老高考新教材適用2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題8物理實(shí)驗(yàn)分層突破練18光學(xué)與熱學(xué)實(shí)驗(yàn)

專題分層突破練18光學(xué)與熱學(xué)試驗(yàn)A組1.(2024河北邢臺(tái)模擬)在用油膜法估測(cè)分子大小的試驗(yàn)中,將1mL油酸配制成2L的油酸酒精溶液。然后用滴管吸取這種溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下1滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜穩(wěn)定后,放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下視察油膜,如圖所示。坐標(biāo)格的每個(gè)小正方形的邊長(zhǎng)為1cm。由以上信息可以估算出油酸分子的直徑是m(保留1位有效數(shù)字)。若油酸酒精溶液配好后沒有運(yùn)用,且沒有將容器密封,兩周后用此溶液做試驗(yàn)時(shí),仍舊以標(biāo)稱濃度處理數(shù)據(jù),則測(cè)得的分子直徑(選填“偏大”“偏小”或“精確”)。

2.(2024浙江卷)下圖是用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)試驗(yàn)的裝置圖。試驗(yàn)中:(1)視察到較模糊的干涉條紋,要使條紋變得清楚,值得嘗試的操作是。

A.旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭B.增大單縫與雙縫間的距離C.調(diào)整撥桿使單縫與雙縫平行(2)要增大視察到的條紋間距,正確的做法是。

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3.某同學(xué)在做“測(cè)定玻璃折射率”的試驗(yàn)時(shí)已經(jīng)畫好了部分圖線,如圖甲所示,并在入射光線AO上插上大頭針P1、P2,現(xiàn)需在玻璃磚下表面折射出的光線上插上P3和P4大頭針,便能確定光在玻璃磚中的折射光線。(1)下列確定P3位置的方法正確的是;

A.透過玻璃磚,P3攔住P2的像B.先插上P4大頭針,在靠近玻璃磚一側(cè)P3攔住P4的位置C.透過玻璃磚視察,使P3攔住P1、P2的像(2)在圖甲中作出光線在玻璃磚中和出射后光線的光路圖,并畫出玻璃磚中光線的折射角θ2;(3)經(jīng)過多次測(cè)量作出sinθ1-sinθ2的圖像如圖乙所示,玻璃磚的折射率為;(保留三位有效數(shù)字)

(4)若該同學(xué)在確定P4位置時(shí),被旁邊同學(xué)碰了一下,不當(dāng)心把P4位置畫得偏左了一些,則測(cè)出來的折射率(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

4.(2024湖北恩施模擬)如圖甲所示為某校物理學(xué)習(xí)小組的同學(xué)“用DIS探討溫度不變時(shí)肯定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積關(guān)系”的試驗(yàn)裝置。(1)試驗(yàn)裝置中與注射器干脆相連的傳感器叫做(選填“體積”或“壓強(qiáng)”)傳感器;

(2)某次試驗(yàn)中,注射器的示數(shù)如圖乙所示,可知注射器內(nèi)封閉氣體的體積為;

(3)在某次試驗(yàn)中,該小組的同學(xué)分別在室內(nèi)和室外(室內(nèi)溫度高于室外溫度)進(jìn)行了試驗(yàn),其中實(shí)線為在室內(nèi)試驗(yàn)得到的p-V圖線,虛線為在室外試驗(yàn)得到的p-V圖線,則下列圖像可能正確的是;

(4)在某次試驗(yàn)中,注射器內(nèi)氣體可看作志向氣體,小組的一位同學(xué)快速地推動(dòng)注射器的活塞,則較短的時(shí)間內(nèi)注射器內(nèi)封閉氣體的內(nèi)能將(選填“不變”“變大”或“變小”)。

5.(2024北京海淀二模)物理試驗(yàn)一般都涉及試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)原理、試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如:(1)試驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測(cè)某個(gè)杯子的深度h,示數(shù)如圖甲所示,則該杯子的深度為h=cm。甲(2)數(shù)據(jù)分析。用“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”試驗(yàn)中,配制的油酸酒精溶液的濃度為每500mL溶液中有純油酸2mL,用注射器取1mL該油酸酒精溶液,滴入燒杯中,記錄液滴共60滴。取1滴該溶液滴入盛水的淺水盤里,待水面穩(wěn)定后,在帶有坐標(biāo)方格的玻璃板上描下油膜邊界的輪廓線,如圖乙所示,坐標(biāo)中一個(gè)小正方格的邊長(zhǎng)是1cm。依據(jù)以上數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)果,估測(cè)出的分子直徑約為。

乙(3)試驗(yàn)原理。圖丙為“探究氣體等溫改變的規(guī)律”的試驗(yàn)裝置圖。試驗(yàn)時(shí),讀取空氣柱的長(zhǎng)度L以及此時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)p。丙①對(duì)于肯定質(zhì)量的封閉氣體,在溫度不變的狀況下,若p與L的保持不變,即得到氣體做等溫改變的規(guī)律。

②某同學(xué)發(fā)覺,壓力表上的數(shù)值是有單位的,但是針筒旁代表空氣柱長(zhǎng)度的數(shù)值是沒有單位的,他查了一下該試驗(yàn)裝置的說明書,發(fā)覺也沒有對(duì)這個(gè)數(shù)值單位狀況的詳細(xì)說明。請(qǐng)分析說明這種狀況的理由:

。

B組6.(2024天津南開高三期末)在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”試驗(yàn)中,將試驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上,如圖甲所示。甲(1)關(guān)于該試驗(yàn),下列說法正確的是;

A.單縫及雙縫必需平行放置B.干涉條紋與雙縫垂直C.干涉條紋疏密程度與單縫寬度有關(guān)D.若用綠色濾光片替換紅色濾光片,干涉條紋間距會(huì)變小(2)某同學(xué)在做該試驗(yàn)時(shí),在同一視野中選取了A、B兩條紋,第一次分劃板中心刻度對(duì)齊A條紋中心時(shí)(圖乙),游標(biāo)尺的示數(shù)如圖丙所示;其次次分劃板中心刻度對(duì)齊B條紋中心時(shí)(圖丁),游標(biāo)尺的示數(shù)如圖戊所示。已知雙縫間距為0.50mm,雙縫到屏的距離為1.00m,則圖丙游標(biāo)尺的示數(shù)為mm,兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離為mm。所測(cè)單色光波長(zhǎng)為m。

7.(2024上海虹口二模)如圖甲所示,用一個(gè)帶有刻度的注射器及DIS來探究肯定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)和體積關(guān)系。甲(1)所探討的對(duì)象是;它的體積可用干脆讀出。

(2)試驗(yàn)過程中,下列操作錯(cuò)誤的是。

A.推拉活塞時(shí),動(dòng)作要慢B.推拉活塞時(shí),手不能握住注射器筒有氣體的部位C.壓強(qiáng)傳感器與注射器之間的軟管脫落后,應(yīng)馬上重新接上,接著試驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)D.活塞與針筒之間要保持潤(rùn)滑且不漏氣(3)在驗(yàn)證玻意耳定律的試驗(yàn)中,假如用試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在圖乙所示的p-1V圖像中標(biāo)出,則應(yīng)為圖乙中的線。假如試驗(yàn)中,使肯定質(zhì)量氣體的體積減小的同時(shí),溫度漸漸上升,則依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)描出的圖像是圖乙中的線。(均選填“A”“B”或“C”乙8.(2024北京101中學(xué)模擬)在做“測(cè)定玻璃的折射率”的試驗(yàn)中,先在白紙上放好玻璃磚,在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在另一側(cè)透過玻璃磚視察,插上大頭針P3、P4,使P3攔住P1、P2的像,P4攔住P3、P1、P2的像。如圖所示,aa'和bb'分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面,用“+”表示大頭針的位置。圖中AO表示經(jīng)過大頭針P1和P2的光線,該光線與界面aa'交于O點(diǎn),MN表示法線。(1)請(qǐng)將光路圖畫完整,并在圖中標(biāo)出光線進(jìn)入玻璃磚發(fā)生折射現(xiàn)象的入射角θ1和折射角θ2。(2)該玻璃磚的折射率可表示為n=。(用θ1和θ2表示)

(3)兩位同學(xué)選擇的器材和操作如下:A.甲同學(xué)在白紙上正確畫出平行玻璃磚的兩個(gè)界面aa'與bb'后,將玻璃磚垂直于aa'方向沿紙面對(duì)上平移了少許,其他操作正確B.乙同學(xué)在白紙上畫aa'、bb'兩界面時(shí),其間距比平行玻璃磚兩光學(xué)面的間距略微小些,其他操作正確甲同學(xué)測(cè)出玻璃磚的折射率。乙同學(xué)測(cè)出玻璃磚的折射率。(均選填“偏大”“偏小”或“不變”)

(4)對(duì)試驗(yàn)中的一些問題,幾個(gè)同學(xué)發(fā)生了爭(zhēng)辯,他們的看法如下,其中正確的是。

A.為了提高測(cè)量的精確度,P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大一些B.為了提高測(cè)量的精確度,入射角應(yīng)適當(dāng)大一些C.P1、P2之間的距離的大小及入射角的大小跟測(cè)量的精確度無關(guān)D.假如入射角太大,則反射光過強(qiáng),折射光過弱,不易視察9.如圖甲所示,在測(cè)量玻璃折射率的試驗(yàn)中,兩位同學(xué)先在白紙上放好截面是正三角形ABC的三棱鏡,并確定AB和AC界面的位置。然后在棱鏡的左側(cè)畫出一條直線,并在線上豎直插上兩枚大頭針P1和P2,再?gòu)睦忡R的右側(cè)視察P1和P2的像。甲(1)此后正確的操作步驟是。

A.插上大頭針P3,使P3攔住P2的像B.插上大頭針P3,使P3攔住P1、P2的像C.插上大頭針P4,使P4攔住P3的像D.插上大頭針P4,使P4攔住P1、P2和P3的像(2)正確完成上述操作后,在紙上標(biāo)出大頭針P3、P4的位置(圖中已標(biāo)出)。為測(cè)量該玻璃的折射率,兩位同學(xué)分別用圓規(guī)及刻度尺作出了完整光路圖和若干條協(xié)助線,如圖乙、丙所示。能夠僅通過測(cè)量ED、FG的長(zhǎng)度便可正確計(jì)算出折射率的是圖(選填“乙”或“丙”),所測(cè)玻璃折射率的表達(dá)式為n=(用lED、lFG表示)。

乙丙答案：專題分層突破練18光學(xué)與熱學(xué)試驗(yàn)1.答案8×10-10偏小解析由圖示油膜可知,油膜的面積為S=64×1×1cm2=64cm2,1滴溶液中含有油酸分子的體積V=12000×1100mL=5×10-6mL,油酸分子的直徑為d=VS2.答案(1)C(2)D解析(1)若粗調(diào)后看不到清楚的干涉條紋,看到的是模糊不清的條紋,則最可能的緣由是單縫與雙縫不平行;要使條紋變得清楚,值得嘗試的操作是調(diào)整撥桿使單縫與雙縫平行,故選C。(2)依據(jù)Δx=ldλ,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d3.答案(1)C(2)見解析(3)1.50(4)偏小解析(1)確定P3位置的正確方法是,透過玻璃磚視察,使P3攔住P1、P2的像,故選C。(2)光路圖如圖所示。(3)依據(jù)n=sinθ1sinθ2由圖像可知玻璃磚的折射率為n=10.67=1.(4)若該同學(xué)在確定P4位置時(shí),被旁邊同學(xué)碰了一下,不當(dāng)心把P4位置畫得偏左了一些,則P4P3的連線與bb'的交點(diǎn)偏右,測(cè)得的折射角θ2偏大,則依據(jù)n=sin4.答案(1)壓強(qiáng)(2)2.00mL(3)C(4)變大解析(1)試驗(yàn)裝置中與注射器干脆相連的傳感器用于測(cè)量注射器內(nèi)氣體的壓強(qiáng),所以是壓強(qiáng)傳感器。(2)注射器刻度的分度值為0.1mL,讀數(shù)須要精確到0.01mL,所以此時(shí)注射器內(nèi)封閉氣體的體積為2.00mL。(3)當(dāng)室內(nèi)與室外的封閉氣體體積相同時(shí),單位體積內(nèi)的分子數(shù)密度相同,單位時(shí)間內(nèi),與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)相同,但室內(nèi)的封閉氣體溫度較高,分子平均速率較大,所以氣體壓強(qiáng)較大,由此可推知,室內(nèi)氣體的試驗(yàn)結(jié)果曲線應(yīng)始終比室外氣體的試驗(yàn)結(jié)果曲線高,故C正確。(4)在某次試驗(yàn)中,小組的一位同學(xué)快速地推動(dòng)注射器的活塞對(duì)氣體做功,則較短的時(shí)間內(nèi),封閉氣體還來不及與外界發(fā)生熱量交換,所以封閉氣體的內(nèi)能將變大。5.答案(1)10.070(2)5×10-9m(3)乘積因?yàn)獒樛采舷碌臋M截面積都相同,所以空氣柱的長(zhǎng)度就代表了空氣柱的體積的狀況;最終的結(jié)果是p與V的乘積是否不變(或者p與1V解析(1)主尺讀數(shù)為10.0cm=100mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為14×0.05mm=0.70mm,故該杯子的深度為h=100mm+0.70mm=100.70mm=10.070cm。(2)圍成的方格中,不足半個(gè)的舍去,多于半個(gè)的算一個(gè),共有142個(gè)方格,則油酸膜的面積約為S=142×1×1cm2=142cm2,每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V=2500×160mL=23×10-10m3,把油酸分子看成球形,且不考慮分子間的空隙,則油酸分子直徑為d=V(3)對(duì)于肯定質(zhì)量的封閉氣體,在溫度保持不變時(shí),壓強(qiáng)與體積成反比,即壓強(qiáng)與體積的乘積不變,得到氣體做等溫改變的規(guī)律。因?yàn)獒樛采舷碌臋M截面積都相同,所以空氣柱的長(zhǎng)度就代表了空氣柱的體積的狀況;最終的結(jié)果是p與V的乘積是否不變(或者p與1V6.答案(1)AD(2)11.51.36.5×10-7解析(1)為使屏上的干涉條紋清楚,單縫和雙縫必需平行放置,所得到的干涉條紋與雙縫平行,A正確,B錯(cuò)誤;由Δx=λld(2)由圖丙可知,讀數(shù)為x1=11mm+5×0.1mm=11.5mm;由圖戊可知,讀數(shù)為x2=16mm+7×0.1mm=16.7mm,由圖乙和圖丁可知,A、B兩條紋間有4個(gè)間距,則兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離為Δx=x2-x14mm=1.3mm;依據(jù)公式Δx=λld,代入數(shù)據(jù)解得所測(cè)單色光波長(zhǎng)為λ=dΔ7.答案(1)注射器中封閉的氣體注射器的刻度(2)C(3)BA解析(1)依據(jù)題意可知,本試驗(yàn)探究肯定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)和體積關(guān)系,則探討對(duì)象為注射器內(nèi)封閉的氣體,氣體的體積可以通過注射器刻度干脆讀出。(2)試驗(yàn)過程中,推拉活塞時(shí),動(dòng)作要慢,避開因推拉活塞過快,封閉氣體溫度上升,A正確;推拉活塞時(shí),手不能握住注射器筒有氣體的部位,如用手握住注射器筒有氣體的部位會(huì)使氣體溫度上升,B正確;壓強(qiáng)傳感器與注射器之間的軟管脫落后,氣體的質(zhì)量發(fā)生了改變,若馬上重新接上,接著試驗(yàn),將出現(xiàn)較大誤差,C錯(cuò)誤;為了防止摩擦生熱及氣體質(zhì)量改變,活塞與針筒之間要保持潤(rùn)滑且不漏氣,D正確。本題選操作錯(cuò)誤的,故選C。(3)在驗(yàn)證玻意耳定律的試驗(yàn)中,依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程有pVT=C可得p=CT·1V,可知p與1V成正比,故圖像為圖乙中的B線;假如試驗(yàn)中,使肯定質(zhì)量氣體的體積減小的同時(shí),溫度漸漸上升,由上述分析可知,p與18.答案(1)見解析(2)sinθ1sinθ解析(1)作出光路圖如圖所示。(2)由折射率公式,可得玻璃磚的折射率n=sin(3)甲同學(xué)將玻璃磚垂直于aa'方向沿紙面對(duì)上平移了少許,可知光線的入射角和折射角均不變,所以測(cè)出玻璃磚的折射率與真實(shí)值相比不變;其間距比平行玻璃磚兩光學(xué)面的間距略微小些,由圖可知,折射角偏小,則折射率偏大,乙同學(xué)測(cè)出玻璃磚的折射率與真實(shí)值相比偏大。(4)為了提高測(cè)量的精確度,P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大一些