砖的折射率。主要
步骤如下:
(1)在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点;
(2)将玻璃砖斜边AB沿ab放置,并确定直角边BC的位置ef,cd与ef的交点为O;
(3)在cd上竖直插上大头针P1和P2,从侧面BC透过玻璃砖观察P1和P2,插上大头针P3,要求P3能挡住
(选填“P1”“P2”或“P1和P2”)的虚像;
(4)撤去玻璃砖和大头针,连接P3与O,过P3作ef的垂线,垂足为D,用刻度尺量出OD的长度L1,OP3
的长度L2,则玻璃砖的折射率n。(用题给物理量字母表示)
(5)为了减小实验误差,大头针P3的位置应离O较(选填“近”或“远”)一些。
【变式2-2】(2025·山东·模拟预测)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图1所示。
(1)下列说法中正确的是___________。
A.要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现
B.使用间距更小的双缝,可增加从目镜中观察到的条纹个数
C.测量某条亮纹位置时,应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐
(2)该同学调整好实验装置后,测出双缝间距d0.25mm,双缝到屏的距离l50cm,对干涉条纹进行测量,
并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的螺旋测微器示数如图2所示,则所测光的波长为
nm。
(3)该同学在实验操作中将一厚度为3、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的S1,如图3所示,他观察
到的中点P处为___________(填正确答案前的字母)。
A.亮纹B.暗纹
考向03光学、热学创新类实验
【例3-1】(2024·重庆九龙坡·模拟预测)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pV图像,若图像为曲线即可说明p、V成反比关系
1
(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图线,如果胶管中
p
含有一定质量的气体,作出的图像可能是_______。(填正确答案标号)
A.B.C.
1
(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
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。
【例3-2】(2026·四川雅安·一模)某实验小组用激光笔测量平行玻璃砖的折射率。步骤如下:光屏与玻璃
砖平行放置,记录屏MN和玻璃砖abcd的位置;用激光笔以一定角度照射玻璃砖,记录入射点O1和屏上
∥
光点S1的位置;移走玻璃砖,记录屏上光点S2的位置;做相应辅助线,其中S1O2S2O1,O2PMN,O1、
O2、Q在一条直线上;用刻度尺测得:O2S1=9.90cm,O2Q=7.90cm,S1P=7.10cm,PQ=3.85cm。
(1)记录玻璃砖位置时,某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线,这种操作(选填“正确”或“错误”);
(2)根据所测数据计算玻璃砖的折射率n=(结果保留三位有效数字);
(3)若换用频率更大的激光进行实验,其他条件保持不变,观察到S1与S2的间距(选填“变大”或
“变小”)。
【例3-3】(2025·重庆·三模)洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某次实验时,小南用光电传感器
代替光屏,测量单色光的波长,其原理如图甲所示,单色光从单缝S射出,一部分直接投射到传感器上,
另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。传感器沿矩形的长边(图中竖直方向)
均匀分布着许多光敏单元,各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后,在显示器得到各点的光照强度,
形象地展示亮条纹的分布,得到干涉图像的条纹间距。图乙中a曲线是小南得到的干涉图像。
(1)由图甲可知单缝S到传感器的距离为cm;
(2)单缝S到平面镜的距离d0.3mm,则单色光的波长为nm(保留3位有效数字);
(3)若只把光源换成频率更大的单色光,则新的光强分布是图乙中的(填“b”或“c”)曲线。
1.光学实验创新
光学实验中“测量玻璃的折射率”的原型实验是通过“插针法”获得光路图进行实验的,在创新考法中可以
改变获得光路图的方法进行实验;“用双缝干涉测量光的波长”的实验是用双缝获得相干光源来进行实验的,
在创新考法中可以用反射法获得相干光源进行实验。
2.热学实验创新
热学实验中“用油膜法估测分子的大小”这个实验很难有创新的考法;探究“等温情况下一定质量气体压
强与体积的关系”的原型实验是注射器与压强传感器组合进行,考查玻意耳定律,本实验既可以从实验器材上
进行创新,也可以从实验原理上进行迁移探究“等容情况下一定质量气体压强与温度的关系”。
【变式3-1】(24-25高三上·上海徐汇·期末)利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关
系。
实验室温度保持不变,将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,注射器内封闭一定质量的空气(可看作
理想气体),下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一台托盘,托盘中放入砝码,待气体状态
稳定后,记录气体压强p和体积V(气体体积V等于注射器示数V0与塑料管容积V之和),逐次增加砝
码质量,采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
(1)在放置砝码到气体状态稳定的过程中:封闭气体的分子平均动能(变大B.变小C.不变),
气体(A.吸热B.放热C.既不吸热也不放热)
(2)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的气
1
体。(A.p与V成正比B.p与成正比)
V
(3)若气体被压缩到V=10.0mL,由图乙可读出封闭气体压强为Pa(保留3位有效数字)。
(4)同桌甲乙两名同学进行实验时,甲同学在记录数据时漏掉了V,则在计算pV乘积时,他的计算结果与
同组正确记录数据的乙同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而(A.增大B.减小)。若
1
图乙是乙同学绘制的,请在图乙上大致画出甲同学的p曲线。
V
【变式3-2】(25-26高三上·河北雄安·期末)某同学用激光笔和透明半圆柱形玻璃砖测量玻璃的折射率,实
验过程如下:
(1)在水平桌面上依次放置白纸和玻璃砖,让光屏ef与玻璃砖直径ab平行,在白纸上标记玻璃砖的界面、
圆心O点及光屏ef位置,玻璃砖与光屏交于P点,如图甲所示;
(2)激光笔发出的激光对准玻璃砖的O点入射,在光屏上得到一个亮点,在白纸上标记激光笔位置Q和
亮点M;多次改变入射角,测得入射角i和折射角r,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出如图乙所
示的图像,由该图像可知该玻璃的折射率n;
(3)本实验也可以这样操作,用游标卡尺测出玻璃砖的半径为R,如图丙所示,游标卡尺的读数为R
cm;
(4)在白纸上根据标记作出激光的光路,并做QO的延长线与ef交于N点;用刻度尺测出P点与M、N
两点间的距离分别为d1和d2,则玻璃的折射率表达式n[用(3)(4)中测量的物理量对应的字母
表示];
(5)为了减小实验相对误差,激光在O点入射时的入射角应尽量(选填“大”或“小”)。
【变式3-3】(2025·福建·模拟预测)1834年,爱尔兰物理学家洛埃,利用平面镜成功得到了杨氏干涉的结
果。洛埃镜实验的基本装置如图甲所示,S为单色光源,M为平面镜,S光源直接发出的光和经过平面镜M
反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离L和到平面镜的垂直距离a可分别由图丙和图丁读出,
光的波长为,在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。黄光的波长范围为570~600nm。
(1)图丙的测量工具名称是,游标卡尺的读数为cm。
(2)已知光屏上第一条亮条纹到第七条亮条纹之间间距为6.6mm,则该单色光的波长nm(结果保
留三位有效数字),该单色光为光(选填“红”,“黄”或“蓝”)。
(3)某同学做实验时,平面镜意外倾斜了某微小角度。若沿AO向左略微平移平面镜,干涉条纹间距
将;若,沿OA向任意位置略微平移平面镜,干涉条纹间距不变。
(4)若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为b,平面镜宽为c,则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度
为(用L、a、b和c表示)
1.(2024·云南·模拟预测)某同学在做“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所示。
(1)该实验中的理想化假设是。
A.将油膜看成单分子层油膜
B.考虑了各油酸分子间的间隙
C.将油酸分子看成球形
(2)坐标纸中每个小正方形方格的边长为1cm,该同学测出油酸分子的直径是m(结果保留一位有效数字)。
(3)该学生完成实验后,查阅资料发现计算出的油酸分子直径偏大,可能的原因是。
A.在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些
B.在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上,这个拿
错的注射器的针管比原来的粗,每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大
C.在计算油膜面积时,把凡是半格左右的油膜都算成了一格,导致计算的面积比实际面积大一些
2.(21-22高二下·陕西咸阳·月考)(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);
(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:
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mL;
③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是m。(结果保留两位有效数字)
(3)如果实验中油膜没有完全散开,测得的油酸分子直径。(选填“偏大”或“偏小”)
3.(2024·山西晋中·二模)如图甲所示,用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体压强与体
积的关系,实验中所研究的对象是封闭在注射器内的气体,保持温度和气体质量不变,从注射器刻度直接
读出它的体积,它的压强由压强传感器等计算机辅助系统得到。
(1)某同学在做本实验时,按实验要求组装好实验装置,然后缓慢推动活塞,使注射器内空气柱从初始体积
20.0mL减为12.0mL。实验共测出五组数据,每次体积值直接从注射器的刻度读出并输入计算机,同时由压
强传感器测得对应体积的压强值,实验完成后,计算机屏幕上显示出如下表所示的实验结果:
序号(组)12345
V(mL)20.018.016.014.012.0
p(×105Pa)1.021.131.381.451.68
以上测量数据可能错误的是第组。
(2)某同学在一次实验中,计算机屏幕显示如图乙所示,其纵坐标表示封闭气体的压强,则横坐标表示的物
理量是封闭气体的。
A.热力学温度TB.摄氏温度t
1
C.体积VD.体积的倒数
V
(3)如果由注射器的满刻度处开始推动活塞,记录刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p,
1
用V图像处理实验数据,得出图丙所示的图线,如果实验操作规范正确,那么V0代表。
p
4.(2024·河南·三模)某同学想探究气体压强与体积的关系。如图(a)所示仪器,在一有毫米刻度的直尺
上固定一根一端封闭的细直均匀玻璃管,封闭端内腔顶部对准直尺的零刻度线,管内有一段被水银封闭的
空气柱。
操作步骤如下:
①如图(b)所示,用铁支架固定木板,钉上白纸,用重锤检查使木板竖直,并在纸上作出一条竖直方向的
直线。
②使直尺贴近白纸。从刻度尺上读出空气柱长度l;用铅笔画出水银柱长度h'。
③将h'投影到竖直线上,量出水银柱投影的高度h(mm),将所得l、h的值填入事先设计好的表格中。
④使玻璃管在图示平面内按不同角度倾斜,逐次测出l、h值并填入表内。
⑤分别计算封闭气体压强p值、体积V值(由于玻璃管是均匀的,设其截面积为S)。
根据实验完成下列填空:
(1)测得本地大气压强值为h0(mmHg),若某次使玻璃管开口向上竖直放置,测得空气柱长度l1。水银柱投
影h1,则此状态下,空气柱的压强写做p1(h0h1)mmHg。另一次使玻璃管开口向下竖直放置(水银未溢
出),测得空气柱长度l2,水银柱投影h2。若实验成功,则h0、l1、h1、l2、h₂应验证满足的关系为。
(2)为了更直观得出气体的压强p和体积V是否成反比例关系,可将p-V图像转化为图像。
(3)①将被封闭的空气柱置于另一温度环境中,重复实验操作步骤;②换用不同气柱重复实验操作步骤。综
合实验和日常学习可以总结出“气体的体积和压强成反比”成立的条件为:。
5.(2024·广东佛山·二模)在探究气体压强与体积关系实验中,某兴趣小组设计如图实验装置.已知重力
加速度为g,注射器气密性和导热良好且外界环境温度保持不变,不计一切摩擦.
(1)用刻度尺测得注射器刻度上40mL到50mL的长度为1cm,注射器活塞的横截面积为Scm2;
(2)取下沙桶,向右拉动活塞一段距离后,用橡胶套堵住注射孔,此时的气体压强为大气压p0;
(3)挂上沙桶,稳定后,测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m,则气体压强的表达式p2;
(请选用p0、g、S、m表示)
(4)在沙桶内适量添加沙子,重复步骤(3);
11
(5)以沙桶的总质量m为纵轴,以为横轴,绘制m图像,其图像如图乙所示,图中横轴截距为a,
VV
纵轴截距为b,可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积V0,实验时当地的大气压强
p0。(请选用a、b、g、S表示)
6.(2024·全国·模拟预测)两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。
(1)第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律,注射器中密封了一定质量的
气体。
①实验过程中,下列操作正确的是。(填正确答案标号)
A.应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积
B.实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量
C.推拉柱塞时,手不可以握住整个注射器
D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好,以保证空气柱的质量一定
②实验时,缓慢推动活塞,注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低,测得多组空
1
气柱的压强p和体积V的数据,则实验得到的p图像应为下图中的。(填正确答案标号)
V
(2)第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验,实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提
1
下,测得多组压强p和体积V的数据并作出V图像,发现图线不过坐标原点,如图丙所示。造成这一结
p
果的原因是;图丙中V0的物理含义是。
7.(2025·河南·一模)某实验小组的同学在测定玻璃砖的折射率时,从实验室选择了截面为直角三角形的
玻璃砖,∠C=θ,其中BC和AC面为光学面,实验时在BC下侧插了两枚大头针P1、P2,且P1P2⊥BC,并
在AC面的上侧按正确操作插入另两枚大头针P3、P4,如图甲所示。
(1)在插大头针P4时,应保证________;
A.P4挡住P3B.P4挡住P3和P2的像C.P4挡住P3和P1、P2的像
(2)在处理实验数据时,甲同学用量角器测量了出射光线P3、P4与AC界面的夹角也为θ,则玻璃砖的折射率
为n=,乙同学以出射点O为圆心,适当的长度为半径画圆,圆与入射光线、出射光线的交点分别
为a、b,过a、b两点作法线的垂线,垂足分别为c、d,如图乙所示,用刻度尺测量圆的半径为R,ac=L1,
bd=L2,则玻璃砖的折射率为n=。
8.(2025·四川眉山·模拟预测)如图所示,某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中,先将白纸平铺在木板上
并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交
点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有__________
A.插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像
B.插上大头针P3,使P3挡住P1的像和P2的像
C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3
D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像
(2)过P3、P4作直线交bb'于O',过O'作垂直于bb'的直线NN',连接OO'。测量图中角和的大小。则
玻璃砖的折射率n;
(3)如图所示,该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb'的间距画斜了。若其他操作正确,则折射率的测量值
准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
9.(2025·福建福州·模拟预测)某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率,准备的器材有
玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如图是该小组设计的实验方案示意图,下面是该小组的探究步骤:
①用刻度尺测量玻璃砖的直径d;
②把白纸固定在水平桌面上,在白纸上建立直角坐标系xoy,将玻璃砖放在白纸上,使其底面圆心和直径
分别与O点和x轴重合,再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置;
③打开激光笔开关,让激光笔发出的激光束始终指向圆心O射向玻璃砖,从y轴开始在xoy平面内缓慢移
动激光笔,在某一位置时,刻度尺上出现两个清晰的光点,通过刻度尺读取两光点与x轴的距离分别为L1、
L2(L1L2);
请回答下面问题:
(1)甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为(用测得的d、L1、L2表示);
(2)乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置,直到刻度尺上恰好只有一个光点,读取该光点与x轴的距离
为L3,计算该玻璃砖的折射率为(用测得的d、L3表示);
(3)比较甲、乙两同学测量折射率的方案,(选填“甲”或“乙”)同学的测量误差更小,理由是;
(4)在操作步骤②中,刻度尺没有与x轴严格垂直,而是逆时针偏离垂直x轴位置,则甲同学测得的折射率
较真实值是(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
10.(2025·重庆·模拟预测)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1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,并用刻度尺分别测量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yx图像,如图2所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________
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)若该同学在步骤②之前,不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,则玻璃砖折射率的测量结果
(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
11.(2025·甘肃甘南·模拟预测)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长,实验装置如图所示,其中测
量头包括毛玻璃屏、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
(1)在实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和测量头,打开并调节光源,使光束沿遮光筒的轴线
把毛玻璃屏照亮,装上单缝和双缝并使二者相互(选填“平行”或“垂直”)。
(2)该同学分别用红色、绿色滤光片,对干涉条纹进行测量,并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游
标尺读数,如表所示:
单色光类
x1/mmx6/mm
别
单色光110.6018.64
单色光28.4418.08
根据表中数据,判断单色光1为(选填“红光”或“绿光”)。
(3)已知双缝间距d2.0104m,测得双缝到屏的距离L=0.600m,可得所测单色
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