专题16 热学实验 光学实验-备战2021届高考物理二轮复习题型专练

专题16　热学实验　光学实验 【方法指导】 一、用油膜法估测分子的大小 1.理想化：认为油酸薄膜是由单层的油酸分子紧密排列组成。 2.模型化：在估测油酸分子大小的数量级时，把每个油酸分子简化为球体。 3.厚度直径化：认为油膜的厚度就是油酸分子的直径。 二、探究气体压强与体积的关系实验注意点 1.为保持气体温度不变，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位；同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度。 2.在等温过程中，气体的p－V图象呈现为双曲线，要通过坐标变换，画p－ eq \f(1,V)图象，把双曲线变为直线，以方便判断p和V成反比。 三、用单摆测量重力加速度的大小实验数据处理的方法 1.公式法：g＝eq \f(4π2l,T2)，算出重力加速度g的值，再算出g的平均值。 2.图象法：由单摆周期公式推出l＝eq \f(g,4π2)T2，因此l－T2的图象是一条通过原点的直线，求出图线的斜率k，可得g＝4π2k。 四、测量玻璃的折射率实验中数据处理的方法 1.计算法：由n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)，算出不同入射角时的n值，并取平均值。 2.图象法：作sin θ1－sin θ2图象，由n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)可知其斜率为折射率。 3.单位圆法：以入射点O为圆心，作半径为R的圆，如图1所示，则sin θ1＝eq \f(EH,OE)，sin θ2＝eq \f(E′H′,OE′)，OE＝OE′＝R，所以用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出 n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)＝eq \f(EH,E′H′)。 图1 五、用双缝干涉实验测量光的波长实验中数据处理的方法 1.调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1； 2.转动手轮，当分划板中心刻度线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2； 3.相邻两条纹间的距离Δx＝eq \f(|a1－a2|,n－1)。 命题点一：　用油膜法估测分子的大小　探究气体压强与体积的关系 【典例1】 用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是___________________________________ _____________________________________________________________________。 【解析】　用油膜法估测分子直径时，需使油酸在水面上形成单分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将油酸用酒精稀释。根据V＝Sd，要求得分子的直径d，则需要测出油膜面积，以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，这样需要测出一滴油酸酒精溶液的体积，其方法可用累积法，即1 mL 油酸酒精溶液的滴数。 【答案】　使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积　单分子层油膜的面积 【典例2】 现用“探究气体压强与体积的关系”的实验来测量大气压强p。注射器针筒已被固定在竖直方向上，针筒上所标刻度是注射器的容积，最大刻度Vm＝10 mL。注射器活塞已装上钩码框架，如图2所示。此外，还有一架托盘天平、若干钩码 、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油。 图2 (1)下面是实验步骤，试填写所缺的②和⑤。 ①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L。 ②_____________________________________________________________。 ③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，将活塞插入外筒中，上下拉动活塞，使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油。 ④将活塞拉到适当的位置。 ⑤________________________________________________________。 ⑥在钩码框架两侧挂上钩码，记下挂上的钩码的质量m1，在达到平衡后，记下注射器中空气