2025年高考物理復習試題分類訓練：實驗之熱學和光學實驗（解析卷）

專題82實驗十二：熱學和光學實驗

1.（2023?山東?統(tǒng)考高考真題）利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關系。將帶有刻

度的注射器豎直固定在鐵架臺上，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傳感器相連?；?/p>

塞上端固定一托盤，托盤中放入祛碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強P和體積V（等于注射器示數(shù)匕與

塑料管容積AV之和），逐次增加祛碼質(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）在實驗誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣

體O

A.P與V成正比B.。與）成正比

（2）若氣體被壓縮到V=10.0mL,由圖乙可讀出封閉氣體壓強為Pa（保留3位有效數(shù)字）。

（3）某組同學進行實驗時，一同學在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了AV,則在計算乘積時，他的計算結果與同組正

確記錄數(shù)據(jù)同學的計算結果之差的絕對值會隨。的增大而（填“增大”或“減小”）。

【答案】B204xlO3增大

【詳解】（1）口］在實驗誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一

定質(zhì)量的氣體，。與5成正比。

故選B。

（2）⑵若氣體被壓縮到V=10.0mL,則有

—mL-1=100xl0-3mL-,

V10.0

由圖乙可讀出封閉氣體壓強為

p=204x103Pa

（3）［3］某組同學進行實驗時，一同學在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了AV,則在計算PV乘積時，根據(jù)

p（y0+^v）-Pv0=pAV

可知他的計算結果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學的計算結果之差的絕對值會隨P的增大而增大。

2.（2019?全國?高考真題）用油膜法估算分子大小的實驗中，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,實驗中為了測量出一滴已知濃度

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】油膜法測量分子大小需要形成單分子油膜，故而需要減少油酸濃度；■滴油酸的體積非常微小不

易準確測量，故而使用累積法，測出N滴油酸溶液的體積匕用V與N的比值計算一滴油酸的體積；由于

形成單分子油膜，油膜的厚度可以認為是分子直徑，故而還需要測量出油膜的面積S,以計算厚度方==.

kJ

3.（2014?上海.統(tǒng)考高考真題）在“用DIS研究在溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關系”實驗中，某

同學將注射器活塞置于刻度為10mL處,然后將注射器連接壓強傳感器并開始實驗，氣體體積V每增加1mL測

一次壓強P，最后得到p和V的乘積逐漸增大.

（1）由此可推斷，該同學的實驗結果可能為圖.

（2）圖線彎曲的可能原因是在實驗過程中（）

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）口]由于“最后得到0和V的乘積逐漸增大”，因此在圖象中，斜率左=尸憶逐漸增大，斜

率變大，故選甲.

（2）[2]

A.注射器有異物不會影響圖線的斜率，故A錯誤；

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，不會影響斜率，故B錯誤；

pv

CD.注射器內(nèi)氣體溫度升高，由克拉柏龍方程知下=<3,當T增大時，PV會增大，故C正確D錯誤

4.(2023?海南?統(tǒng)考高考真題)用激光測玻璃磚折射率的實驗中，玻璃磚與屏P平行放置，從另一側用激光

筆以一定角度照射，此時在屏上的&處有激光點，移走玻璃磚，光點移到S處，回答下列問題：

(1)請畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖_________；

(2)已經(jīng)測出A8=h,OA=12,SiS2=h,則折射率n=(用小卜、心表示)；

(3)若改用寬4更小的玻璃磚做實驗，則S/8間的距離會(填“變大”，“變小”或“不變”)。

變小

nsinO=sin。

由于射入玻璃磚的入射角是射出玻璃磚的折射角，則

SiS2=CB

根據(jù)幾何關系可知

sin。=

聯(lián)立解得

函廠4+1

（4-QJ/：+片

（3）[3]若改用寬裙更小的玻璃磚做實驗，則畫出光路圖如下

可看出&S2間的距離變小。

5.（2022?海南?高考真題）在用雙縫干涉測量光的波長的實驗中，如圖所示，貝。:

①服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,則光的波長是

【詳解】①[1]由雙縫干涉原理可知，先用濾光片得到單色光，然用單縫得到細長的光源，最后用雙縫得到

兩束相干光，故匕分別單縫和雙縫。

故選A。

②⑵第一條亮紋到第六條亮紋間距是x,則相鄰亮條紋間距為

Ax=—

5

TQ

根據(jù)=J可得光的波長是

a

-Axddx

X=-----

L5L

6.（2021?浙江?統(tǒng)考高考真題）小明同學在做“測定玻璃的折射率”實驗時，發(fā)現(xiàn)只有3枚大頭針，他把大頭

針A、2、C插在如圖所示位置，并測出了玻璃的折射率。請在答題紙相應方框中畫出光路圖，標出入射角

i和折射角廠，并寫出折射率w的計算式______

sin?

n=———

sinr

根據(jù)折射定律可知〃=型匕。

sinr

7.（2021?浙江?高考真題）圖示是“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置。實驗中：

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o（單選）

A.旋轉測量頭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。

②⑵根據(jù)

Ax=-A.

d

可知要增大條紋間距可以增大雙縫到光屏的距離I,減小雙縫的間距d；

故選D。

8.（2019?天津?高考真題）某小組做測定玻璃的折射率實驗，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驗準確程度.

A.選用兩光學表面間距大的玻璃磚

B.選用兩光學表面平行的玻璃磚

C.選用粗的大頭針完成實驗

D.插在玻璃磚同側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驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實

③該小組選取了操作正確的實驗記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點。為圓心作圓，與入射光線、

折射光線分別交于A、B點、,再過A、8點作法線的垂線，垂足分別為C、D點,如圖所示，則玻璃

的折射率〃=.（用圖中線段的字母表示）

AC

【答案】ADD

~BD

【詳解】采用插針法測定光的折射率的時候，應選定光學表面間距大一些的玻璃磚，這樣光路圖會更加清

晰，減小誤差，同時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，光學表面是否平

行不影響該實驗的準確度，因此B錯誤，應選用細一點的大頭針因此C錯誤.

根據(jù)光的折射定律可知當選用平行的玻璃磚時出射光和入射光應是平行光，又因發(fā)生了折射因此出射光的

出射點應相比入射光的延長線向左平移，因此D正確，ABC錯誤

由折射定律可知折射率〃=sm4,sinZAOC--,sinZBOD=—,聯(lián)立解得”=必

sin/BODRRBD

9.(2019?全國?高考真題)某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時，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。回答下列問題：

光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏步輪

國十十---4三=附目鏡

2J,J,Jt碰頭

AA

(i)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學可；

A.將單縫向雙縫靠近

B.將屏向靠近雙縫的方向移動

C.將屏向遠離雙縫的方向移動

D.使用間距更小的雙縫

(2)若雙縫的間距為力屏與雙縫間的距離為/,測得第1條暗條紋到第"條暗條紋之間的距離為Ax,則

單色光的波長右；

(3)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300mm,測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。則所測單色光的波長為______________nm(結果保留3位有效數(shù)字)。

【答案】B記討630

11

【詳解】(1)川相鄰兩亮(暗)干涉條紋的/產(chǎn);，要增加觀察到的條紋數(shù)，即/X越小，需增大d或減小

a

/,因此應將屏向靠近雙縫的方向移動，或使用間距更大的雙縫，故A、C、D錯誤，B正確；

(2)⑵由

Ax_2/

n-1d

得

Zc=-d-^-x-

(n-1)/

(3)[3]所測單色光的波長

d\x0.3x10-3mx7.56x10-3

4=—?6.3xl0-7m=630nm

(n-l)Z(4-l)xl.2m

10.(2018?浙江?高考真題)(1)細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絲I和細絲II,在光屏上形成的衍射圖樣如圖中a和b所示，已知細絲I的直徑為0.605mm,

現(xiàn)用螺旋測微器測量細絲II的直徑，如圖所示，細絲II的直徑為mm；圖中的.(填“a”或"b”)

是細絲II的衍射圖樣;

(2)小明在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時，嘗試用單縫和平面鏡做類似實驗。單縫和平面鏡的放置

如圖所示，白熾燈發(fā)出的光經(jīng)濾光片稱為波長為4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。小明測得單縫與鏡面延長線的距離為心與光屏的距離為。，則條紋間距Ar=,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，形成雙縫結構，則在光屏上(填“能”會“不能”)觀

察到干涉條紋。

【答案】0.996/0.997/0.998/0.999/1.000a—A不能

2h

【詳解】(1)⑴根據(jù)圖示讀數(shù)可知細絲II的直徑為

0.5mm+49.9x0.01mm=0.999mm

⑵單縫衍射,單縫越寬，衍射效果越不明顯，條紋間距越小，所以是圖a是直徑更大的細絲的衍射圖樣;

(2)[3]如下圖，通過平面鏡反射的光線可以看做在A點下方處射出的光線，則干涉條紋可以看做由到A

點距離均為h的雙縫干涉形成的條紋，則條紋間距

Ax=-A=—A

d2h

[4]撤去平面鏡，在單縫下方A處放置同