光学、热学实验 （解析版）-2026高考物理

光学■金学实躺

目录

考点01热学实验

考点02光学实验

考点01热学实验

一、单

1.（2026・江苏•一模）两小组在同一教室同时用传感器探究气体等温变化的规律,但是描绘出的p-卷图

像斜率不同，原因可能是（）

空气柱

A.注射器内的空气柱质量不同B.有一小组注射器存在漏气

C.一小组缓慢推动活塞，另一小组快速推动D.一小组将注射器水平放置，另一小组竖直放置

【答案】a

【详解】根据理想气体状态方程郎=击7\整理得P=•上

在严格等温条件下，/一卷图像的斜率为k=斜率差异本质由九或T不同导致。

A.质量不同，物质的量九不同，斜率k=不同，力正确：

B.漏气会使"变化，但这是实脸过程中的动态变化，会导致图像不再是过原点的直线，而非单纯斜率不

同，B错误;

。.快速推动会使气体温度T升高，破坏“等温”条件，此时图像不再是单一斜率的直线，而是偏离等温

线，。错误；

。.注射器水平放置和竖直放宽对实验无影响，图像不变，D错误。

故选4。

2.（2026•河北邯郸•一模）某实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，测得的油酸分子直径明显

偏小,造成这种情况的原因可能是o

A.在计算油膜面积时，把凡是不足一格的格数都舍去

B.配制完成的油酸酒精溶液敞口放置，隔天才做实验

C.琲子粉撒得太厚导致油膜未充分散开

D.用注射器和量筒测1mL油酸酒精溶液的滴数时漏记了几滴

【答案】6

【详解】？1.根据d=号-，其中S为油膜面积。计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则S

测量值偏小，导致d测量值偏大，选项力错误；

B.油酸酒精溶液敞口放置,酒精挥发，油酸浓度变大，同体积中油酸更多，则S测量值偏大，导致d测

量值偏小，选项B正确；

C.油酸未完全散开，S测量值偏小，导致d测量值偏大，选项。错误：

D.求每滴溶液体积时，少计了1滴，则计算出的每滴溶液体积偏大，计算所取的%由及偏大，导致d的测

量值偏大，选项。错误。

故选

二、多选JB

3.（2025•浙江杭州•一模）下列实验操作，正确的有（）

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.“用油膜法估测油酸分广直径的大小”是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法

D.“双缝干涉测波长”实验中，单缝与光源之间不放滤光片，观察不到干涉条纹

【答案】

【详解】A.“用单摆测重力加速度”时，用单摆测重力加速度”时，应将摆球从平衡位置拉开一个小角

度后释放，并从摆球经过平衡位置时开始计时，因为平衡位置速度最大，计时误差小，故/错误；

B.变压器原、副线圈电压是交流电压，“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”时，用多用电表交流

电压挡测电压，故Z?正确；

C.“用油膜法估测油酸分子直径的大小”，通过测量油膜面枳（宏观量）等，计算分子直径（微观量），故

。正确；

0.“双缝干涉测波长”实验中，单缝与光源间不放滤光片，光源含多种电光,会出现彩色干涉条纹，不是

观察不到，故。错误。

故选8。。

三、实验JR

4.（2026•北京延庆・一模）物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作和实验分

析等。

（1）用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关

角度如图所示。则这块玻璃砖的折射率九=（用图中字母表示）。

（2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸

.............3

0.1mL,用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有排•子粉的浅盘里，待

水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm,则油酸膜的面积是

cn?。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是mo（最后一空的结果保留3位有效数

字）

⑶实验小组准备用如图所示的实验装置探究加速度与力和质量的关系。该实验装置有儿处错误，请指

①②

sin仇

【答案】（1）

sin/

(2)401.25x1070

（3）打点计时器用直流电源拉小车的线没有与木板平行

【详解】（1）由折射定律可得这块玻璃砖的折射率九嘤。

sm%

（2）[1]图中超过半格的小格数是40。油酸膜的面积S=IcmxIcmx40=40cm2

[2]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积U=mL=5x10-7mL=5xlO'cnf

lUUUX2UU

油酸分子的直径是d=g=1.25x10-scm=1.25x10-10m

3

（3）[1][2]打点计时器应该使用交流电源，图中用的是直流电源；实险要调整滑轮，使拉小车的线与木板

平行，图中拉小车的线没有与木板平行；该实验要平衡摩擦力，需要将靠近打点计时器的一端垫高，图中

未平衡摩擦力；实脸开始前应将小车靠近打点计时器，图中小车禺打点计时器较远。任选两个原因即

5.（2026♦河北•一模）为了探究“等温条件下气体压强与体积的关系”，某同学设计了如图甲所示的实验装

置。水平桌面上固定一足够高、导热性能良好、开口向上的汽缸,质量为利）、横截面积为S、厚度不计的

光滑活塞密封一定质量的理想气体，轻质细绳一端连接活塞中心，另一端绕过两个光滑定滑轮连接轻质

沙桶（桶中开始没有细沙）,连接活塞的细绳竖直，在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，活塞到汽缸底部的

高度为自。已知重力加速度为g,大气压强为po,环境温度不变。

乙

（1）在桶中加入细沙之前,活塞稳定时,密封气体的压强汕=。

（2）在沙桶中缓慢加入一定质量的细沙，活塞稳定时，记录下沙桶中细沙的质量m与活塞到汽缸底部的

高度人多次重复这一过程，得到多组小、九的数据,利用所得数据，描绘出;-加图像如图乙所示，则该

图像的纵截距为:根据图乙可知该图像的横截距为Q,若在误差允许的范围内，满足大气压强po

=，则温度一定时，气体压强与体积成反比。

【答案】⑴"+警

e_L（。一馆0）9

自s

【详解】⑴在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，根据平衡条件可得mt）g+R）S=piS

解得密封气体的压强Pi=g+等

（2）[1][2]在沙桶中缓慢加入一定质量的细沙，活塞稳定时，根据平衡条件可得rr%g+poS=pS+nig

解得P=Po+等一罢「若

根据玻意耳定律可知oS/%=pSh

联立整理可得”=一^——8—―-m+Y-

九出5+孙0）/瓦拉o

可知?一m图像的纵截距为上；

根据图乙可知该图像的横截距为Q,则有o=---g——•。+二

（PtyS+mngjho说

（a-mjg

何P（尸-互----。

6.（2025・湖北•一模）某兴趣小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，通过宏观量的测量间接计算

微观量。

⑴本实验利用了油酸分子易在水面上形成（填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。

（2）实验已经测得一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为8x10724巴将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在

坐标纸上，如图所示，小方格的边长为L=1cm。由图可知油膜面积为77?（结果保留2位有效数

字）;计算出油酸分子直径为m（结果保留1位有效数字）。

【答案】(1)单层

(2)1.1xlO-27x1()-10

【详解】(1)本实脸利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性，这样才能通过油膜的体积和面

积计算分子直径。

(2)[1]根据图中信息，通过数方格的方法，不足一半的方格舍去,超过一半的当作整格，估异油膜覆盖小

方格的总数约为100个，已知小方格边长L=1cm=0.01m,则每个方格的面积为So=少=(0.01)2m2=

io-w

所以油膜的总面积为S=11OS()=1.1又10一2m2

[2]已知一滴油酸酒精溶液中油酸体积为8x10-12nl3,根据分子直径公式可得油酸分子直径为〃=旦

O

8xl()T2

m=7x1()707n

1.1x10-2

考点02光学实验

一、单选题

7.(2026・四川宜宾•一模)某同学欲测一块矩形玻璃砖的折射率，实验过程中，他把玻璃砖一边与QQ，对齐,

但另一条边W7画得略窄于玻璃砖，如图所示，其它操作符合要求，他测得的折射率为1.8,则该玻璃砖的

折射率最有可能为下列选项中的是()

b-----------b'

A.2.0B.1.9C.1.7D.1.0

【答案】。

【详解】根据题干中的玻璃砖形状与摆法，设有一束光线射入玻璃砖，红色为光线的实际传播路径，如图

所示

由于附曲的略窄，绿色为实脸中画出的光路，可知折射角的大小偏小，根据折射率公式九二呼

smr

；折射角偏小时，测得的折射率偏大，实际的折射率应小于1.8,并且折射率大于1。

q.................

故选c。

二、^■

8.（2026.福建泉州.一模）”用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示，光传感器可以把光的强度在

I轴上各点分布情况，通过计算机显示成图像。

光

单色的

遮光筒光传感器

光源po强

度

计算机

tiS......

甲乙

⑴双缝挡光片应该是图甲中（填“尸”或“Q”）。

⑵光源有红光和绿光两种，其中红光在计算机屏幕上显示的图像是（填“乙”或“因”）

（3）某次实验中，已知双缝间距为0.200mm,双缝到光传感器间的距离为0.600a,计算机上显示第1条

明条纹中心的横坐标为2.140mm,第5条明条纹中心的横坐标为&380mm，由以上数据可测得该单色光

的波长是（保留三位有效数字）。

【答案】⑴Q

⑵丙

（3）520

【详解】（1）双缝实验原理图，如图所示。

光源漉光片单缝双缝遮光筒

目镜

耳11士亍二

3

题干中所给光源为单色光源，所以不需要滤光片，则根据先后顺序，P为单缝挡光片，Q为双缝挡光片。

（2）相邻两条亮（或暗）条纹之间的距离△力

a

其中，Z为两缝到屏的距离，d为两缝的间距，♦为光波的波长。

对于题干中的红光和绿光，Ad一样，2红〉相

所以A式红＞|£斌

乙图为绿光，丙图为红光。

（3）相邻两条亮（或暗）条纹之间的距离\x=L

a

代入数据得A=8・契一孑川）x照mm=0.52mm=520nm

4I^=o-l0.6

9.（2026•海南・一模）（1）某物理兴趣小组设计实验测量一个实心透明圆柱体的折射率。如图乙所示，他们

将圆柱体放在水平桌面上，底下垫白纸，并用铅笔在白纸上描出圆柱体的底面，其圆心为。。将激光器

放置于桌面上，使其发出的光束经圆柱体折射后射出。

______G

D

67cm

o、io

甲;•

①用10分度的游标k尺测得及柱体底面的直径如图甲所示，则该直径。=emo

②激光束射到底面上的4点，入射光线为C4,用铅笔挡光，然后在白纸上记下该点的位置，找到两个位

.置，然后连线即可在白纸上画出光束路径,如图乙所示。过O点作OG垂直力6,垂足为G,测得OG的

长度L=L00cm,则激光束在A点处折射角的正弦值为。(结果用分数表示)

③如图乙所示，过E点作以垂直AC,垂足为F,测得呼和力E的长度，通过计算得到入射角的正弦

值为0.6,则圆柱体的折射率为。(结果保留两位有效数字)

⑵实验小组用如图丙所示的装置来测量当地的重力加速度，电火花计时器打出的纸带如图丁所示，问

答下列问题：

Y12345^6^7

丙T

①电火花计时器所接的电源为(填“8U交流”“8U直流”“220U直流”或“220U交流”)电。手捏

纸带的上端,把纸带拉成竖直状态，让重物靠近电火花计时器由静止释放。

②已知电火花计时器的打点周期为T,并得到1〜7的计时点，相邻计时点间的距离在图丁中已标出，则

打“6”点时，重物的速度大小为，当地的重力加速度大小g=

1

【答案】⑴6.001.8

~3

S5+S3S4+S5+$6-(S1+S2+勒)

(2)220V交流

2T9T2

【详解】⑴①⑴直径。=6cm+0.01x0cm=6.00cm

②[2]过O点作OG垂直46,垂足为G,测得OG的长度L=1.00cm,根据几何关系可知，折射痢的正

弦值■sin/=*—

2

③[3]根据折射定律九=粤电

sin/

解得71=1.8

(2)①[1]电火花计时器所接的电源为220『交流电。

②[2][3]根据匀变速运动，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度0=

4JL

由逐差法有S]+s.5+$6-(Si+&+S3)=gx(3T)2

解得_S4+S5+S61（S1+S2+S3）

-9~9T2

10.（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：光屏与玻璃石专平行放

置，记录屏MN和玻璃砖abed的位置；用激光笔以一定角度照射玻璃砖,记录入射点Oi和屏上光点S

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S.OJ/Sa，O2P_LAW,Oi、。2、Q

在一条直线上;用刻度尺测得：O2Si=9.90cm,O,Q=7.90cm,SiP=7.10cm,PQ=3.85cm。

⑴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）；

⑶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”）。

【答案】（1）错误

（2）1.47

（3）变大

【详解】（1）记录玻璃砖位置时，某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线，这种操作错误。不能用玻璃砖替代直尺

画线，避免划伤和污染玻璃的光学面，可以先在白纸上描出玻璃砖每个界面的两个点，然后取下玻璃砖

再用直尺连成线。

⑵

如图所示，根据折射定律有n=$吗1=$吗।

sin/sin”：、

其中夕2=夕3,仇=%,又02sl=9.9()cm,O2Q=7.90cm,S{P=7.10cm,PQ=3.85cm,可得折射率n=

,Si产7.10cm

sin%_SQ2_9.90cm_7.107.90〜,/17

sin/_2f_3-85cm9.903.85

O2Q7.90cm

（3）根据第（2）问的分析可知激光的入射光线和出射光线平行，换用频率更大的激光进行实验，折射率更

大,则折射角夕2更小，可知出射点O2向右偏移，可知屏上光点⑸的位置向右偏移，可得S,与S＞的间距变

大。

11.（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:

⑴在白纸上画一条直线。匕,并画出其垂线C",交于。点；

⑵将玻璃砖斜边AB沿心放置,并确定直角边BC的位置ef,cd与针的交点为O；

⑶在cd上竖直插上大头针R和B，从侧面6。透过玻璃砖观察R和插上大头针启，要求R能挡住

（选填”或“R和2”）的虚像；

⑷撤去玻璃砖和大头针，连接B与O'，过R作e/的垂线，垂足为。，用刻度尺量出。。的长度%

的长度与，则玻璃砖的折射率九=0（用题给物理量字母表小）

⑸为了减小实验误差,大头针P,的位置应离O'较（选填“近”或“远”）一些。

V2£i

【答案】B和2远

L2

【详解】［1］实验要求R和£在一条光线上，该光线透过玻璃碍后过月，故已要挡住R和2的像;

［2］作出光线在分界面处的法线，如图所示

O'D

根据折射定律可得九=典吟=sin/。'：。=0_=&

sin/?sin45±L

2

［3］为了减小实验误差，大头针R的位置应离O'较远一些，光线所在的方向更准确。

12.（2026・河北•一模）如图所示，用"插针法”测量一等腰直用三角形玻璃砖的折射率。主要步骤如下:

⑴在白纸上画一条直线。匕,并画出其垂线cd,交于。点；

⑵将玻璃砖斜边沿而放置,并确定直角边BC的位置ef,cd与ef的交点为Of；

⑶在cd上竖直插上大头针R和乌，从侧面透过玻璃砖观察E和4，插上大头针R，要求A能挡住

（选填或和2”）的虚像；

⑷撤去玻璃砖和大头针■，连接片与。，过P作0•的垂线,垂足为。，用刻度尺量出（07?的长度心，

OrP,的长度〃，则玻璃砖的折射率九=o（用题给物理量字母表示）

⑸为了减小实验误差，大头针2的位置应离。'较（选填“近”或“远”）一些。

【答案】E和鸟华1远

【详解】［1］实验要求R和2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过R,故R要挡住n和2的像；

［2］作出光线在分界面处的法线，如图所示

............即

O'D

根据折射定律可得九=典吟=sin/。'：。=0_=&

sin/?sin45±L

2

[3]为了减小实验误差，大头针R的位置应离O'较远一些，光线所在的方向更准确。

13.(2026•重庆沙坪坝•一模)某同学利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长,

(1)下列与实验相关的说法中正确的是。

A.透镜的作用是使得射向单缝的光更集中

B.测量过程中误将6个条纹间距数成5个，波长测量值偏小

C.将双缝的间距变小,其他条件不变,则干涉条纹间距变窄

(2)下列图示中条纹间距表示正确的是

A.B.Ar

暗纹

C.D.

⑶该同学测得双缝到光屏的距离L=70.00cm,已知双缝间距&)=0.25mm,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卡尺读数分别为：9.60mm和17.08mm,则该单色光的波长

A=m(结果保留三位有效数字)。

【答案】⑴4

(2)0

(3)5.34xIO-

【详解】(1)人.透镜的作用是使得射向单缝的光史集中，故4正确：

B.数错条纹数导致Ax偏大，波长测量值偏大，故B错误：

C.双缝间距(/变小，条纹间距变大，故C错误。

故选4

⑵分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐。

故选C。

(3)由1=---

其中At=mm=L496mm

5

可得2=5.34x10-7n1

14.（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，NC二/其中和/。面为光学面，实验时在下侧插了两枚大头针小鸟,且并

在AC面的上侧按正确操作插入另两枚大头针片、R,如图甲所示。

⑴在插大头针£时,应保证

A.B挡住RB.R挡住月和R的像C.£挡住R和E、R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外、月与AC界面的夹角也为心则玻璃砖的折

射率为"二，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。、仇过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

=Li，bd=心,则玻璃砖的折射率为n=o

【答案】⑴。

0）cosJ或］上

sin。tan，LI

【详解】⑴利用插针法测量玻璃砖的折射率时，在插B时，应使R挡住R、2的像，在插R时，应使P、挡

住2和吕、2的像。故选C。

（2）［1］由题意可知，R2J.B。,则光线在玻璃砖中的入射角为出出射光线2、R与AC的夹角为巴则

出射光线的折射角为（90°—9）,由折射定律得九二sm⑼丁

sin”

贝］玻璃砖的折射率为n=co，?=—二。

sint/tanc/

［2］若按乙同学的方案处理数据时，光在玻璃砖中的入射角的正弦值为sinr=条

出射光线的折射角的正弦值为sin〃=今

由折射定律得71=逑

sinr

则玻璃砖的折射率为n=华。

Li

15.（2026•湖北省直辖县级单位•一模）浸润式光刻机的核心原理,是在投影物镜与晶圆之间填充高折射率液：

体，替代传统干式光刻的空气介质，从而提升数值孔径（N4）、缩短等效曝光波长，突破分辨率极限。芯：

片制造除了需要高端EUU光刻机，也需要高端光刻胶，为研究EUU光刻机所用光刻胶的光学性质，研：

..........由

究人员利用折射法测量某液态光刻胶的折射率口。实验装置如图所示：圆形透明容器装有光刻胶，光刻

胶上表面与圆心。平齐，光线从空气经。点射入光刻胶液体，圆形容器周围标有角度刻度，可直接读取

入射角和折射角。

⑴实验中，为减小测量误差，下列操作正确的是（）

A.入射光线应尽可能靠近法线

B.入射角不宜过小，也不宜过大