第11题（三）热学与光学实验-2022年高考物理学霸冲刺题号押题综合专练（江苏）

押题高考江苏卷第11题（三） 热学、光学与其他实验实验 力学创新实验是近几年高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验原理、实验方法的掌握情况；2017年高考实验增加了验证动量守恒定律，也有可能考查。 考点内容 常见题型及要求 考点一 用油膜法估测油酸分子的大小 实验题 考点二 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 考点三 测量玻璃的折射率 考点四 用双缝干涉实验测光的波长 考点五 单摆实验 考点五 圆周运动特点实验 1用油膜法估测油酸分子的大小 1．原理：认为油酸薄膜是由单层的油酸分子紧密排列组成，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，认为油膜的厚度就是油酸分子的直径d＝，如图 2．对“V”的测量 (1)配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其浓度为n； (2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，读出它的体积为V0； (3)再把它一滴滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数N； (4)则一滴油酸酒精溶液中，纯油酸的体积V＝n. 3．对“S”的测量 (1)浅盘里盛水，把适量的爽身粉均匀撒在水面上； (2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将带方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状； (3)数出轮廓范围内正方形的个数n0，不足半个的舍去，多于半个的算一个； (4)用正方形的个数乘单个正方形的面积S0(即n0S0)计算出油膜的面积S. 4．注意事项 (1)实验前应检查浅盘是否干净，如果有油渍将影响实验结果． (2)在浅盘的中央加爽身粉且要适量，使爽身粉自动扩散均匀． (3)由于油酸膜要经过先扩大后收缩的过程，因此画轮廓时要待油酸膜稳定后再画，画时视线要与玻璃板垂直． (4)分子大小的数量级为10－10 m，若不是则要重做实验． 2　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 本实验应用物理实验中常用的控制变量法，探究在气体质量和温度不变的情况下(即等温过程)，气体的压强与体积的关系，如图所示． (1)为保证等温变化，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．为保证气体密闭，应在活塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内外气体的压强差不宜过大． (2)实验中所用的压力表精度较高，而气柱体积是直接在注射器上读出的，其误差会直接影响实验结果． (3)在等温过程中，气体的压强与体积的关系在p－V图像中呈现为双曲线，如图5甲．处理实验数据时，要通过变换，即画p－图像，把双曲线变为直线，说明p和V成反比，如图乙．这是科学研究中常用的数据处理的方法，因为一次函数反映的物理规律比较直观，容易得出相关的对实验研究有用的参数． 3　测量玻璃的折射率 1.实验原理 如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而画出折射光线OO′，求出折射角θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率. 2.实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔. 3.实验过程 (1)用图钉把白纸固定在木板上. (2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线MM′. (3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针. (4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′. (5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P3和P1、P2的像. (6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得到线段OO′. (7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2. (8)改变入射角，重复实验. 4.数据处理 (1)计算法 用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的，并取平均值. (2)图象法 改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2的图象，由n＝可知图象应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率. (3)“单位圆”法 以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，如图所示，sin θ1＝，sin θ2＝，OE＝OE′＝R，则n＝＝.只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n. 5.注意事项 (1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O′之间距离要稍大一些. (2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°). (3)操作时手不能触