专题20 热学和光学实验（专题专练）（全国适用）（原卷版及解析）

1/2专题20热学和光学实验目录第一部分风向速递洞察考向，感知前沿第二部分分层突破固本培优，精准提分A组·保分基础练题型01热学实验题型02光学实验题型03光学创新实验题型04热学创新实验B组·抢分能力练第三部分真题验证对标高考，感悟考法1．（2025·山东青岛·三模）图甲为用光传感器做双缝干涉实验的装置，单色光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面带有白色狭长矩形的小盒是光传感器，沿矩形长边分布着许多光敏单元，传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出来。某实验小组要用该装置在暗室里检测一块玻璃板的厚度是否均匀，若厚度不均匀，进一步精确测量其厚度差。（计算结果均保留2位有效数字）请回答下面问题：(1)该小组同学检测前先测量所用单色光的波长：调整双缝的高度和光传感器位置，显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的实线所示，则相邻两条亮纹（或暗纹）间距Δx=mm；该小组又测得双缝到光传感器的距离L=53.33cm，已知双缝间距d0=0.25mm，则该单色光的波长λ=m；(2)保持双缝和光传感器的位置不变，将玻璃板紧贴挡板放置，如图丙所示，此时显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的虚线所示，说明（选填“S1”或“S2”）处玻璃板较厚。已知玻璃板对该单色光的折射率为n=1.5，则S1与S2两处玻璃板的厚度差Δd=m。2．（2026·河北·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（O′D的长度L1，O′P3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。3．（2025·广西南宁·二模）如图甲所示，用一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体，烧瓶容积为V0。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连，压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。某同学利用此装置探究一定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系。步骤如下：①打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门；②根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p；③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。(1)正确操作后，发现气体的压强随体积的减小而增大，若以p为纵坐标、以为横坐标的图像为近乎过原点的倾斜直线（用题中字母表示），可认为在误差允许范围内气体的压强与体积成反比；(2)若以为纵坐标（选填“V”“”）、以为横坐标，可画出如图乙所示的图像，则注水前封闭气体的体积为（用图中字母表示）。01热学实验4．（24-25高三上·四川内江·期末）用“油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下：A．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓B．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉C．将1mL纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液D．把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为20mm）E.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积(1)上述步骤中，正确的顺序是（填步骤前的字母）。(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中，酒精的作用是______。A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B．有助于测量一滴油酸的体积C．有助于油酸的颜色更透明便于识别D．对油酸溶液起到稀释作用(3)如图，为描出的油酸膜轮廓，油酸膜的面积约为。(4)已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为m（保留两位小数）。(5)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由_______。A．油酸未完全散开B．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴5．（2025·河南郑州·三模）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，小红将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，用注射器测得溶液为80滴。(1)某次实验，小红把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘，待液面稳定后，呈现出如图甲所示的“锯齿”边沿图样，出现该图样的可能原因是___________；A．浅盘中装的水量过多 B．油酸酒精溶液滴的过少C．油酸酒精溶液放置时间过久 D．痱子粉撒得太多，且厚度不均匀(2)小红调整后再次实验，把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘，待液面稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，其形状如图乙所示，坐标方格中正方形的边长为，则滴入浅盘中的纯油酸体积为，由此可估测出油酸分子的直径是m。6．（2025·安徽·模拟预测）某实验小组的同学在实验室利用图示的实验装置完成“探究一定质量气体的压强和体积的关系”实验。

(1)实验时，为判断气体的压强和体积的定性关系，填“需要”或“不需要”测出针筒内空气柱的横截面积；(2)关于该实验，下列说法正确的是_____；（填选项前字母序号）A．推拉活塞时，动作要慢B．实验中要用手握住针筒前端以保持注射器稳定C．若实验中不慎将活塞拉出针筒，将活塞塞回针筒后可继续实验(3)若连接注射器与压强传感器的塑料管内的气体体积不能忽略，小组同学测得注射器内气体压强为p，体积为V，为了在直角坐标系中得到直线，应该作填“”或“图线，图线与纵轴的截距为。7．（2025·河北·模拟预测）用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。(1)关于实验下列说法正确的是________；A．实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器在实验过程中晃动B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔(2)封闭气体的压强缓慢增大时，封闭气体（填“从外界吸热”或“向外界放热”）；(3)某实验小组进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了图像，如图1、2图线所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度（填“>”、“<”或“=”）；若两次实验气体的温度不变，则气体质量（填“>”、“<”或“=”）。02光学实验8．（2026·云南·模拟预测）在“插针法测量玻璃折射率”的实验中，、是玻璃砖的边界，、、、是正确操作下插的大头针的位置，为入射点，如图甲所示。据此回答下列问题。(1)在插大头针时______A．只需挡住的像B．只需挡住的像C．需要同时挡住和的像(2)请将图甲中的光路图补充完整。(3)正确作出光路图后，实验小组以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、作法线的垂线，垂足分别为、点，如图乙所示。则玻璃的折射率为。（用图乙中线段的字母表示。）9．（2025·山东济南·二模）激光束具有方向性好、亮度高等特点。某同学用激光测半圆形玻璃砖的折射率，实验步骤如下：A．将白纸固定在木板上，画出一条直线。将半圆形玻璃砖的直径边与直线平行放置在白纸上，记录半圆形玻璃砖的圆心的位置；B．从玻璃砖另一侧用平行白纸的激光笔从圆弧上的点沿方向射入玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为；C．保持入射光方向不变，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为；D．以点为圆心，以为半径画圆，交延长线于点；E．过点作直线的垂线，与直线相交于点，过点作延长线的垂线，与延长线相交于点。(1)实验中，测得的长度为，的长度为，的长度为，该玻璃砖的折射率可以表示为________；A． B． C． D．(2)若步骤B中，将入射光线以点为圆心平行于纸面逆时针转动到某处时，折射光线恰好消失，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，确定此时在直线上插针的位置为，测得，则该玻璃砖的折射率大小为；(3)用（2）中方法测量折射率时，记录好点位置后，不小心将玻璃砖沿直径方向向左平移了少许，但实验时仍保证光线在点恰好发生全反射，则折射率的测量值（选填“偏大”或“偏小”）。10．（2025·湖南娄底·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：单色光类别单色光110.6018.64单色光28.4418.08根据表中数据，可知单色光1的相邻亮条纹间距为mm，判断单色光1为（选填“红光”或“绿光”）。(3)已知双缝间距，测得双缝到屏的距离，可得所测单色光2的波长（结果保留两位有效数字）。11．（2025·江西·模拟预测）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按要求安装在光具座上，如图甲所示。(1)测量过程中，图甲中遮光筒上方①号装置为拨杆，其作用为调节单缝与双缝的角度使其相互(选填“平行”或“垂直”)。(2)图甲中②号装置的名称是（选填“光屏”或“目镜”）。(3)将测量头的分划板中心刻线与图乙中亮条纹A中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与亮条纹B中心对齐，此时手轮上的示数如图丁所示，则相邻亮条纹的间距为mm(结果保留3位有效数字)。(4)若双缝间距，光屏与双缝间的距离为，则所测光的波长为nm。03光学创新实验12．（25-26高三上·江苏南京·开学考试）某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个用刻度尺测横截面为半圆形玻璃砖折射率的实验，他们进行的主要步骤是：水平放置的光屏MN与玻璃砖直径AB垂直并相切于A点，一束单色光S从空气中射向半圆玻璃砖的圆心，结果在光屏MN上出现两个光斑C、D，如图所示，测得OC和OD的长度分别为a、b。(1)根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式：n=。(2)为减小实验测量误差，实验中应适当单色光在o点的入射角（填“增大”或“减小”）。(3)如图所示，某同学用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点。②将玻璃砖直径面沿ab放置，使其半径的中点位于O点，并确定圆弧侧面的位置。③在cd上竖直插上大头针和，从圆弧侧面透过玻璃砖观察和，插上大头针，要求能挡住（“选填“”“”或“和”）的虚像。④确定出射光线的位置（选填“需要”或“不需要”）第四枚大头针。⑤撤去玻璃砖和大头针，测得从圆弧面出射的光线与直线cd的夹角为，则玻璃砖的折射率。13．（2025·甘肃庆阳·一模）兴趣小组同学学习了折射率的概念后，分别测量一圆柱形玻璃砖和一液体的折射率。(1)用圆柱形玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使的像被的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针、，使挡住、的像，挡住、的像和。①在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图甲所示，请在图甲上画出所需的光路；②为了测量出玻璃砖的折射率，在确定玻璃砖的圆心后，需要测量的物理量有、（要求在图甲上标出相应物理量的字母）；③计算折射率的公式为（用测量得到的物理量的字母表示）。(2)测某种液体的折射率时，如图乙所示，将刻度尺直立在装满透明液体的宽口瓶中（液体未漏出），从瓶口上方处沿方向观察瓶口，刚好看到刻度尺上点刻度和点的倒影重合在一起，刻度尺右边缘与宽口瓶右内壁间的距离，由此可知，瓶内液体的折射率（结果保留三位有效数字）。14．（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，为单色光源，为平面镜，光源直接发出的光和经过平面镜反射的光形成一对相干光。光源到光屏的垂直距离和到平面镜的垂直距离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。

(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，平面镜宽为，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为（用、、和表示）15．（2025·浙江绍兴·三模）“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示。(1)下列说法正确的是（）A．上下拨动拨杆可使单缝与双缝平行B．透镜的作用是使射向单缝的光更集中C．转动目镜可使条纹与分划板竖直刻线平行D．仅将红色滤光片改为绿色滤光片条纹间距将变大(2)经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向，在测量头观察到的单色光干涉条纹可能是（）A．B．C．D．04热学创新实验16．（24-25高三下·浙江·开学考试）某同学利用如图甲所示装置做探究一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积关系的实验。步骤如下：①将一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连。②将压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。③打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门。④根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p。⑤多次实验，记录多组数据，分析得出结论。(1)正确进行实验后，该同学根据实验数据画出的图像如图乙所示，其中的纵坐标为（选填“V”或“”），烧瓶的容积V0为。（用图中字母表示）(2)另一同学重复实验，计算了多组p与（V0﹣V）乘积，发现p（V0﹣V）随压强p增大而变小，导致这个现象的原因可能为。（写出一个原因即可）17．（2024·安徽·模拟预测）某实验小组利用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。实验步骤如下：（1）用刻度尺测出固定在水平桌面上的注射器刻度上10mL与30mL之间的距离为2.00cm，计算出注射器活塞的横截面积；（2）向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，活塞静止时，读出注射器中气体的体积；（3）挂上沙桶，活塞与滑轮之间的细线保持水平，在沙桶中缓慢加入适当沙子，待活塞静止后，测量沙子的质量m和对应气体的体积V；（4）改变m，得到多组m及对应的V；以m为纵坐标，为横坐标，做出的图像如图乙所示。已知图线的纵截距为，斜率的绝对值为k，当地的重力加速度为g；不考虑摩擦，注射器的气密性以及导热性良好且环境温度不变，则根据图线可得沙桶的质量为，实验时的大气压强为。（均用已知和测得的物理量符号表示）18．（23-24高三上·福建莆田·开学考试）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.5mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1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甲所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：（1）本实验体现的物理思想方法为。A．控制变量法B．理想化模型C．极限思想法D．整体法与隔离法（2）油酸分子的直径是m。（结果保留两位有效数字）（3）某次实验时，该小组四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径偏大的是。A．甲同学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取一溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗B．乙同学用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为81滴C．丙同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格D．丁同学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了（4）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏伽德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏伽德罗常数的表达式为。19．（2024·浙江·三模）使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。(1)为了探究压强p与体积V的关系，在测得需要的实验数据后，为达到“探究”的实验目的，用图像法进行数据分析，从下列选项中选出需要的步骤并按顺序排列______。A．作图像，根据画出的图线猜测p与V的关系B．作图像，根据画出的图线猜测p与V的关系C．作图像，对p与V关系的猜测进行检验D．作图像，对p与V关系的猜测进行检验E．检验正确，得出p与V关系的结论(2)第1小组为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，进行了两次实验，得到的图像如图2所示。第2小组根据某次实验数据作出的图如图3所示。下列说法正确的是______A．实验前应将注射器里的空气完全排出B．为了减少实验误差，可以在柱塞上涂上润滑油，以减少摩擦C．由图2可知，第1小组的两次实验气体温度大小关系为D．如图3所示，若第2小组实验操作正确，则为联通空气柱与压力表细管的体积(3)如图4所示，小明从状态A缓慢拉升柱塞，使其到达状态B（体积为）。若此时突然提升柱塞，使其快速到达体积，则此时对应下图中的状态（填“C”、“D”、“E”、“F”）（图中A、B、E为同一等温线上的点）20．（2025·云南玉溪·模拟预测）如图所示，某玻璃砖的横截面为四分之一圆，一同学现用插针法测量其折射率。（1）在白纸上画直线AB、BC、DE，使，。（2）将玻璃砖的两直角边沿AB、BC放置，将AC圆弧与DE的交点记为P。（3）在DE上AB左侧插上大头针，在AC圆弧右侧插上大头针，使挡住的像，且与间距及与P间距宜适量（选填“大”或“小”）一点。（4）移走玻璃砖，连接，连接BP并延长作为法线。（5）测得BP与DE的夹角为α，与DE的夹角为β。（6）玻璃砖的折射率为。（7）在步骤（3）中，若该同学在插上大头针前不小心将玻璃砖向左平移了少许，位置如图中虚线所示，但该同学没发觉，其他操作均无误，则该同学所测得的折射率。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）21．（2025·河南·一模）如图所示，某同学在“测量玻璃的折射率”实验中，先在白纸上画一条直线，画出一直线代表入射光线，让玻璃砖的一个面与直线重合，再画出玻璃砖另一个面所在的直线，然后画出过点的法线。(1)在上、位置竖直插两个大头针，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使挡住，插上大头针，让挡住（选填“”“”或“”、“”的像），然后再插上大头针挡住和、的像。(2)连接、并延长与交于点，连接。为了便于计算折射率，以为圆心适当的半径画圆，与交于点，与交于点，过、两点分别向法线作垂线和，并用刻度尺测出和的长度分别为和，折射率（用、表示）。(3)在确定玻璃砖边界线时，下列哪种错误会导致折射率的测量值偏大___________。A． B．C． D．22．（2025·云南·模拟预测）某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距，双缝到毛玻璃的距离，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为。完成下列填空：(1)相邻两条亮条纹间的距离；(2)根据可算出波长（填正确答案标号）；A． B． C．(3)则待测发出光的波长为（结果保留3位有效数字）。23．（2024·河北·模拟预测）某实验小组采用等腰直角三角形玻璃砖做“测玻璃砖的折射率”实验，操作步骤如下：（1）将一张白纸固定在平整的木板上，将直角边长为l的玻璃砖放在白纸上，描出玻璃砖的轮廓ABC，取走玻璃砖，画一条平行于AC的直线DE，与AB边交点标记为O点，并在此直线上插四个大头针1、2、3、4，如图1，再将玻璃砖放到刚才描绘的三角形轮廓位置。（2）一同学在AC侧透过玻璃砖观察大头针，发现无论眼睛怎么移动、怎么前后平移玻璃砖（玻璃砖左边缘始终与纸上描绘的AB边重合），始终无法实现“大头针2挡住大头针1”，其原因可能是。（3）另一同学在BC侧透过玻璃砖观察大头针，前后平移玻璃砖（玻璃砖左边缘始终与纸上描绘的AB边重合），直到大头针4挡住大头针1、2、3；在白纸上描出此时玻璃砖的轮廓AʹBʹCʹ，测出AʹO距离为a。（4）若，此玻璃砖的折射率为（结果可保留根号）。（5）若（3）中，描绘玻璃砖轮廓AʹBʹCʹ前，不小心将玻璃砖向前平移了少许（玻璃砖左边缘仍与纸上描绘的AB边重合），则测量值真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。24．（2025·浙江宁波·三模）(1)某物理小组同学尝试用两个平面镜做类似双缝干涉测量光的波长实验。两平面镜、的放置如图1所示，两镜面相交于垂直于纸面的线，且夹角接近。垂直纸面的线光源发出单色光照射两平面镜，能在光屏上观察到明暗相间的条纹。关于本实验，下列说法正确的是________（多选）A．光屏上观察到的条纹是等间距的B．光源关于两平面镜的虚像、可视为两个相干光源C．其他条件不变，仅把光屏右移，光屏上的条纹间距会变大D．若把两镜面间的夹角增大到，光屏上仍可观察到明暗相间的条纹(2)另一组同学在做“薄膜干涉”实验时，分别用红光和蓝光照射薄膜，形成的干涉图样如图2中A和B所示，其中图（选填“A”或“B”）是红光形成的干涉图样。25．（2025·山东聊城·三模）某兴趣小组利用如图甲所示装置研究光的波动性。О处为单色激光笔，A处为狭缝片。B处为水平放置的光强传感器。(1)若仅改变图甲中AB间的距离，先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图乙，图丙所示﹐下列判断中正确的是___________A．A处为双缝，图乙中AB间的距离大B．A处为双缝，图丙中AB间的距离大C．A处为单缝，图乙中AB间的距离大D．A处为单缝，图丙中AB间的距离大(2)若在A处安装双缝，测出OA间的距离为，AB间的距离为；连续四条亮纹间的距离为，使用的双缝间距为d，则该激光的波长为；(3)在利用此装置测量激光的波长时，下列说法中正确的是__________A．适当增加OA间的距离可以减小测量误差B．适当增加AB间的距离可以减小测量误差C．实验中应保证OAB连线与接收器B垂直26．（2025·辽宁·二模）(1)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中（实验装置如图），下列说法正确的是（）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．测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐C．为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距D．某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，可以采用的方法是改用蓝光作为入射光(2)已知双缝到光屏之间的距离，双缝之间的距离，单缝到双缝之间的距离，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示，A位置读数为mm。则入射光的波长m（结果保留两位有效数字）。27．（2024·安徽·三模）学校物理小组的同学们利用如图甲所示的实验装置探究一定质量的气体等压变化规律。注射器竖直固定在铁架台上，其中密封了一定质量的气体，柱塞上固定一重物，被密封的空气柱浸没在烧杯的液体中，液体中放置有温度计（图中未标出）。忽略柱塞与注射器之间的摩擦，通过改变烧杯内液体温度读取多组温度、体积数值，并作体积-温度图像。(1)下列说法正确的是___________（填选项字母）。A．温度计位置应尽量远离空气柱B．柱塞上应涂上润滑油C．每次改变烧杯中液体的温度时，应立即读出空气柱的体积(2)某同学作出体积-热力学温标图像如图乙所示，图像不过原点的原因可能是。(3)保持密封空气柱质量不变，改变重物质量，通过两次实验作出体积-热力学温标图像得到两条直线如图丙所示。若两条直线斜率分别为、，两次重物及柱塞的总质量分别为、，柱塞横截面积为S，重力加速度为g，则大气压强可表示为（使用题中所给字母表示）。28．（2024·河北·二模）某学习小组在验证玻意耳定律实验中，利用手机测压强的软件barometer来测量气体压强，小组同学找来了一个量程为550mL的粗口针筒（图甲）和一个容积为的特制玻璃杯，二者用软管连接，玻璃杯中放入手机用来测筒内气体压强，推动针筒活塞改变筒内气体体积，装置示意图如图乙所示。实验步骤如下：①按图乙所示连接装置；②缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的容积刻度，读出手机上对应的压强示数；③重复步骤②多次，记录活塞在不同位置的容积刻度V，读出手机上对应的压强示数p。(1)本实验中下列做法正确的是_______。（填选项标号）A．为保证读数准确，应快速推动活塞到某一位置，待示数稳定后再读数B．实验过程中，不能用手直接接触圆筒，以免引起温度的变化C．实验前在柱塞上涂好润滑油，主要是为了减少柱塞和筒壁间的摩擦力(2)筒内气体容积刻度记为V，从手机上读出对应气体压强示数记为p，利用记录数据建立如图丙所示坐标系，为使图像为过原点的直线，横坐标轴物理量记为，纵坐标轴应记为（忽略软管内气体体积和手机体积，用题目中所给物理量表示）。(3)若考虑软管内气体体积和手机体积，且，则图丙中图像应与（选填“横轴”或“纵轴”）相交。29．（2024·北京东城·一模）做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。(1)下列实验步骤的正确顺序是（填写实验步骤前的序号）。a．往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上b．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定c．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小d．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积e．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上(2)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n滴，把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，图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积；可求得油酸分子的直径为（用、n、S表示）。(3)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．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴30．（2025·北京·高考真题）(1)下列实验操作，正确的是________（填选项前的字母）。A．用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球并同时开始计时B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流电压挡测电压C．用多用电表测电阻前应先把两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点(2)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。①双缝应该放置在图1中处（填“A”或“B”）。②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为。(3)某电流表出现故障，其内部电路如图3所示。用多用电表的欧姆挡检测故障，两表笔接时表头指针不偏转，接和时表头指针都偏转。出现故障的原因是________（填选项前的字母）。A．表头断路 B．电阻断路 C．电阻断路31．（2024·浙江·高考真题）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和B、顶角大小为）的折射率。①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点；②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B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确定出射光线的位置（选填“需要”或“不需要”第四枚大头针；⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率n=。32．（2024·安徽·高考真题）某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验．(1)为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。（填正确答案标号）A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点C．实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差(2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率（填“大”或“小”）(3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角，测得折射角分别为、，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃n介质（填“”或“”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。33．（2023·广东·高考真题）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下：（1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界（2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射，到达面上的点后反射到点射出．用大头针在白纸上标记点、点和激光笔出光孔的位置②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于点，如图（a）所示

③用刻度尺测量和的长度和．的示数如图（b）所示，为。测得为

（3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式；由测得的数据可得折射率为（结果保留3位有效数字）（4）相对误差的计算式为。为了减小测量的相对误差，实验中激光在点入射时应尽量使入射角。34．（2024·河北·高考真题）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，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。该同学调整好实验装置后，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（填“红光”或“绿光”）。

专题20热学和光学实验目录第一部分风向速递洞察考向，感知前沿第二部分分层突破固本培优，精准提分A组·保分基础练题型01热学实验题型02光学实验题型03光学创新实验题型04热学创新实验B组·抢分能力练第三部分真题验证对标高考，感悟考法1．（2025·山东青岛·三模）图甲为用光传感器做双缝干涉实验的装置，单色光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面带有白色狭长矩形的小盒是光传感器，沿矩形长边分布着许多光敏单元，传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出来。某实验小组要用该装置在暗室里检测一块玻璃板的厚度是否均匀，若厚度不均匀，进一步精确测量其厚度差。（计算结果均保留2位有效数字）请回答下面问题：(1)该小组同学检测前先测量所用单色光的波长：调整双缝的高度和光传感器位置，显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的实线所示，则相邻两条亮纹（或暗纹）间距Δx=mm；该小组又测得双缝到光传感器的距离L=53.33cm，已知双缝间距d0=0.25mm，则该单色光的波长λ=m；(2)保持双缝和光传感器的位置不变，将玻璃板紧贴挡板放置，如图丙所示，此时显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的虚线所示，说明（选填“S1”或“S2”）处玻璃板较厚。已知玻璃板对该单色光的折射率为n=1.5，则S1与S2两处玻璃板的厚度差Δd=m。【答案】(1)1.67.5×10-7(2)S23.0×10-6【详解】（1）[1]由图可知，相邻亮条纹间距为[2]根据条纹间距公式可得（2）[1]当玻璃板紧贴挡板放置时，光线通过玻璃板后会产生光程差，由于玻璃对光的折射率大于空气，光在玻璃中传播的速度较慢，因此通过玻璃板的光线的光程增大，由乙图可知，干涉条纹向右移动，说明光线通过S2处玻璃板后的光程比S1长，所以S2处玻璃较厚；[2]由乙图可知，条纹移动了两个条纹间距，则，代入数据解得2．（2026·河北·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（O′D的长度L1，O′P3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。【答案】P1和P2远【详解】[1]实验要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要挡住P1和P2的像；[2]作出光线在分界面处的法线，如图所示根据折射定律可得[3]为了减小实验误差，大头针P3的位置应离O'较远一些，光线所在的方向更准确。3．（2025·广西南宁·二模）如图甲所示，用一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体，烧瓶容积为V0。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连，压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。某同学利用此装置探究一定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系。步骤如下：①打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门；②根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p；③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。(1)正确操作后，发现气体的压强随体积的减小而增大，若以p为纵坐标、以为横坐标的图像为近乎过原点的倾斜直线（用题中字母表示），可认为在误差允许范围内气体的压强与体积成反比；(2)若以为纵坐标（选填“V”“”）、以为横坐标，可画出如图乙所示的图像，则注水前封闭气体的体积为（用图中字母表示）。【答案】(1)(2)【详解】（1）设烧瓶容积为V0，由玻意耳定律则有p（V0−V）=C得以为横坐标的图像为近乎过原点的倾斜直线。（2）设烧瓶容积为V0，由玻意耳定律则有p（V0−V）=C得所以图线的纵坐标是V，图线的纵截距为容器的体积，则有V0=n01热学实验4．（24-25高三上·四川内江·期末）用“油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下：A．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓B．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉C．将1mL纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液D．把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为20mm）E.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积(1)上述步骤中，正确的顺序是（填步骤前的字母）。(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中，酒精的作用是______。A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B．有助于测量一滴油酸的体积C．有助于油酸的颜色更透明便于识别D．对油酸溶液起到稀释作用(3)如图，为描出的油酸膜轮廓，油酸膜的面积约为。(4)已知50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为m（保留两位小数）。(5)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由_______。A．油酸未完全散开B．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴【答案】(1)CEBAD(2)D(3)0.0244(4)(5)BD【详解】（1）实验步骤可按时间顺序、逻辑关系进行排序，首先是准备阶段：将1mL纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液（步骤C），将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积（步骤E）；其次是操作阶段：向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉（步骤B），把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓（步骤A），把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为20mm）（步骤D），所以正确的顺序是CEBAD。（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的密度，使油酸分子尽可能的少在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜；故选D。（3）根据描出的油膜轮廓，不足半格的舍去，超过半格的按一格计算，得出共有61格，则油膜面积为（4）1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为油酸分子直径为（5）A．油酸未完全散开，则会使S偏小，d偏大，故A不符合题意；B．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，油酸所占的比例变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则会使V偏小，d偏小，故B符合题意；D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，根据公式可知，一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积会偏小，这将导致纯油酸体积的计算值小于实际值，则会使V偏小，d偏小，故D符合题意；C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则会使S偏小，d偏大，故C不符合题意；故选BD。5．（2025·河南郑州·三模）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，小红将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，用注射器测得溶液为80滴。(1)某次实验，小红把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘，待液面稳定后，呈现出如图甲所示的“锯齿”边沿图样，出现该图样的可能原因是___________；A．浅盘中装的水量过多 B．油酸酒精溶液滴的过少C．油酸酒精溶液放置时间过久 D．痱子粉撒得太多，且厚度不均匀(2)小红调整后再次实验，把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘，待液面稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，其形状如图乙所示，坐标方格中正方形的边长为，则滴入浅盘中的纯油酸体积为，由此可估测出油酸分子的直径是m。【答案】(1)D(2)【详解】（1）A．浅盘中装的水量过多，一般不会直接导致出现“锯齿”边沿图样，故A错误。B．油酸酒精溶液滴的过少，只会使形成的油膜面积较小，不会产生“锯齿”边沿，故B错误。C．油酸酒精溶液放置时间过久，可能会使溶液浓度发生变化，但不会直接形成“锯齿”边沿，故C错误。D．痱子粉撒得太多，且厚度不均匀，会使油酸在水面上扩散时受到的阻力不均匀，从而导致呈现出“锯齿”边沿图样，故D正确。故选D。（2）[1]则滴入浅盘中的纯油酸体积为[2]由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约为70个，油膜的面积为油分子直径6．（2025·安徽·模拟预测）某实验小组的同学在实验室利用图示的实验装置完成“探究一定质量气体的压强和体积的关系”实验。

(1)实验时，为判断气体的压强和体积的定性关系，填“需要”或“不需要”测出针筒内空气柱的横截面积；(2)关于该实验，下列说法正确的是_____；（填选项前字母序号）A．推拉活塞时，动作要慢B．实验中要用手握住针筒前端以保持注射器稳定C．若实验中不慎将活塞拉出针筒，将活塞塞回针筒后可继续实验(3)若连接注射器与压强传感器的塑料管内的气体体积不能忽略，小组同学测得注射器内气体压强为p，体积为V，为了在直角坐标系中得到直线，应该作填“”或“图线，图线与纵轴的截距为。【答案】(1)不需要(2)A(3)【详解】（1）由玻意耳定律有，等式两边的面积消去了，所以不需要测出针筒内空气柱的横截面积。（2）A．为了保证气体的温度不变，推拉活塞时，动作要慢，故A正确；B．用手握住注射器，会改变气体的温度，故B错误；C．若实验中不慎将活塞拉出针筒，气体的质量发生变化，应该重新做实验，故C错误。故选A。（3）[1][2]塑料管中的气体体积为，则，则有，所以应作图，且图线与纵轴的截距为：。7．（2025·河北·模拟预测）用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。(1)关于实验下列说法正确的是________；A．实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器在实验过程中晃动B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔(2)封闭气体的压强缓慢增大时，封闭气体（填“从外界吸热”或“向外界放热”）；(3)某实验小组进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了图像，如图1、2图线所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度（填“>”、“<”或“=”）；若两次实验气体的温度不变，则气体质量（填“>”、“<”或“=”）。【答案】(1)BD(2)向外界放热(3)【详解】（1）A．从实验要求可知，实验前将注射器固定好就可以防止实验过程中注射器晃动，用手扶住注射器外壁会导致封闭气体的温度升高，故A错误；B．在活塞上适量涂上润滑油，可减少摩擦并保证密封性，防止漏气，故B正确；C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了防止动作过快导致封闭气体的温度升高，故C错误；D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔，故D正确。故选BD。（2）若封闭气体的压强缓慢增大，则外界对气体做功使气体的体积减小，，为了保证气体温度保持不变，则，根据热力学第一定律可知故封闭气体向外界放热。（3）[1]若两次实验气体的质量一定，根据理想气体状态方程可知可得故图像的斜率为由于所以[2]两次实验气体的温度不变，气体分子对器壁的平均撞击力相同，由图可知在气体体积相同时，说明第一次实验时气体的分子数密度更大些，所以气体的分子数更多些，所以02光学实验8．（2026·云南·模拟预测）在“插针法测量玻璃折射率”的实验中，、是玻璃砖的边界，、、、是正确操作下插的大头针的位置，为入射点，如图甲所示。据此回答下列问题。(1)在插大头针时______A．只需挡住的像B．只需挡住的像C．需要同时挡住和的像(2)请将图甲中的光路图补充完整。(3)正确作出光路图后，实验小组以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、作法线的垂线，垂足分别为、点，如图乙所示。则玻璃的折射率为。（用图乙中线段的字母表示。）【答案】(1)C(2)见解析(3)【详解】（1）在插大头针时需要同时挡住和的像，故选C。（2）先确定玻璃砖下面的出射光线，再画出玻璃砖中的光线，如图（3）玻璃的折射率为9．（2025·山东济南·二模）激光束具有方向性好、亮度高等特点。某同学用激光测半圆形玻璃砖的折射率，实验步骤如下：A．将白纸固定在木板上，画出一条直线。将半圆形玻璃砖的直径边与直线平行放置在白纸上，记录半圆形玻璃砖的圆心的位置；B．从玻璃砖另一侧用平行白纸的激光笔从圆弧上的点沿方向射入玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为；C．保持入射光方向不变，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，记录此时在直线上插针的位置为；D．以点为圆心，以为半径画圆，交延长线于点；E．过点作直线的垂线，与直线相交于点，过点作延长线的垂线，与延长线相交于点。(1)实验中，测得的长度为，的长度为，的长度为，该玻璃砖的折射率可以表示为________；A． B． C． D．(2)若步骤B中，将入射光线以点为圆心平行于纸面逆时针转动到某处时，折射光线恰好消失，移走玻璃砖，在直线上垂直木板插大头针，使其正好挡住激光，确定此时在直线上插针的位置为，测得，则该玻璃砖的折射率大小为；(3)用（2）中方法测量折射率时，记录好点位置后，不小心将玻璃砖沿直径方向向左平移了少许，但实验时仍保证光线在点恰好发生全反射，则折射率的测量值（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】(1)B(2)/1.25(3)偏大【详解】（1）根据折射定律可得，玻璃砖的折射率。故选B。（2）根据题意可知结合几何关系，有根据几何关系，有根据折射定律可得，玻璃砖的折射率（3）不小心将玻璃砖沿直径方向向左平移了少许，实验时仍保证光线在点恰好发生全反射，入射角偏小，折射角不变，则折射率的测量值偏大。10．（2025·湖南娄底·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：单色光类别单色光110.6018.64单色光28.4418.08根据表中数据，可知单色光1的相邻亮条纹间距为mm，判断单色光1为（选填“红光”或“绿光”）。(3)已知双缝间距，测得双缝到屏的距离，可得所测单色光2的波长（结果保留两位有效数字）。【答案】(1)平行(2)1.608绿光(3)【详解】（1）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，为了使得干涉条纹清晰可见，应使单缝和双缝相互平行。（2）[1]根据表格中的数据可知，单色光1的相邻亮条纹间距为[2]根据表格中的数据可知，单色光2的相邻亮条纹间距为结合上述解得根据双缝干涉条纹间距公式可得结合上述解得由于绿光的波长小于红光波长，知单色光1是绿光。（3）对单色光2，根据干涉条纹公式有结合上述与题中数据解得11．（2025·江西·模拟预测）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按要求安装在光具座上，如图甲所示。(1)测量过程中，图甲中遮光筒上方①号装置为拨杆，其作用为调节单缝与双缝的角度使其相互(选填“平行”或“垂直”)。(2)图甲中②号装置的名称是（选填“光屏”或“目镜”）。(3)将测量头的分划板中心刻线与图乙中亮条纹A中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与亮条纹B中心对齐，此时手轮上的示数如图丁所示，则相邻亮条纹的间距为mm(结果保留3位有效数字)。(4)若双缝间距，光屏与双缝间的距离为，则所测光的波长为nm。【答案】(1)平行(2)目镜(3)1.65(4)660【详解】（1）①号装置为拨杆，其作用为调节单缝与双缝的角度使其相互平行。（2）②号装置的名称是目镜。（3）相邻亮条纹的间距为（4）根据可知03光学创新实验12．（25-26高三上·江苏南京·开学考试）某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个用刻度尺测横截面为半圆形玻璃砖折射率的实验，他们进行的主要步骤是：水平放置的光屏MN与玻璃砖直径AB垂直并相切于A点，一束单色光S从空气中射向半圆玻璃砖的圆心，结果在光屏MN上出现两个光斑C、D，如图所示，测得OC和OD的长度分别为a、b。(1)根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式：n=。(2)为减小实验测量误差，实验中应适当单色光在o点的入射角（填“增大”或“减小”）。(3)如图所示，某同学用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点。②将玻璃砖直径面沿ab放置，使其半径的中点位于O点，并确定圆弧侧面的位置。③在cd上竖直插上大头针和，从圆弧侧面透过玻璃砖观察和，插上大头针，要求能挡住（“选填“”“”或“和”）的虚像。④确定出射光线的位置（选填“需要”或“不需要”）第四枚大头针。⑤撤去玻璃砖和大头针，测得从圆弧面出射的光线与直线cd的夹角为，则玻璃砖的折射率。【答案】(1)(2)减小(3)和不需要【详解】（1）OC所在光线为反射光线，OD所在光线为折射光线，则玻璃砖折射率的表达式为（2）为减小实验测量的误差，OC、OD的距离应适当大些，所以实验中应适当减小单色光在О点的入射角。（3）③[1]要求和在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过，故要挡住和的虚像；④[2]与ab垂直，则过、的光线与ab垂直，光垂直入射时传播方向不变，因此可以确定圆弧面上的入射点，此时只需要找到折射光线上一点即可确定出射光线，故不需要插第四枚大头针。⑤[3]由图中几何关系结合题给条件可知，在圆弧面上入射角为，折射角为，则有13．（2025·甘肃庆阳·一模）兴趣小组同学学习了折射率的概念后，分别测量一圆柱形玻璃砖和一液体的折射率。(1)用圆柱形玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使的像被的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针、，使挡住、的像，挡住、的像和。①在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图甲所示，请在图甲上画出所需的光路；②为了测量出玻璃砖的折射率，在确定玻璃砖的圆心后，需要测量的物理量有、（要求在图甲上标出相应物理量的字母）；③计算折射率的公式为（用测量得到的物理量的字母表示）。(2)测某种液体的折射率时，如图乙所示，将刻度尺直立在装满透明液体的宽口瓶中（液体未漏出），从瓶口上方处沿方向观察瓶口，刚好看到刻度尺上点刻度和点的倒影重合在一起，刻度尺右边缘与宽口瓶右内壁间的距离，由此可知，瓶内液体的折射率（结果保留三位有效数字）。【答案】(1)入射角i折射角r(2)1.13【详解】（1）①[1]所需的光路如图②[2][3]根据折射定律得知要测量玻璃折射率，需要测量入射角i和折射角r③[4]计算折射率的公式为（2）设入射角为i，折射角为r，由几何关系可得，所以折射率14．（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，为单色光源，为平面镜，光源直接发出的光和经过平面镜反射的光形成一对相干光。光源到光屏的垂直距离和到平面镜的垂直距离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。

(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，平面镜宽为，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为（用、、和表示）【答案】(1)毫米刻度尺0.025(2)734红光(3)变大0(4)【详解】（1）[1][2]图丙的测量工具名称是毫米刻度尺，游标卡尺的读数为（2）[1][2]根据公式，联立解得其中，解得波长大于黄光波长，为红光。（3）[1][2]画出光路图有

沿OA向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出双缝的间距即S与像的间距减小，则干涉条纹间距变大。若，则沿OA向任意位置略微平移平面镜，双缝间距不变，干涉条纹间距不变。（4）画出光路图

根据几何关系，打到最上面的点到P点距离设为，则打到最下面的点到P点距离设为，则出现干涉条纹区域的竖直长度为15．（2025·浙江绍兴·三模）“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示。(1)下列说法正确的是（）A．上下拨动拨杆可使单缝与双缝平行B．透镜的作用是使射向单缝的光更集中C．转动目镜可使条纹与分划板竖直刻线平行D．仅将红色滤光片改为绿色滤光片条纹间距将变大(2)经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向，在测量头观察到的单色光干涉条纹可能是（）A．B．C．D．【答案】(1)B(2)CD【详解】（1）A．左右拨动拨杆可使单缝与双缝平行，故A错误；B．透镜的作用是使射向单缝的光更集中，故B正确；C．转动测量头可使条纹与分划板竖直刻线平行，故C错误；D．根据可知，仅将红色滤光片改为绿色滤光片，波长减小，则条纹间距将变小，故D错误。故选B。（2）经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向，在测量头观察到的单色光干涉条纹应保持竖直且与分划板的中心刻线平行，分划板的中心刻线处于光屏中心。故选CD。04热学创新实验16．（24-25高三下·浙江·开学考试）某同学利用如图甲所示装置做探究一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积关系的实验。步骤如下：①将一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连。②将压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。③打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门。④根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p。⑤多次实验，记录多组数据，分析得出结论。(1)正确进行实验后，该同学根据实验数据画出的图像如图乙所示，其中的纵坐标为（选填“V”或“”），烧瓶的容积V0为。（用图中字母表示）(2)另一同学重复实验，计算了多组p与（V0﹣V）乘积，发现p（V0﹣V）随压强p增大而变小，导致这个现象的原因可能为。（写出一个原因即可）【答案】(1)Vn(2)烧瓶密封不严有漏气【详解】（1）[1][2]设烧瓶容积为V0，由玻意耳定律则有p（V0﹣V）＝C解得所以图线的纵坐标是V，图线的纵截距为容器的体积，则有V0＝n（2）p（V0﹣V）这个乘积与物质的量有关，与气体温度有关，实验中发现p（V0﹣V）乘积变小，有可能是实验过程中烧瓶密封不严有漏气导致的。17．（2024·安徽·模拟预测）某实验小组利用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。实验步骤如下：（1）用刻度尺测出固定在水平桌面上的注射器刻度上10mL与30mL之间的距离为2.00cm，计算出注射器活塞的横截面积；（2）向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，活塞静止时，读出注射器中气体的体积；（3）挂上沙桶，活塞与滑轮之间的细线保持水平，在沙桶中缓慢加入适当沙子，待活塞静止后，测量沙子的质量m和对应气体的体积V；（4）改变m，得到多组m及对应的V；以m为纵坐标，为横坐标，做出的图像如图乙所示。已知图线的纵截距为，斜率的绝对值为k，当地的重力加速度为g；不考虑摩擦，注射器的气密性以及导热性良好且环境温度不变，则根据图线可得沙桶的质量为，实验时的大气压强为。（均用已知和测得的物理量符号表示）【答案】10.00【详解】（1）[1]注射器活塞的横截面积（4）[2][3]不挂砂桶时，注射器的气体的压强为，体积为，挂上砂桶，加入沙子后，气体的压强为，根据玻意耳定律，有解得可知，解得，18．（23-24高三上·福建莆田·开学考试）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.5mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1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甲所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：（1）本实验体现的物理思想方法为。A．控制变量法B．理想化模型C．极限思想法D．整体法与隔离法（2）油酸分子的直径是m。（结果保留两位有效数字）（3）某次实验时，该小组四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径偏大的是。A．甲同学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取一溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗B．乙同学用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为81滴C．丙同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格D．丁同学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了（4）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏伽德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏伽德罗常数的表达式为。【答案】BD【详解】（1）[1]本实验中，需要将在水面上形成的油膜看成单分子油膜，并将油酸分子理想化为紧密排列的球体，从而所计算的油膜的厚度即为油酸分子的直径，因此，本实验体现的物理思想方法为理想化模型。故B正确，ACD错误。故选B。（2）[2]根据题已知条件可得油酸的体积浓度为则一滴该油酸酒精溶液中油酸的体积为对形成的油膜面积进行估算，不足半格的舍去，大于等于半格的记为一格，估算可得油膜面积为则油膜分子的直径为（3）[3]A．拿错的注射器的针管比原来的粗，则滴出的一滴酒精油酸溶液的体积将偏大，即所含油酸的体积偏大，而计算过程中所用体积比实际小，因此测量得到的油酸分子的直径将偏小，故A错误；B．乙同学用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为1mL，不小心错记录为81滴，则所得一滴酒精油酸溶液的体积将偏小，从而使油酸的体积偏小，最终导致所测分子直径偏小，故B错误；C．丙同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则油膜面积偏大，从而导致所测油酸分子直径偏小，故C错误；D．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了，则计算使用油酸的体积将偏大，从而导致所测油酸分子直径偏大，故D正确。故选D。（4）[4]球状分子的体积而根据已知条件可得分子的质量阿伏伽德罗常数为19．（2024·浙江·三模）使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。(1)为了探究压强p与体积V的关系，在测得需要的实验数据后，为达到“探究”的实验目的，用图像法进行数据分析，从下列选项中选出需要的步骤并按顺序排列______。A．作图像，根据画出的图线猜测p与V的关系B．作图像，根据画出的图线猜测p与V的关系C．作图像，对p与V关系的猜测进行检验D．作图像，对p与V关系的猜测进行检验E．检验正确，得出p与V关系的结论(2)第1小组为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，进行了两次实验，得到的图像如图2所示。第2小组根据某次实验数据作出的图如图3所示。下列说法正确的是______A．实验前应将注射器里的空气完全排出B．为了减少实验误差，可以在柱塞上涂上润滑油，以减少摩擦C．由图2可知，第1小组的两次实验气体温度大小关系为D．如图3所示，若第2小组实验操作正确，则为联通空气柱与压力表细管的体积(3)如图4所示，小明从状态A缓慢拉升柱塞，使其到达状态B（体积为）。若此时突然提升柱塞，使其快速到达体积，则此时对应下图中的状态（填“C”、“D”、“E”、“F”）（图中A、B、E为同一等温线上的点）【答案】(1)ADE(2)CD(3)F【详解】（1）根据实验原理可作p−V图像，根据画出的图线猜测p与V的关系，再作图像，对p与V关系的猜测进行检验，检验正确，得出p与V关系的结论。故选ADE。（2）A．实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，故A错误；B．为了减少实验误差，可以在柱塞上涂上润滑油，以保证气密性良好，故B错误；C．根据理想气体状态方程pV=CT可知，离坐标原点越远的等温线温度越高，则有，故C正确；D．设联通空气柱与压力表细管的体积为，则有整理可知根据图像可知为联通空气柱与压力表细管的体积，故D正确；故选CD。（3）快速到达体积，气体对外界做功，热量几乎不变，根据热力学第一定律可知，内能减小，温度降低，则对应图中的状态F。20．（2025·云南玉溪·模拟预测）如图所示，某玻璃砖的横截面为四分之一圆，一同学现用插针法测量其折射率。（1）在白纸上画直线AB、BC、DE，使，。（2）将玻璃砖的两直角边沿AB、BC放置，将AC圆弧与DE的交点记为P。（3）在DE上AB左侧插上大头针，在AC圆弧右侧插上大头针，使挡住的像，且与间距及与P间距宜适量（选填“大”或“小”）一点。（4）移走玻璃砖，连接，连接BP并延长作为法线。（5）测得BP与DE的夹角为α，与DE的夹角为β。（6）玻璃砖的折射率为。（7）在步骤（3）中，若该同学在插上大头针前不小心将玻璃砖向左平移了少许，位置如图中虚线所示，但该同学没发觉，其他操作均无误，则该同学所测得的折射率。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）【答案】