專題81 實(shí)驗(yàn)十二：熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)-十年（2014-2023）高考物理真題分項(xiàng)匯編（全國(guó)用）含解析

專題81實(shí)驗(yàn)十二：熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)-十年（2014-2023）高考物理真題分項(xiàng)匯編（全國(guó)通用）專題82實(shí)驗(yàn)十二：熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)1．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料管與壓強(qiáng)傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)和體積（等于注射器示數(shù)與塑料管容積之和），逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。

回答以下問題：（1）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說(shuō)明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體___________。A．與成正比

B．與成正比（2）若氣體被壓縮到，由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為___________（保留3位有效數(shù)字）。（3）某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了，則在計(jì)算乘積時(shí)，他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨的增大而___________（填“增大”或“減小”）。2．（2019·全國(guó)·高考真題）用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)中，首先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_______________________________________________．實(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以_____________________________________________________________．為得到油酸分子的直徑，還需測(cè)量的物理量是_________________________________．3．（2014·上?！そy(tǒng)考高考真題）在“用DIS研究在溫度不變時(shí),一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)將注射器活塞置于刻度為10mL處,然后將注射器連接壓強(qiáng)傳感器并開始實(shí)驗(yàn),氣體體積V每增加1mL測(cè)一次壓強(qiáng)p,最后得到p和V的乘積逐漸增大．（1）由此可推斷,該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能為圖__________．（2）圖線彎曲的可能原因是在實(shí)驗(yàn)過程中（

）A．注射器中有異物B．連接軟管中存在氣體C．注射器內(nèi)氣體溫度升高D．注射器內(nèi)氣體溫度降低4．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）用激光測(cè)玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚與屏P平行放置，從另一側(cè)用激光筆以一定角度照射，此時(shí)在屏上的S1處有激光點(diǎn)，移走玻璃磚，光點(diǎn)移到S2處，回答下列問題：

（1）請(qǐng)畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖_________；（2）已經(jīng)測(cè)出AB=l1，OA=l2，S1S2=l3，則折射率n=_________（用l1、l2、l3表示）；（3）若改用寬ab更小的玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，則S1S2間的距離會(huì)_________（填“變大”，“變小”或“不變”）。5．（2022·海南·高考真題）在用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，則：①a、b分別是()A．單縫和雙縫

B．雙縫和單縫

C．單縫和單縫

D．雙縫和雙縫②如果雙縫間距是d，雙縫到毛玻璃的距離是L，第一條亮紋到第六條亮紋間距是x，則光的波長(zhǎng)是__________。（用x、d、L表示）6．（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）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A、B、C插在如圖所示位置，并測(cè)出了玻璃的折射率。請(qǐng)?jiān)诖痤}紙相應(yīng)方框中畫出光路圖，標(biāo)出入射角i和折射角r，______并寫出折射率n的計(jì)算式______。7．（2021·浙江·高考真題）圖示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中:①觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是___________。(單選）A．旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭

B．增大單縫與雙縫間的距離

C．調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行②要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是___________(單選）A．減小單縫與光源間的距離

B．減小單縫與雙縫間的距離C．增大透鏡與單縫間的距離

D．增大雙縫與測(cè)量頭間的距離8．（2019·天津·高考真題）某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙．①下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度______．A．選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚B．選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚C．選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)D．插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些②該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是______．③該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點(diǎn)為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于、點(diǎn)，再過、點(diǎn)作法線的垂線，垂足分別為、點(diǎn)，如圖所示，則玻璃的折射率______．（用圖中線段的字母表示）9．（2019·全國(guó)·高考真題）某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，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?；卮鹣铝袉栴}：（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可__________；A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)C．將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D．使用間距更小的雙縫（2）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測(cè)得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長(zhǎng)λ=_________；（3）某次測(cè)量時(shí)，選用的雙縫的間距為0．300mm，測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.20m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm。則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為______________nm（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。10．（2018·浙江·高考真題）（1）細(xì)絲和單縫有相似的衍射圖樣，在相同條件下，小明用激光束分別垂直照射兩種不同直徑的細(xì)絲I和細(xì)絲II，在光屏上形成的衍射圖樣如圖中a和b所示，已知細(xì)絲I的直徑為0.605mm，現(xiàn)用螺旋測(cè)微器測(cè)量細(xì)絲II的直徑，如圖所示，細(xì)絲II的直徑為_________mm；圖中的_____（填“a”或“b”）是細(xì)絲II的衍射圖樣；（2）小明在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，嘗試用單縫和平面鏡做類似實(shí)驗(yàn)。單縫和平面鏡的放置如圖所示，白熾燈發(fā)出的光經(jīng)濾光片稱為波長(zhǎng)為的單色光照射單縫，能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋。小明測(cè)得單縫與鏡面延長(zhǎng)線的距離為h，與光屏的距離為D，則條紋間距_______，隨后小明撤去平面鏡，在單縫下方A處放置同樣的另一單縫，形成雙縫結(jié)構(gòu)，則在光屏上______（填“能”會(huì)“不能”）觀察到干涉條紋。11．（2018·浙江·高考真題）在測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)時(shí)（1）下列說(shuō)法正確的是_____A．入射角越大，誤差越小B．在白紙上放好玻璃磚后，用鉛筆貼著光學(xué)面畫出界面C．實(shí)驗(yàn)時(shí)即可用量角器，也可用圓規(guī)和直尺等工具進(jìn)行測(cè)量D．判斷像與針是否在同一直線時(shí)，應(yīng)該觀察大頭針的頭部（2）小時(shí)同學(xué)在插針時(shí)玻璃磚的位置如圖1所示．根據(jù)插針與紙上已畫的界面確定入射點(diǎn)與出射點(diǎn)，依據(jù)上述操作所測(cè)得的折射率_________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）（3）小明同學(xué)經(jīng)正確操作后，在紙上留下四枚大頭針的位置P1、P2、P3、P4，AB和CD是描出的下班磚的兩個(gè)邊，如圖2所示，請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上畫出光路圖________．

專題82實(shí)驗(yàn)十二：熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)1．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料管與壓強(qiáng)傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)和體積（等于注射器示數(shù)與塑料管容積之和），逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。

回答以下問題：（1）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說(shuō)明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體___________。A．與成正比

B．與成正比（2）若氣體被壓縮到，由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為___________（保留3位有效數(shù)字）。（3）某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了，則在計(jì)算乘積時(shí)，他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨的增大而___________（填“增大”或“減小”）。【答案】B增大【詳解】（1）[1]在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說(shuō)明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體，與成正比。故選B。（2）[2]若氣體被壓縮到，則有由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為（3）[3]某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了，則在計(jì)算乘積時(shí)，根據(jù)可知他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨的增大而增大。2．（2019·全國(guó)·高考真題）用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)中，首先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_______________________________________________．實(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以_____________________________________________________________．為得到油酸分子的直徑，還需測(cè)量的物理量是_________________________________．【答案】使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測(cè)出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積油膜穩(wěn)定后得表面積S．【詳解】油膜法測(cè)量分子大小需要形成單分子油膜，故而需要減少油酸濃度；一滴油酸的體積非常微小不易準(zhǔn)確測(cè)量，故而使用累積法，測(cè)出N滴油酸溶液的體積V，用V與N的比值計(jì)算一滴油酸的體積；由于形成單分子油膜，油膜的厚度h可以認(rèn)為是分子直徑，故而還需要測(cè)量出油膜的面積S，以計(jì)算厚度.3．（2014·上海·統(tǒng)考高考真題）在“用DIS研究在溫度不變時(shí),一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)將注射器活塞置于刻度為10mL處,然后將注射器連接壓強(qiáng)傳感器并開始實(shí)驗(yàn),氣體體積V每增加1mL測(cè)一次壓強(qiáng)p,最后得到p和V的乘積逐漸增大．（1）由此可推斷,該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能為圖__________．（2）圖線彎曲的可能原因是在實(shí)驗(yàn)過程中（

）A．注射器中有異物B．連接軟管中存在氣體C．注射器內(nèi)氣體溫度升高D．注射器內(nèi)氣體溫度降低【答案】（1）甲（2）C【詳解】（1）[1]由于“最后得到p和V的乘積逐漸增大”，因此在圖象中，斜率逐漸增大，斜率變大，故選甲．（2）[2]A.注射器有異物不會(huì)影響圖線的斜率，故A錯(cuò)誤；B.連接軟管中存在氣體可以視為被封閉的氣體總體積較大，不會(huì)影響斜率，故B錯(cuò)誤；CD.注射器內(nèi)氣體溫度升高，由克拉柏龍方程知，當(dāng)T增大時(shí)，PV會(huì)增大，故C正確D錯(cuò)誤4．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）用激光測(cè)玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚與屏P平行放置，從另一側(cè)用激光筆以一定角度照射，此時(shí)在屏上的S1處有激光點(diǎn)，移走玻璃磚，光點(diǎn)移到S2處，回答下列問題：

（1）請(qǐng)畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖_________；（2）已經(jīng)測(cè)出AB=l1，OA=l2，S1S2=l3，則折射率n=_________（用l1、l2、l3表示）；（3）若改用寬ab更小的玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，則S1S2間的距離會(huì)_________（填“變大”，“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

變小【詳解】（1）[1]根據(jù)題意畫出光路圖如下圖所示

（2）設(shè)光線入射角為θ、折射角為α，則在C點(diǎn)根據(jù)折射定律有nsinθ=sinα由于射入玻璃磚的入射角是射出玻璃磚的折射角，則S1S2=CB根據(jù)幾何關(guān)系可知聯(lián)立解得（3）[3]若改用寬ab更小的玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，則畫出光路圖如下

可看出S1S2間的距離變小。5．（2022·海南·高考真題）在用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，則：①a、b分別是()A．單縫和雙縫

B．雙縫和單縫

C．單縫和單縫

D．雙縫和雙縫②如果雙縫間距是d，雙縫到毛玻璃的距離是L，第一條亮紋到第六條亮紋間距是x，則光的波長(zhǎng)是__________。（用x、d、L表示）【答案】A【詳解】①[1]由雙縫干涉原理可知，先用濾光片得到單色光，然用單縫得到細(xì)長(zhǎng)的光源，最后用雙縫得到兩束相干光，故a、b分別單縫和雙縫。故選A。②[2]第一條亮紋到第六條亮紋間距是x，則相鄰亮條紋間距為根據(jù)可得光的波長(zhǎng)是6．（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）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A、B、C插在如圖所示位置，并測(cè)出了玻璃的折射率。請(qǐng)?jiān)诖痤}紙相應(yīng)方框中畫出光路圖，標(biāo)出入射角i和折射角r，______并寫出折射率n的計(jì)算式______?！敬鸢浮俊驹斀狻抗饴穲D如圖所示根據(jù)折射定律可知。7．（2021·浙江·高考真題）圖示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中:①觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是___________。(單選）A．旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭

B．增大單縫與雙縫間的距離

C．調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行②要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是___________(單選）A．減小單縫與光源間的距離

B．減小單縫與雙縫間的距離C．增大透鏡與單縫間的距離

D．增大雙縫與測(cè)量頭間的距離【答案】CD【詳解】①[1]若粗調(diào)后看不到清晰的干涉條紋，看到的是模糊不清的條紋，則最可能的原因是單縫與雙縫不平行；要使條紋變得清晰，值得嘗試的是調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行。故選C。②[2]根據(jù)可知要增大條紋間距可以增大雙縫到光屏的距離l，減小雙縫的間距d；故選D。8．（2019·天津·高考真題）某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙．①下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度______．A．選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚B．選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚C．選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)D．插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些②該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是______．③該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點(diǎn)為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于、點(diǎn)，再過、點(diǎn)作法線的垂線，垂足分別為、點(diǎn)，如圖所示，則玻璃的折射率______．（用圖中線段的字母表示）【答案】ADD【詳解】采用插針法測(cè)定光的折射率的時(shí)候，應(yīng)選定光學(xué)表面間距大一些的玻璃磚，這樣光路圖會(huì)更加清晰，減小誤差，同時(shí)兩枚大頭針的距離盡量大一些，保證光線的直線度，因此AD正確，光學(xué)表面是否平行不影響該實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，因此B錯(cuò)誤，應(yīng)選用細(xì)一點(diǎn)的大頭針因此C錯(cuò)誤．根據(jù)光的折射定律可知當(dāng)選用平行的玻璃磚時(shí)出射光和入射光應(yīng)是平行光，又因發(fā)生了折射因此出射光的出射點(diǎn)應(yīng)相比入射光的延長(zhǎng)線向左平移，因此D正確，ABC錯(cuò)誤由折射定律可知折射率，，，聯(lián)立解得9．（2019·全國(guó)·高考真題）某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，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?；卮鹣铝袉栴}：（1）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可__________；A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)C．將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D．使用間距更小的雙縫（2）若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測(cè)得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長(zhǎng)λ=_________；（3）某次測(cè)量時(shí)，選用的雙縫的間距為0．300mm，測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.20m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm。則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為______________nm（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。【答案】B630【詳解】（1）[1]相鄰兩亮（暗）干涉條紋的Δx=，要增加觀察到的條紋數(shù)，即Δx越小，需增大d或減小l，因此應(yīng)將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)，或使用間距更大的雙縫，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確；（2）[2]由得（3）[3]所測(cè)單色光的波長(zhǎng)10．（2018·浙江·高考真題）（1）細(xì)絲和單縫有相似的衍射圖樣，在相同條件下，小明用激光束分別垂直照射兩種不同直徑的細(xì)絲I和細(xì)絲II，在光屏上形成的衍射圖樣如圖中a和b所示，已知細(xì)絲I的直徑為0.605mm，現(xiàn)用螺旋測(cè)微器測(cè)量細(xì)絲II的直徑，如圖所示，細(xì)絲II的直徑為_________mm；圖中的_____（填“a”或“b”）是細(xì)絲II的衍射圖樣；（2）小明在做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，嘗試用單縫和平面鏡做類似實(shí)驗(yàn)。單縫和平面鏡的放置如圖所示，白熾燈發(fā)出的光經(jīng)濾光片稱為波長(zhǎng)為的單色光照射單縫，能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋。小明測(cè)得單縫與鏡面延長(zhǎng)線的距離為h，與光屏的距離為D，則條紋間距_______，隨后小明撤去平面鏡，在單縫下方A處放置同樣的另一單縫，形成雙縫結(jié)構(gòu)，則在光屏上______（填“能”會(huì)“不能”）觀察到干涉條紋?！敬鸢浮?.996/0.997/0.998/0