2026高考物理二轮复习17 热学和光学实验（学用）

微专题17热学和光学实验

知能整合

实验装置图实验操作

1.对“e的测量

(1)配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其浓度为〃

(2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，读出它的体积为Vo

(3)再把它一滴滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数N

(4)则一滴油酸酒精溶液中，纯油酸的体积V=溶刀

用油膜

浮在水面上2.对“歹的测量

法估测的爽身粉—

事(1)浅盘里盛水，把适量的爽身粉均匀撒在水面上

油酸分

(2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定

子的大小

后，将带方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上推下薄膜的形

状

(3)数出轮廓范围内正方形的个数〃°,不足半个的舍去,多于

半个的算一个

(4)用正方形的个数乘单个正方形的面积So(即〃2。)计算出油膜

的面积S

用注射器封闭一段空气，用橡胶套塞住，保证气体的质量不

探究等温I.

变

情况下一压力表

2.读出空气柱的长度L和空气柱的压强〃

定质量气

缓慢向下压或向二拉，分别读取空气柱的长度和气体压强的

体压强与93.

解Iff任去案上业

大小，记录数据

体积的关*3—空气柱

11，。一橡胶套

系4.根据数据作出〃一V图像或〃一牺像，得出〃、V的关系

1.在桌面上铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的两

条边a和a'

XT2.在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B,眼睛在另一侧透过玻

测量玻璃璃砖看两个大头针，此时再插入第三个大头针C,使它把A、B

玻璃X

的折射率，疥\不都挡住，再插第四个大头针D,使它把前三个大头针都挡住

3.取下玻璃砖，把48、CD用直线连接起来，分别交直线a、a‘

于。、。'，再连接。0',用量角器量出入射角仇和折射角〃2,

如图所示，代入公式计算出玻璃的折射率

光/透镜物it双@速光窗L跛聃屏

用双缝干1.先取下双缝，打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出

涉测量光的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮，然后放好单缱和双缝，注

的波长意使单缝和双缝壬行,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上

2.在单缝与光源之间放上滤光片就可以观察到单色光的双缝

干涉图样

3.测量双缝到屏的距离/和相邻两条亮条纹间的距离Ax

4.改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并

求出波长的大小

真题引续

考情一探究气体等温变化的规律

1.（2023・江苏卷）在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示.利用注射器选取一段

空气柱为研究对象.下列改变空气柱体积的操作中，正确的是（）

A.把柱塞快速地向下压

B.把柱塞缓慢地向上拉

C.在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞

D.在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞

2.（2023•山东卷）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.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气体，下端通过塑料管与压强传感器相连.活塞上端固

定一托盘，托盘中放入祛码，待气体状态稳定后，记录气体压强〃和体积V（等于注射器示数必与塑料管

容积AV之和），逐次增加祛码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示.

接一算机

压强♦感器

---------K—1--------------

□甲

p/(x)0-Pa)

220

彳TV

200

1-4-44

・

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米。・1:?A

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人.

120A

4.个

100

5060708090100±/(xiO-mL-)

乙

回答以下问题：

(1)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

的气体.

A.〃与V成正比

B.p与p成正比

(2)若气体被压缩到V=10.0mL,由图乙可读出封闭气体压强为Pa.(结果保留三位有效数字)

(3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了△匕则在计算〃V乘积时，他的计算结果与同

组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随〃的增大而(填“增大”或“减小”).

考情二测量玻璃的折射率

3.(2024.安徽卷)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，按如图甲所示进行实验，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〃和〃

B.在玻璃砖一侧插上大头针修、2,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把阿挡住，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P3,使它把外、尸2都挡住，再插上大头针

使它把外、尸2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点。2

C.实验时入射角仇应尽量小一些，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，则折射率(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介质，如图丙、丁所示.保

持相同的入射角g,测得折射角分别为8、«3（«2<a3）,则玻璃和该介质的折射率大小关系为〃玻璃（填

“/或“<”）〃介炭.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.

某介质认

玻璃除

能n融通

考向1用油膜法估测油酸分子的大小

E3皿（2024•南京、盐城一模）某兴趣小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，将配制好的

油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盘.下列说法中正确的是（）

A.滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面

B.为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉

C.滴入油酸酒精溶液后，出现如图所示的图样是因为爽身粉撒得太少太薄

D.配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值偏小

的油酸酒精溶液，已知一滴油酸酒精溶液的体积为V,形成的油膜面积为S,下列说法中正确的是（）

A.测得油酸分子的直径为

B.向浅盘中滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面

C.应先滴入油酸酒精溶液，后将爽身粉均匀地撒在水面上

D.为了便于操作，配制的油酸酒精溶液浓度要尽量大一些

考向2探究等温条件下一定质量气体压强与体积的关系

由2（2024•扬州三模）在“研究温度不变时气体压强跟体积的关系”实验时，推动活塞，注射器内气

体体积减小，多次测量得到注射器内气体的P-V图线.图中实线是一条双曲线，虚线为实验所得图线.环

境温度保持不变，发现实睑所得图线与玻意耳定律明显不符，造成这一现象的可能原因是（）

A.实验时用手握住注射器

B.实验时缓慢推动活塞

C.注射器没有保持水平

D.推动活塞过程中有气体泄漏

变式玄（2024.连云港期末）某同学设计如图甲所示装置探究气体压强与体积的关系.注射器导热良好

旦外畀环境温度保持不变，重力加速度为g,大气压强为〃。,不计一切摩擦.实验步喔如下：

①测得注射器的柱塞的质量为，如.

②将注射器竖直固定，向上拉动柱塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，封闭一定质量的理想气体.

③在注射器顶端放上沙桶，稳定后测出此时的气体体积V和沙桶（含沙）的总质量机

④在沙桶中依次添加适量沙子，多次重复实验.

⑤以机为纵轴，以方为横轴，绘制加牺像如图乙中实线A所示.

（I）实验中为了保持封闭气体的温度不变，采取的主要措施比较合理的是一

A.在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性

B,推拉活塞时要缓慢

C.不要用手直接握在注射器上

D.实验前注射器内要吸入尽量多的空气

(2)用刻度尺测得注射器刻度上30mL到40mL的长度为1cm,注射器柱塞的横截面积S=cm2.

(3)实验步骤③中，气体压强表达式〃=(用po、g、S、〃丸)表示).

(4)图乙中突线A的纵轴截距为一出则实验时当地的大气玉强〃()=(用，〃o、g、S表示).

(5)接下来另一同学用该装置重做实验，得到的，〃-t图像如图乙中虚线8所示，两同学实验操作均无

误且选取的坐标标度相同，但两次图像斜率不同，可能的原因是.

考向3测量玻璃的折射率

国3如图所示，某同学用“插针法”测量两面平行的玻璃砖的折射率，他先在纸上紧贴玻璃砖画

出参考线“屋和,钉上大头针外、P2,然后继续实验，并画出光路图.下列说法中正确的是()

A.入射角i尽量小一些，可以减小误差

B.PHP2及心、24之间的距离取得小一些，可以减小误差

C.若同学在钉大头针P3时不小心使玻璃砖平移到了虚线框位置，则最终测得的折射率偏大

D.若同学把/力'误画在了cc'("'//bbf),其他操作均正确，则该同学测得的折射率偏小

度式口(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A4'和，交点为O.将半圆柱体玻璃砖的平直边紧

贴A4',并使其圆心位于。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转，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)，.

⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组不和)，的数据.根据这些数据作出)7图像，如图(b)所示.

（1）关于该实验，下列说法中正确的是

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。点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显

（2）根据）7图像，可得玻璃砖的折射率为（结果保留三位有效数字）.

（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”）.

考向4用双缝干涉实验测量光的波长

由4（2024.南京、盐城期末调研）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图所示.某同

学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察实验现象.下列说法中正确的是（）

光源滤光片单缝双缝遮光筒屏

AA1

A.干涉条纹与双缝垂直

B.单缝和双缝应相互平行放置

C.取下滤光片，光屏上观察不到白光的干涉图样

D.将单缝向双缝靠近，从目镜中观察到的条纹数增加

距抽（2025・宿迁调研）可发出红、黄、绿三色光的多层警示灯，被广泛应用于数控机床、电子机械

自动化生产线等工业领域.某同学想采用如图甲所示的实验装置测定三种色光的波长.

K双缝遮光筒E玻璃屏

多层警示灯|镜

甲

（1）打开多层警示灯的绿光灯，将遮光筒对准光源放置.在光源和双缝之间还必须放置一个（填

“滤光片”或“单缝”），其目的是为了保证经双缝得到的两列光是（填“相干”或“非相干”）光.

（2）已知双缝之间的距离为0.6mm,双缝到屏的距离为1.5m,绿光的干涉图样如图乙所示，分划板

中心刻度线在4位置时螺旋测微器的读数为1.128mm,在8位置时读数如图丙所示，为mm,则该

绿光的波长为nm（后一空结果保留三位有效数字）.

（3）该同学又进行了几组实验，通过照相底片记录了干涉图样，分别测定了红光、黄光的波长（红光625

nir、黄光570mn）.图丁中（a）（b）（c）是实验中记录下的三种色光的干涉图样，但被不小心弄混了，经判断绿

光产生的干涉图样是图（填“（a）”"bV或“（c）”）.

IIIIIIIIIIIIIIIIII

(a)(b)(c)

配套热练

1.（2025•南京学情调研）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法中正确的是（）

A,可以把油酸分子简化成球形处理，并认为它们紧密排布

B.为清晰显示油膜轮廓，应先滴入油酸酒精溶液，再撒爽身粉

C.若描绘轮廓时油酸未完全散开，将导致测得的分子直径偏小

D.计算轮廓范围内正方形个数时，不足一个的需全部舍去

2.（2024•苏锡常镇调研二）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列操作中正确的是（）

A.光源的线状灯丝应与单缝垂直

B.滤光片应加在单缝与双缝之间

C.应先测多个亮条纹间距离，再求相邻两亮条纹间距离

D.发现干涉条纹与分划板竖线不平行应通过拨杆调节

3.（2024•宿迁期末）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1mL油酸溶于2500mL酒精,

用注射器测得1mL上述溶液有100滴.

（I）小华同学在实验过程中拍摄了4张照片，按实验步骤排列的顺序为______.

ABCD

（2）下列操作合理的是.

A.水面上应多撒一些爽身粉

B,直接滴入1mL油酸酒精溶液到浅盘中

C.滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面

D.将超过半格的方格作为完整的方格计算油膜面积

（3）实验得到的油膜形状如图所示，坐标系中正方形方格的边长为1cm,则油酸分子直径

D=m.（结果保留两位有效数字）

(4)配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值(填“偏大”“偏小”或“不

变”)，简单阐述你的理由：.

4.(2025•南通期末)某同学利用图1所示装置测量黄光的波长.实验时，接通电源使光源正常发光，调

整光路，使得从目镜中可以观察到黄光干涉条纹，回答下列问题：

图2图3

(1)关于本实验，下列说法中正确的是.

A.干涉条纹与双缝平行

B.单缝的作用是为了会聚光

C.若取下滤光片，观察不到干涉条纹

(2)已知双缝间距d=2.0X10-4m,双缝到屏的距离/=1.0m,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条

纹的中心对齐，其示数如图2所示，此时的示数为mm,经过处理后，测得两相邻亮条纹间

距离Ax=2.9X10一3m,由以上数据可求得该光的波长为m.

(3)某同学观察到如图3所示图像，应调节图1中的(填“单缝”或“测量头”)；若没有

调节，会导致波长的测量值(填“大于”“小于”或“等于")其实际值.

(4)在其他操作都正确的情况下，若光具座不水平，测量结果是否会受到影响？请简述理

由.

5.在通过“插针法”测量玻璃的折射率实验中：

(1)如图甲所示为实验使用的长方体玻璃砖，实验时不能用手直接接触玻璃砖的(填“磨砂面”

或“光学面”).

磨砂'面一

ZL

阍血i/

甲

(2)关于该实验，有以下操作步骤:

A.摆好玻璃砖，确定玻璃砖上、下边界〃/、hh1.

B.任意画出一条入射光线，在光路上插上大头针A、九

C.在确定心、尸4位置时，应使Pa挡住外、尸2的像，尸4挡住尸3以及多、尸2的像.

D.在确定凸、R位置时，二者距离应适当(填“近”或“远”)些，以减小误差.

⑶如图丙所示，过R、R作直线交协'于O',过O'作垂直于励’的直线MV',连接0。.用

量角器测量图丙中角a和夕的大小，则玻璃的折射率〃=，

(4)如图丁所示为小薇同学实验获得的大头针位置，请帮助她画出该实验完整的光路图.

戊

(5)小丹同学虽测出了入射角和折射角，但苦于无法得知非特殊角的正弦值，不能准确算出折射率,

她利用实验室提供的圆规和刻度尺，以入射点。为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、8点,

再过A、4点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、。点，如图戊所示，则玻璃的折射率〃=