实验精练03 波、光、热实验——2024年高考物理题型突破限时精练（广东专用）

实验精练03 波、光、热实验 考点内容 考情分析 考点一测定玻璃的折射率 1、根据实验原理，设计实验，正确处理实验数据，得出实验结论。将考查的知识点延伸到演示实验中，扩展到设计性、应用性等实验。 2、2023年广东省高考考试第11题出现光学实验题。考察了测量玻璃的折射率． 考点二双缝干涉测量光的波长 考点三探究气体等温变化的规律 公式、知识点回顾（时间：5分钟） 一、测定玻璃的折射率 1、实验原理n＝. 2、数据处理 此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入n＝中求玻璃的折射率.除运用此方法之外，还有以下处理数据的方法： (1)在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′点，用刻度尺量出CC′和DD′的长，如图所示. 由于sin θ1＝，sin θ2＝，而CO＝DO，所以折射率n＝.重复以上实验，求得各次折射率计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值. (2)根据折射定律可得n＝，因此有sin θ2＝.在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上，以sin θ1值为横坐标、以sin θ2值为纵坐标，建立直角坐标系，如图25所示.描数据点，过数据点连线得到一条过原点的直线.求解图线斜率，设斜率为k，则k＝，故玻璃砖折射率n＝. 二、双缝干涉测量光的波长 1．将光源、透镜、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示． 2．接好光源，打开开关，使灯丝正常发光． 3．调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏． 4．安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，两者间距5～10 cm，这时可观察白光的干涉条纹． 5．在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． 6．使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数a2，将该条纹记为第n条亮条纹，两条纹间距为a＝|a2－a1|，则相邻两条亮条纹间的距离Δx＝＝. 7．测量头在使用时应使中心刻线对应着亮(暗)条纹的中心. 三、探究气体等温变化的规律 （1）实验过程： 1．如图所示组装实验器材． 2．利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭． 3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据．空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取． （2）数据分析 1．作p－V图像 以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温曲线，如图所示．观察p－V图像的特点看能否得出p、V的定量关系． 2．作p－图像 以压强p为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸上描点．如果p－图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强p跟成正比，即压强与体积成反比．如果不在同一条直线上，我们再尝试其他关系． 3．实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，其压强与体积的倒数成正比． （3）注意事项 1．改变气体体积时，要缓慢进行． 2．实验过程中，不要用手接触注射器的外壁． 3．实验前要在柱塞上涂抹润滑油． 4．读数时视线要与柱塞底面平行． 5．作p－图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉． 【例题】【用双缝干涉测量光的波长】（2023•天河区校级三模）在利用“双缝干涉测定光的波长”实验中，双缝间距为d，双缝到光屏间的距离为L，在调好实验装置后，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹，当分划板在图中B位置时，对应游标卡尺读数如图，则： （1）分划板在图中B位置时游标卡尺读数xB＝ mm； （2）若分划板在图中A位置时游标卡尺读数为xA（xA＜xB），则该单色光的波长的表达式为λ＝ （用xA、xB及题中所给字母及必要的数字表示）； （3）若用频率更高的单色光照射，同时增大双缝间的距离，则条纹间距 （填“变宽”或“变窄”或“不变”）。 难度：★★★ 建议时间：20分钟 1. 【用油膜法估测油酸分子的大小】（2023•濠江区校级模拟）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每V1体积溶液中有纯油酸体积V2，用注射器和量筒测得V0体积上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的