2021年全國(guó)各地高考物理模擬題匯編：20 熱學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)(學(xué)生版+解析版)

專題20熱學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)（原卷版）

一、實(shí)驗(yàn)題（本大題共5小題）

1.[2021年四川省成都七中高考物理一診試卷]油膜法測(cè)定分子的直徑，1他的油酸加入酒精中配制1000加

的油酸酒精溶液，溶液通過(guò)滴管實(shí)驗(yàn)測(cè)得為80滴，取1滴溶液滴在撒有癖子粉的淺水槽中，待油膜界

面穩(wěn)定后測(cè)得油膜面積為2607n2。

①試估算油酸分子的直徑（保留一位有效數(shù)字）

②按照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一個(gè)敞口容器中，如果時(shí)間偏長(zhǎng)，會(huì)影響分子尺寸測(cè)量結(jié)果導(dǎo)致

測(cè)量值（選填“偏大”或“偏小”）

2.[2021年上海市嘉定區(qū)高考物理一模試卷]在“用單分子油膜估測(cè)分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，需將純油酸稀釋

成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是使油酸在淺盤的水面上形成o若〃滴油酸酒精溶液的體

積為V,一滴溶液在水面上散開(kāi)形成的油膜面積為S,溶液的濃度為小則可估算出該分子的直徑d=。

3.[2021年福建省漳州市高考物理第一次質(zhì)檢試卷（一模）]如圖，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，Si和52為狹縫，尸是

光屏上的一點(diǎn)，已知雙縫Si、S2和一點(diǎn)的距離差為2.1x10-6^,用單色光/在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，若

光源到縫Si、52距離相等，且月光頻率為f=5,0x1014Wz,則P點(diǎn)處是（填“亮”或“暗”）條紋；

若將52用遮光片擋住，光屏上的明暗條紋（填“均勻”或“不均勻”）分布.（光在空氣中的速度c=3.0x

108m/s）

P

4.[2021年江蘇省揚(yáng)州市高考物理調(diào)研試卷（2月份）（一模）]某同學(xué)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量某單色光的波長(zhǎng).

（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，將光源放在光具座最左端，由左至右依次放置其它光學(xué)元件，⑦、②兩處放置

的元件分別為：________、______（選填“雙縫”或“單縫”）；

（2）接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋，若雙縫的間距為人屏

與雙縫間的距離為1,測(cè)得第1條亮條紋到第7條亮條紋之間的距離為日X,則單色光的波長(zhǎng)；I=______.

5.[2021年1月浙江省普通高校招生選考物理試卷]小明同學(xué)在做“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)只有3

枚大頭針，他把大頭針人從C插在如圖所示位置，并測(cè)出了玻璃的折射率。請(qǐng)?jiān)诋?huà)出光路圖，標(biāo)出入射

角/和折射角r,并寫出折射率〃的計(jì)算式。

專題20熱學(xué)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)（解析版）

一、實(shí)驗(yàn)題（本大題共5小題）

1.[2021年四川省成都七中高考物理一診試卷]油膜法測(cè)定分子的直徑，1成的油酸加入酒精中配制1000/Z/7

的油酸酒精溶液，1位溶液通過(guò)滴管實(shí)驗(yàn)測(cè)得為80滴，取1滴溶液滴在撒有琲子粉的淺水槽中，待油膜界

面穩(wěn)定后測(cè)得油膜面積為260m2。

。試估算油酸分子的直徑_____（保留一位有效數(shù)字）

翹照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一個(gè)敞口容器中，如果時(shí)間偏長(zhǎng)，會(huì)影響分子尺寸測(cè)量結(jié)果導(dǎo)致

測(cè)量值______（選填“偏大”或“偏小”）

【答案】5><10-1。小偏大

【解析】

解：②測(cè)得油膜面積：5=260m2=2.6xl0-2m2,每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為：

所以油酸分子的直徑為：

,V1.25x10-11L4八_1。

d=-=10；

s--2-.-6-x-1--0--2m?5x10m

豌于一個(gè)敞口容器中，如果時(shí)間偏長(zhǎng)，酒精揮發(fā)，導(dǎo)致油酸濃度增大，因此出現(xiàn)直徑偏大。

故答案為：（?5x10-10m；②偏大。

采用估算的方法求油膜的面積，通過(guò)數(shù)正方形的個(gè)數(shù)：面積超過(guò)正方形一半算一個(gè)，不足一半的不算，數(shù)

出正方形的總個(gè)數(shù)乘以??個(gè)正方形的面積，近似算出油酸膜的面積；根據(jù)濃度按比例算出純油酸的體積；

把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直徑，由d=（可以求出直

徑大小。

本實(shí)驗(yàn)的模型是不考慮油酸分子間的空隙，采用估算的方法求面積，肯定存在誤差，但本實(shí)驗(yàn)只要求估算

分子大小，數(shù)量級(jí)符合要求就行了。計(jì)算時(shí)注意單位的換算。

2.[2021年上海市嘉定區(qū)高考物理一模試卷]在“用單分子油膜估測(cè)分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，需將純油酸稀釋

成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是使油酸在淺盤的水面上形成。若〃滴油酸酒精溶液的體

積為V,一滴溶液在水面上散開(kāi)形成的油膜面積為S,溶液的濃度為小則可估算出該分子的直徑d=。

【答案】單分子油膜翳

【解析】

解：將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是使油酸在淺盤的水面上形成單分子油膜；

設(shè)一個(gè)油酸分子的體積為V。，則Vo=g,該分子直徑d=￡=瞿。

故答案為：?jiǎn)畏肿佑湍?；震?/p>

將純油酸稀釋成一定濃度的訕?biāo)峋凭芤?，稀釋的目的是使油酸在淺盤的水面上形成單分子油膜；分子直

徑與其體積V。的關(guān)系為~=g,再結(jié)合已知條件分析。

解答本題的關(guān)鍵是知道該實(shí)驗(yàn)需要形成單分子油膜，再根據(jù)分子直徑與其體積的關(guān)系即可解答。

3.［2021年福建省漳州市高考物理第一次質(zhì)檢試卷（一模）］如圖，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，Si和S2為狹縫，戶是

光屏上的一點(diǎn)，已知雙縫Si、S2和一點(diǎn)的距離差為2.1用單色光力在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，若

光源到縫S［、52距離相等，且/光頻率為/=5.0X1014Hz,則P點(diǎn)處是（填“亮”或“暗”）條紋；

若將S2用遮光片擋住，光屏上的明暗條紋（填“均勻”或“不均勻”）分布.（光在空氣中的速度c=

3.0x108m/s）

【答案】暗；不均勻。

【解析】

根據(jù)v=入何求出單色光A的波長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉原理，當(dāng)S1、S2和P點(diǎn)的距離差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，P

處為亮條紋，當(dāng)距離差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，P處為暗條紋。將S2用遮光片擋住，光屏上是單縫$!的衍射條

紋。

本題考查雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是掌握實(shí)驗(yàn)原理，知道光屏上出現(xiàn)亮條紋和喑條紋的條件，要熟練掌握AX=

）入公式的應(yīng)用。

【解答】

單色光A的波長(zhǎng)：X=；==6x10~7m

f5.0X1014

則雙縫Si、S2和P點(diǎn)的距離差：△x=2.1x10-6m=今煞;入

路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，所以P點(diǎn)處是暗條紋；

若將S2用遮光片擋住，光屏上的明暗條紋是單縫&形成的衍射條紋，是不均勻的。

故答案為：暗；不均勻。

4.[2021年江蘇省揚(yáng)州市高考物理調(diào)研試卷(2月份)(一模“某同學(xué)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量某單色光的波長(zhǎng).

(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，將光源放在光具座最左端，由左至右依次放置其它光學(xué)元件，①、②兩處放置

的元件分別為：________、______(選填“雙縫”或“單縫”)；

(2)接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋，若雙縫的間距為人屏

與雙縫間的距離為測(cè)得第1條亮條紋到第7條亮條紋之間的距離為日X,則單色光的波長(zhǎng)；I

【答案】(1)單縫；雙縫；(2)空4

6/

【解析】

(1)明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)所需元件的作用;

(2)根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式求波長(zhǎng)。

【解答】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，濾光片可以獲取單色光，單縫獲取線光源，雙縫獲取有固定相位差的相干光源，故白

色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫，①是單縫，②是雙縫；

ArAr/

(2)根據(jù)題意，相鄰兩個(gè)亮條紋的間距為二，則有^二二4

66a

解得力=空，

6/

5.(2021年1月浙江省普通高校招生選考物理試卷]小明同學(xué)在做“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)只有3

枚大頭針，他把大頭針46、C插在如圖所示位置，并測(cè)出了玻璃的折射率。請(qǐng)?jiān)诋?huà)出光路圖，標(biāo)出入射

角/和折射角r,并寫出折射率"的計(jì)算式。

A

B

sini

答：光路圖及入射角i和折射角r的