16 专题七 第三讲 热学实验与光学实验（教师用书）-【金版新学案】2023高考物理大二轮专题复习与测试（新高考 新教材）

第三讲　热学实验与光学实验 1．(2019·全国卷Ⅲ)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：　由于分子直径非常小，极少量油酸所形成的单分子层油膜面积也会很大，因此实验前需要将油酸稀释，使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜。可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积。油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比，即d＝，故除测得油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积。 答案：　使油酸在浅水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 2．(2021·浙江卷)下图是用双缝干涉测量光的波长实验的装置图。实验中： (1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的操作是________。 A．旋转测量头 B．增大单缝与双缝间的距离 C．调节拨杆使单缝与双缝平行 (2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是____。 A．减小单缝与光源间的距离 B．减小单缝与双缝间的距离 C．增大透镜与单缝间的距离 D．增大双缝与测量头间的距离 解析：　(1)若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行；要使条纹变得清晰，值得尝试的操作是调节拨杆使单缝与双缝平行，故选C。 (2)根据Δx＝λ，可知要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离l，减小双缝的间距d，故选D。 答案：　(1)C　(2)D 3．(2019·全国卷Ⅱ)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题： (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________； A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 (2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________； (3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm，则所测单色光的波长为________nm(结果保留3位有效数字)。 解析：　(1)相邻明(暗)干涉条纹的宽度Δx＝λ，要增加观察到的条纹个数，即减小Δx，需增大d或减小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，选项B正确。 (2)第1条暗条纹到第n条暗条纹间的距离为Δx，则相邻暗条纹间的距离Δx′＝，又Δx′＝λ，解得λ＝。 (3)由λ＝，代入数据解得λ＝630 nm。 答案：　(1)B　(2)　(3)630 4．(2021·全国乙卷)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和O′分别是入射点和出射点，如图(a)所示。测得玻璃砖厚度为h＝15.0 mm；A到过O点的法线OM的距离AM＝10.0 mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0 mm，O′到OM的距离为s＝5.0 mm。 (1)求玻璃砖的折射率； (2)用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示。光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。 解析：　(1)从O点射入时，设入射角为α，折射角为β。根据题中所给数据可得 sin α＝＝ sin β＝＝ 再由折射定律可得玻璃砖的折射率 n＝＝。 (2)当入射角为45°时，设折射角为r，由折射定律有 n＝ 可求得r＝30° 再设此玻璃砖上下表面的夹角为θ，光路图如图所示。 而此时出射光线恰好消失，则说明发生全反射，有 sin C＝ 解得C＝45° 由几何关系可知θ＋30°＝C 即玻璃砖上下表面的夹角θ＝15°。 答案：　(1)　(2)15° 学生用书↓第116页 本讲主要包括以下实验：用油膜法估测油酸分子的大小、探究气体等温变化的规律、测量玻璃的折射率、用双缝干涉测量光的波长，高考对本部分知识的考查较少。 要立足教材中的基本实验，弄透教材中的各种实验仪器的使用方法、课标要求考生必做实验的实验原理、实验步骤、数据处理方法、误差分析等基本实验理论和实验技能，突出对实