17.光、热实验专项复习-2024-2025学年高考物理二轮专题复习讲义

17.光、热实验专项复习 课前检测 1 .某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．已知，．求： ( 1 )此玻璃的折射率． ( 2 )光在玻璃中的传播速度． 2 .(多选)下列说法正确的是（    ） A.气体放出热量，其分子的平均动能可能增大 B.布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动 C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 D.第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律 E.某气体的摩尔体积为，每个分子的体积，则阿伏加德罗常数可表示为 考情分析 知识点 试卷 题号 分值 难易 测玻璃砖折射率 2023年广东卷 11题 7分 中 2023年海南卷 14题 6分 易 双缝干涉测波长 2021年浙江卷 17题 4分 易 2019年新课标II卷 16题 6分 易 油膜法测分子直径 2020年上海卷 13题 4分 易 探究气体等温 变化的规律 2023年山东卷 13题 6分 中 2023年江苏卷 9题 4分 易        对于选修部分光、热实验来说，最重要的特点就是实验在高考的考察中不难，但是创新的意味非常明显，尤其测玻璃砖的折射率在玻璃砖的形状上，可能会有比较丰富的种类；其次，大多数实验的考察重点都在数据处理，误差分析与读数，但不同实验侧重点也有所不同：其中，双缝干涉对于实验原理要求更高，而油膜法对于操作要求更多，这些也需要有侧重点的针对复习。 目标解读 知识导图 课程目标 1.掌握如何测玻璃砖的折射率 2.掌握如何通过双缝干涉实验测光的波长 3.掌握如何用油膜法测油酸分子的大小 4.掌握气体等温变化的探究实验 课程重难点 1.熟练掌握各实验的实验流程、数据处理、误差分析 2.熟练掌握双缝干涉实验的原理 一、测玻璃砖折射率 （一）实验器材与原理 1.实验器材 白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，木板，玻璃砖。 2.实验原理 当光以一定的入射角透过一块玻璃砖时（如图13-1-2所示），只要能找出与入射光线相对应的出射光线，就能画出光从空气射入玻璃砖时的折射光线，于是就能量出入射角，折射角．根据折射定律便可求出玻璃的折射率。 （二）实验步骤 1.把白纸用图钉钉在木板上． 2.在白纸上画一条直线作为界面， 画一条线段作为                                            并过点画出                 的法线． 3.把长方形的玻璃砖放在白纸上， 使它                                            对齐 ， 并画出                                                                       ． 4.在线段上                 地插上 两枚大头针和． 5.在玻璃砖的一侧竖直地插上大头针，用眼睛观察，调整视线， 要使能                                   和的像 ． 6.同样地在玻璃砖的一侧再竖直地插上大头针， 使能                 本身和、的像 ． 7.记下和的位置，移去玻璃砖和大头针， 过 和作直线                     ，就是                                                                                                                    ，入射角，折射角． 8.用量角器量出入射角和折射角的度数； 9.从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里． 10.用上面的方法分别求出入射角是、、时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里． 11.算出入射角不同时 的值，比较一下，看它们是否接近                                   ， 求出 几 次实验中所测 的                          ，这就是玻璃砖的折射率 （三）数据处理 1.计算法    2.图像法 ."单位圆法” 确定、，计算折射率 （四）创新方法 .器材的创新方法 本实验也可以用其他形状的玻璃砖来代替平行玻璃砖进行测量，只要能测出入射角和折射角，就可以测出折射率． 在图中，用                          画出人射光线与出射光线，则折射光线就容易画了，则 ．其他形状的玻璃砖以及液体的折射率都可用插针法测定，原理与方法都相同，各种常见器材总结如图所示．   .原理的创新方法 将一块半圆形玻璃砖放在水平面上，如图所示，用一束光线垂直于玻璃砖直径平面射人圆心，以为轴在水平面内缓慢地转动半圆形玻璃砖，当刚转过角时，观察者在玻璃砖平面的一侧恰看不到出射光线，此时角刚好等于临界角，可知其折射率： ．如在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，在水面上观察看到一发光面，量出发光面的直径及水深，如图所示，则水的折射率： ．         经典例题 3 .在“测定玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖，画出玻璃砖与空气的两个界面和（如图），在玻璃砖的一侧插上大头针． ( 1 )接下来他们要完成的步骤可以是（    ） A.在玻璃砖的另一侧插上大头针，使挡住的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图 B.在玻璃砖的另一侧插上大头针和，使、均能挡住的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图 C.在的同侧插上大头针，在玻璃砖的另一侧插上大头针，使能同时挡住和的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图 D.在的同侧插上大头针，在玻璃砖的另一侧插上大头针和，使能同时挡住和的像，使能同时挡住以及和的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图 ( 2 )某次实验中，实验小组一直无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起，这可能是因为（    ） A.沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖 B.沿两枚大头针的光线在进入玻璃砖之后直接从或侧面射出了 C.沿两枚大头针的光线在玻璃砖或界面发生了全反射 ( 3 )实验小组内的三位学生在实验中 ① 第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面和．因不慎碰动了玻璃砖，使它向方向平移了一点（如图1所示），以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率的值将           （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）． ② 第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的和都比实际的折射面向外侧平移了一些（如图2所示）以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率的值将           （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）． ③ 第三位学生的操作和所画的光路图都正确无误，只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行（如图3所示）．用这块玻璃砖测出的折射率的值将           （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）． ( 4 )另一实验小组的甲、乙、丙、丁四位同学实验中得到如图所示的插针结果，由图可知 ① 从图上看，肯定把针插错了的同学是           ． ② 从图上看，测量结果准确度最高的同学是           ． 4 .某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图甲中实线所示）．在固定好的白纸上作出直角坐标系，实验时将半圆形玻璃砖放在白纸上，使其底边与轴重合，且圆心恰好位于点，实验正确操作后，移去玻璃砖，作连线，用圆规以点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与线交点为，与连线的交点为．测出点到、轴的距离分别为、，点到、轴的距离分别为、． ( 1 )根据测出的、两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式          ． ( 2 )若实验中该同学在的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到、的像，其原因最可能是　                                      ． ( 3 )该同学又用平行玻璃砖做实验如图乙所示．他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面和后，不小心碰了玻璃砖使它向方向平移了少许，如图所示．则他测出的折射率将           （填“偏大”“偏小”或“不变”）． 5 .如图所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白． （1）用毫米刻度尺测出广口瓶瓶口内径； （2）在瓶内装满水； （3）将刻度尺沿瓶口边缘           插入水中； （4）沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的刻度（即图中点），同时看到水面上点刻度的像恰与点的像相重合； （5）若水面恰与直尺的点相平，读出           和           的长度； （6）由题中所给条件，可以计算水的折射率为                    ． 知识点总结 1.注意事项： ①玻璃 砖要 厚 ；           ②为准确测量入射角和出射角，要求 入射角不宜太小 ，应在到之间； ③ 为准确测量入射光线和出射光线，要求入射侧和出射侧所插两枚 大头针的间距应较大些 ；    ④玻璃砖的 折射面要画准 ； ⑤ 在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变； ⑥大头针要 插得 竖直， 且和之间、与点之间、与之间、与之间距离要稍大一些。 2.误差分析 误差来源本实验误差的主要来源是                                                                                                                             ； 3.减小误差的方法： ① 选用宽度                          玻璃砖，宜在5cm以上，若宽度太小则测量误差较大； ② 入射角宜在                                            内取值； ③ 大头针间距                          ； ④玻璃砖的折射面要画准确，操作时手                                                              的光滑面，更不能把玻璃砖当尺子画界面。 巩固练习 6 .某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： （1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界． （2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射，到达面上的点后反射到点射出．用大头针在白纸上标记点、点和激光笔出光孔的位置． ②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于点，如图（a）所示．     ③用刻度尺测量和的长度和．的示数如图（b）所示，为           ．测得为．     （3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式          ；由测得的数据可得折射率为           （结果保留位有效数字）． （4）相对误差的计算式为．为了减小测量的相对误差，实验中激光在点入射时应尽量使入射角           ． 7 .在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中，玻璃砖的边与边相互平行，边与边不平行，如图所示． ( 1 )实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上？           （填“是”或“否”）． ( 2 )以入射点为圆心，以为半径画圆，与入射光线交于点，与折射光线的延长线交于点，过、点分别向法线作垂线，量得，，则该玻璃砖的折射率          ． ( 3 )下列操作可以减小实验误差的是           ．（填字母代号） A.适当增大大头针的间距 B.选择玻璃砖相互平行的两边来测量 C.选用尽可能细的笔画线 D.使的入射角接近 ( 4 )该同学突发其想用两块同样的玻璃直角棱镜来做实验，两者的面是平行放置的，插针、的连线垂直于面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是           ． A. B. C. D. ( 5 )在测量光的波长实验中，为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量个条纹的间距再求出．下列实验采用了类似方法的有           ． A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量 B.验证《牛顿第二定律》实验中研究各量间的关系 C.《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量 D.用，求瞬时速度的方法 8 .在“测定玻璃的折射率”实验中： ( 1 )为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是           ． A.选择的入射角应尽量小些 B.大头针应垂直地插在纸面上 C.大头针和及和之间的距离尽量小些 ( 2 )小红同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，她以点为圆心，为半径画圆，交延长线于点，过点和点作垂直法线的直线分别交于点和点，如图甲所示，她测得，，则可求出玻璃的折射率          ． ( 3 )小明在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率           （选填“偏大”“偏小”或“不变”）． ( 4 )小明又设想用下面的方法测量液体的折射率：取一个半径为的圆形软木塞，在它的圆心处垂直插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，如图丙所示．调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为，这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针．利用测得的数据可求出液体的折射率          ． 9 .学校研究性学习小组在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面，在图中相应位置插上、两枚大头针（如图甲）。（1）在插和时，应使           。A．只挡住的像B．只挡住C．同时挡住、的像D．挡住及、的像（2）该同学选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于 A、 B点，再过 A、 B点分别作法线的垂线，垂足为、点，如图乙所示，则玻璃的折射率          （用图中线段的字母表示）。（3）另一同学选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在如图丙实线位置，插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值           真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 变式训练 10 .小周用插针法测定某种玻璃三棱镜的折射率，所作的光路图如图所示，为三棱镜的横截面，光线、分别为入射、出射光线，为法线，、、、为四枚大头针，为偏向角． 　 ( 1 )根据图求得这种玻璃的折射率为           （结果保留两位有效数字）． ( 2 )如图是实验过程中的立体图，图中和是           （填“大头针”或“大头针的像”）． ( 3 )换用折射率较小的玻璃三棱镜做实验，仍保证顶角和入射角不变，那么偏向角           将（填“增大”、“减小”或“不变”）． 11 .用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针、，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使的像被的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针和，使挡住和的像，挡住以及和的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中为两圆弧圆心，图中已画出经、点的入射光线． ( 1 )在图上补画出所需的光路． ( 2 )为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的分界面上画出这两个角． ( 3 )用所测物理量计算折射率的公式为          ． ( 4 )为了保证在弧面得到出射光线，实验过程中，光线在弧面的入射角应适当           （填“小一些”“无所谓”或“大一些”）． ( 5 )多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率          ． 学生总结 二、用双缝干涉测量光的波长 （一）实验器材 光具座、单缝片、双缝片、滤光片（红、绿色各一片），遮光筒，光源，测量头（目镜，分划板，手轮等） （二）实验原理 如图所示，电灯发出的光经过滤光片后变成单色光，再经过狭缝后同时到达双缝和．双缝、相当于两个步调完全一致的单色相干光源．透过、双缝的单色光波在屏上相遇并叠加，、到屏上点的路程分别为、，两列光波传到点的路程差，设光波波长为．.若， 两列波传到点                 ， 互相                 ，出现        条纹 ．.若， 两列波传到点                 ，互相                 ， 出现        条纹 ． 这样就在屏上得到了平行于双缝、的明暗相间的干涉条纹．相邻两条亮（暗）条纹间的距离与入射光波长，双缝、，间距离及双缝与屏的距离有关，                                                     ， 由此，只要测出、、即可测出波长 （三）数据处理 为了减小实验测量的偶然误差，测条纹间距时： 用测量头测条 亮（暗）纹间的                 ，                                                              亮（暗）纹间的距 离     ． 测量方法如下： 1.转动测量头上的手轮把分划板上的中心刻线对准左边的某一条亮（暗）纹中心，记下此时手轮上的读数， 2.再转动手轮，把分划板向右移动，使中心刻线对齐第条亮（暗）纹中心，记下此时手轮上的读数， 3.则有：，      ． 经典例题 12 .某同学做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，装置如图甲所示，双缝到屏的距离为，双缝间距为。（1）测得图乙中两条纹间的距离为，则该单色光的波长          （用表示）；（2）如果想让目镜中看到的条纹间距变宽，下列操作可行的是           。A.把绿色滤光片换成红色滤光片B.将甲图中单缝向左移动少许C.增加光源的亮度D.调节遮光筒长度，增加双缝和屏之间的距离E.调节双缝的方向，使双缝与单缝方向垂直 13 .李同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中的实验装置如图甲所示。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。（1）李同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板坚线末对齐，如图乙所示。李同学需要           ，使两者对齐。A.左右移动透镜              B.前后移动透镜C.旋转测量头              D.旋转双缝（2）李同学想减少从目镜中观察到的条纹个数，下列措施可行的是           。A.使用间距更大的双缝        B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将双缝向靠近单缝的方向移动        D.仅将绿色滤光片换成红色滤光片（3）李同学正确操作，当测量头中的分划板中心刻线对齐某干涉条纹中心时，对应的测量头标尺如图丙所示，其示数为           mm。 知识点总结 1.注意事项 ①放置单缝 和双缝时，必须使缝 平行 ， 双缝到单缝 距离应相等 ，并且双缝和单缝间的距离约为②要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏的 中心在同一条轴线上 ； ③测量头的 中心刻线 要对应着亮（或暗） 条纹的中心 ； ④为减小实验误差，先测出条亮（或暗）条纹中心间的距离，则相邻两条亮（或暗）条纹间的距离为 。 2.误差分析 ①误差来源 a.米尺和测量头出现的                                   对实验结果的影响很大； b.单缝、双缝没有严格平行，其中心没有位于遮光筒的轴线上； c.单缝到两个缝的距离没有严格相等。 ②减小误差的方法 a.用米尺测量单缝到双缝的距离时                                                                       ，测量条亮条纹间距时多测几条亮条纹之间的间距和，                                                                       ； b.尽量把                                            调平行，调节                                                     的距离相等，使其中心大致位于                                                              巩固练习 14 .在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中 ( 1 )在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中（实验装置如图）， 下列说法正确的是               A.调节光源高度使光束沿遮光简轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 B.测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C.为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距 D.某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，可以采用的方法是改用蓝光作为入射光 ( 2 )已知双缝到光屏之间的距离 L=500mm，双缝之间的距离 d=0.50mm，单缝到双缝之间的距离 s=100mm，某同学在用测量头测量时， 调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准 B亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如B位置读数图所示，A位置读数为          mm，B位置读数为           mm，则入射光的波长 λ=          m（结果保留两位有效数字）． ( 3 )实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有           ． A.改用波长较长的光（如红光）作为入射光 B.增大双缝到屏的距离 C.增大双缝到单缝的距离 D.增大双缝间距 15 .在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(1)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置，然后在筒的另外一侧观察，发现筒的上壁照得很亮，此时他应将遮光筒的观察端向           （填“上”或“下”）调节；(2)某次测量如图所示，则读数为           mm；(3)几位同学实验时，有的用距离为0.1mm的双缝，有的用距离为0.2mm的双缝；同时他们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片遮住光源进行了观察，如图选自他们的观察记录，其中正确反映实验结果的是           (已知红光波长大于紫光的波长)     16 .在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种单色光的波长。（1）M、N、P三个光学元件依次为           。A.滤光片、单缝、双缝B.单缝、滤光片、双缝C.单缝、双缝、滤光片D.滤光片、双缝、单缝（2）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.将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动C.将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动D.使用间距稍大些的双缝（3）光屏上出现的明暗相间条纹如图所示，光屏上处是亮条纹，处是暗条纹， P到的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上           。A. P处可能出现暗条纹B.不再出现明暗相间的条纹C.明暗相间的条纹间距变窄D.原处的第一级亮条纹向 P点靠近（4）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为          mm。（5）1801年，托马斯•杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验），洛埃镜实验的基本装置如图所示， S为单色光源，M为一平面镜， S发出的光直接照在光屏上，同时 S发出的光还通过平面镜反射到光屏上，这样形成了两个一样的相干光源。设光源 S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为 a和 L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹。则相邻两条亮纹（或暗纹）间距离的表达式为           。A.       B.       C.       D. 变式训练 17 .在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上（如图甲），并选用缝间距为 d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为 L。接通电源使光源正常工作，发出白光。   （1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在 a处和 b处，则          。A．可观察到水平方向的干涉条纹B．可观察到竖直方向的干涉条纹C．看不到干涉现象（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中           。A．观察不到干涉条纹B．可观察到明暗相间的白条纹C．可观察到彩色条纹（3）若实验中在屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中 A、 B位置时，游标卡尺的读数分别为 x1、 x2，则入射的单色光波长的计算表达式为 λ＝          。分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为           mm。（4）光屏上出现的明暗相间条纹如图丁所示，光屏上 P、 P1、 P2处是亮条纹， Q1、 Q2处是暗条纹， P到 S1、 S2的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上           。   A．不再出现明暗相间的条纹B． P处可能出现暗条纹C． P1处一定为亮条纹D．明暗相间的条纹间距变窄 18 .在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示． ( 1 )“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图所示，光具座上 a、 b、 c处放置的光学元件依次为                    ； A.滤光片   双缝   单缝 B.滤光片   单缝   双缝 C.单缝     滤光片   双缝 D.双缝   滤光片   单缝 ( 2 )某同学用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻度线对准亮条纹A的中心，记录手轮上的示数，然后他转动测量头，使分划板中心刻度线对准亮条纹B的中心，这时手轮上的示数是，如图乙所示．若测得双缝与屏之间的距离为 l，双缝间距为 d，则对应光波的波长                    ； ( 3 )图丙为上述实验装置的简化示意图． S为单缝，、为双缝，屏上会出现明暗相间的干涉条纹．若实验时单缝向下微微移动到处，则可以观察到                     ． A.干涉条纹消失 B.仍能看到干涉条纹，且条纹整体向上平移 C.仍能看到干涉条纹，且条纹整体向下平移 学生总结 三、用油膜法估测油酸分子的大小 （一）实验器材 配制好的油酸酒精溶液（体积比）、浅盘、痱子粉(或石膏粉)、注射器、量筒、带方格的玻璃板、彩笔． 其中，痱子粉的作用是                                                                                                           ，便于较准确地测量油膜面积． （二）实验原理 将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成单分子油膜层，如图，油膜层的厚度可看成油酸分子的直径，提前测出油酸的体积和油膜的面积，可计算出油酸分子的                 （三）实验步骤           1.用酒精及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以减少实验误差。 2.配制油酸酒精溶液： 取                         ，注入的烧杯中，然后向烧杯内注入                 ，直到液面达到                          ，用玻璃棒进行搅拌，使油酸分子充分与酒精分子混合 ，这样就得到了体积分数约为%的油酸酒精溶液。 3.用注射器或滴管 将油酸酒精溶液                                            滴入量筒中 ，并记下                                                     和它们的体积 。 4.向浅盘里倒入约cm深的水，并将                                                                                                  撒在水面上。 5.用注射器或滴管将滴                                                     滴在水面上。 6.待油酸薄膜的形状                 后，将玻璃板放在浅盘上，并将 油酸薄膜的形状 用彩笔画在玻璃板上。 7.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数， 不足半格的                 ，多于半格的                          ，算出油膜的面积。 8.算出滴油酸酒精溶液中                                                     ，并代入公式： 算出油酸薄膜的厚度。 经典例题 19 .实验题． ( 1 )下图为某同学用油膜法测分子直径的操作示意图，请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：                               （用字母符号表示）． A．    B.     C.    D.          E.    F.    ( 2 )如果在实验中：将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液．已知溶液有滴，现取滴油酸酒精溶液滴到水面上，最后扩展成面积为的油膜，由此估算出油酸分子直径为           （结果保留三位有效数字）．在该实验中滴入油酸酒精溶液之前，要在水面上均匀地撒上薄薄的一层痱子粉，其作用是：                               ． 20 .在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量． ( 1 )本实验利用了油酸分子易在水面上形成           （选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性．若将含有纯油酸体积为的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为           ． ( 2 )某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作： A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 D．向浅盘中倒入约深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是           （填字母代号）． ( 3 )若实验时痱子粉撒的太厚，则所测的分子直径会           （选填“偏大”或“偏小”）． ( 4 ) 本实验中油膜的形成是分子力的作用效果．图甲为分子力随分子间距的变化图线，图乙为某同学参照图甲所做的分子势能随分子间距的变化图线．请你对图乙的合理性做出分析，填在下面表格相应的位置中． 指出合理或不合理之处并简述理由 合理之处 不合理之处 知识点总结 1.注意事项： ①测滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应                                   ，测出                                            ，这样求平均值误差                 ； ②浅盘水离盘口的面的距离应较小，且                                   ，划线时视线应与板面垂直； ③在水面撒痱子粉后， 不能触碰                                   ． 巩固练习 21 .对于下列实验，说法中错误的是（    ） A.甲图是用油膜法测分子直径的示意图，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径 B.乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则扩散的速度加快 C.丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体重力引起的 D.丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母晶体的导热性能各向异性 22 .在“油膜法测分子直径”的实验中，某同学操作如下： ①取1.0 mL油酸配成250 mL油酸酒精溶液； ②用滴管吸取1.0mL油酸澄精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共20滴；③在边长约10cm的正方形线盘内注入适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，用滴管滴入一滴溶液： ④待抽膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油酸颜的轮廓（如图所示），每个方格的边长为1.0cm。   （1）该实验中一滴油酸酒精溶液含           mL油酸；（2）由上述数据估算得到油酸分子直径的数量级约为            m； （3）若该同学在计算油酸膜面积时，对不完整的方格均不计数，由此估算得到的油酸分子直径数量级将           （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；（4）已知油酸分子的直径数量级为，该同学实验结果产生偏差的原因可能是：           ；（5）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的           （填序号）。A．摩尔质量B．摩尔体积C．质量D．体积 23 .今年“五一”假期过后，各地网友纷纷晒出“嗓子痒”“咽喉疼”“宝娟嗓”的症状，话题“全国都在咽喉炎吗”更是冲上多个社交媒体平台的热搜榜。某同学提前准备了治疗嗓子的喉症丸，他看到一粒喉症丸差不多和小黄米一样大。模仿“用油膜法测分子直径”的实验方案来估测一粒药丸（可视为球形小颗粒）的直径。实验步骤如下：   ①将适量药丸倒入量筒，然后轻轻震动几下量筒，测量出药丸的总体积 V；②再将药丸从量筒中倒出，平铺在水平的坐标纸上，使药丸紧挨着排成单层结构；③用铅笔描绘出边缘的轮廓如图；④撤去药丸，进行数据处理。（1）坐标纸上每个小正方形方格的边长为 L，轮廓所围的面积为          。（2）该同学估测出药丸的直径为           。（3）经过仔细观察，发现药丸并不是标准的球形，将导致测量值将比药丸看作球形的直径           （填“偏大”或“偏小”）。（4）该同学重复几次实验，每次计算出药丸的直径都在1mm左右，若用20分度的游标卡尺测量其直径，           （填“能”或“不能”）使相对误差小于。（） 24 . ( 1 )在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔、试剂瓶，要完成本实验，还欠缺的器材有                               ． ( 2 )在用油膜法粗测分子直径的实验中， ① 滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，这是因为                                                                                                                                                                                           ． ② 在将油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些痱子粉，这样做是为了                               ． ( 3 )下图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是           （用符号表示）． ( 4 )在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为，又用滴管测得滴这种油酸酒精溶液的总体积为，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上，如图所示，测得油膜占有的小正方形个数为． ① 用以上字母表示油酸分子直径的大小          ． ② 从图中数得油膜占有的小正方形个数为          ． 学生总结 四、探究气体等温变化的规律 （一）实验原理 利用下图的装置，读出气体的压强和体积，通过多组数据寻找关系． （二）数据处理 读出多组压强和体积的数据，并以                 为纵坐标，                                   为横坐标，把各组数据在坐标系中描点．若各点在同一直线上，说明和成反比． 经典例题 25 .某同学用如图甲所示装置探究气体等温变化的规律． ( 1 )在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的           和           . ( 2 )关于该实验下列操作错误的是           ．​ A.柱塞上应该涂润滑油 B.应缓慢推拉柱塞 C.用手握住注射器推拉柱塞 D.读数时视线要垂直于刻度板 ( 3 )测得多组空气柱的压强和体积的数据后，用直线图像反映压强与体积之间的关系，若以为纵坐标，则应以           为横坐标在坐标系中描点作图;小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现与的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图线应为图乙中的           (选填“①”或“②”)． 26 .利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系．将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连．活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示．     回答以下问题： ( 1 )在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体           ． A.与成正比 B.与成正比 ( 2 )若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为           （保留位有效数字）． ( 3 )某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而           （填“增大”或“减小”）． 知识点总结 1.注意事项： ①改变气体体积时要缓慢进行，防止 气体                                  （ 会使乘积增大 ）． ②不要 用手                                  ，原因同上． ③实验前应在柱塞上涂好 润滑油 ，                                  （ 会使乘积减小 ）． ④由于 空气柱体积和横截面积                         ，因此无需测量横截面积． 巩固练习 27 .如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，下列操作或说法正确的是（　　）    A.注射器必须固定在水平面内 B.活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值 C.不必测出注射器内封闭气体的质量 D.气体的压强和体积必须用国际制单位 28 .在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示．利用注射器选取一段空气柱为研究对象．下列改变空气柱体积的操作正确的是（    ）     A.把柱塞快速地向下压 B.把柱塞缓慢地向上拉 C.在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞 D.在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞 29 .在某次物理实验设计大赛活动中，要求自选器材，完成“探究气体等温变化的规律”实验． ( 1 )甲实验小组利用如图所示的装置，在注射器中密封了一定质量的气体；     ① 在实验操作过程中，以下措施有助于满足实验恒温条件的是           ． A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器 ② 实验小组根据实验数据，做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，可以得出结论：一定质量的气体，                                       ； ③ 实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，该过程中发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图像应是                     ． A．   B．   C．   D．    ( 2 )乙实验小组利用如图所示的DIS装置探究气体等温变化的规律，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机，计算机根据实验数据绘制如图所示的关系图像．根据图像可知，软管中气体的体积为           mL． 30 .实验小组采用如图所示的装置探究气体等温变化的规律．他们将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体．实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积；计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强，从而获得气体不同体积时的压强数值．根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论．     ( 1 )关于本实验的基本要求，下列说法正确的是           （选填选项前的字母）． A.移动活塞时应缓慢一些 B.封闭气体的注射器应密封良好 C.必须测出注射器内封闭气体的质量 ( 2 )为了能够最直观地判断出气体的压强 p与其体积 V是否成反比，应做出          （选填“”或“”）图像．对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条           线，就说明在           和           时，气体的压强与其体积成反比． 五、课程总结 六、出门测 31 . 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验方法、实验操作、数据分析等。（1）用10分度的游标卡尺测单摆的摆球直径，示数如图所示。摆球直径 d=          mm。（2）下列实验中，在测量某一物理量时为减小误差，利用了累积放大思想的是           。 A．用单摆测量重力加速度 B．用双缝干涉测量光的波长 C．验证动量守恒定律 D．探究变压器原副线圈电压与匝数的关系 （3）某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。①“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖， aa′和 bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P 2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P 3和P 4。在插P 3和P 4时，应使           （选填选项前的字母）。A．P3只挡住P 1的像　　B．P 4只挡住P 2的像　　C．P 3同时挡住P 1、P 2的像②为了减小实验误差，实验时应注意的是           。A．入射角应尽量小些B．玻璃砖的宽度宜小一些C．大头针应垂直插在纸面上D．大头针P1、P 2之间的距离及大头针P 3、P 4之间的距离应适当大些③某同学在画界面时，不小心将两界面 aa′、 bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示，则他测得的折射率与真实值相比          （选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。④某研究小组设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心 O做两条互相垂直的直径 BC、 EF。在半径 OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P 2并保持P 1、P 2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使水平液面与直径 BC相平， EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P 2的像，并在圆周上插上大头针P 3，使P 3正好挡住P 1、P 2的像。通过计算，预先在圆周 EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。a.图中 M、 N两位置对应的折射率大小关系为 nM          nN（填写“大于”、“等于”或者“小于”）b.若∠ AOF=30°，则该仪器能够测量液体折射率的大小范围是          。c.沿 KMNC，折射率刻度的特点是          （填写“刻度均匀”、”越来越密”或者“越来越疏”） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 17.光、热实验专项复习 课前检测 【教法备注】 建议用时5min 1 .某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．已知，．求： ( 1 )此玻璃的折射率． ( 2 )光在玻璃中的传播速度． 【答案】 (1) (2) 【解析】 (1)玻璃的折射率． (2)光在玻璃中的传播速度． 2 .(多选)下列说法正确的是（    ） A.气体放出热量，其分子的平均动能可能增大 B.布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动 C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 D.第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律 E.某气体的摩尔体积为，每个分子的体积，则阿伏加德罗常数可表示为 【答案】 ABC 【解析】 A．气体放出热量，若外界对气体做功，温度升高，分子的平均动能增大，故A正确； B．布朗运动是固体小颗粒的运动，它是分子无规则运动的反映；故B正确； C．当分子间是斥力时，分子力随距离的减小而增大；分子力做负功，故分子势能也增大，故C正确； D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故D错误； E．若气体的摩尔体积为，每个分子的体积为，由于气体分子之间的距离远大于分子的直径，所以阿伏伽德罗常数不能表示为，气体此式不成立，故E错误． 故选ABC． 考情分析 知识点 试卷 题号 分值 难易 测玻璃砖折射率 2023年广东卷 11题 7分 中 2023年海南卷 14题 6分 易 双缝干涉测波长 2021年浙江卷 17题 4分 易 2019年新课标II卷 16题 6分 易 油膜法测分子直径 2020年上海卷 13题 4分 易 探究气体等温 变化的规律 2023年山东卷 13题 6分 中 2023年江苏卷 9题 4分 易 【教法备注】         对于选修部分光、热实验来说，最重要的特点就是实验在高考的考察中不难，但是创新的意味非常明显，尤其测玻璃砖的折射率在玻璃砖的形状上，可能会有比较丰富的种类；其次，大多数实验的考察重点都在数据处理，误差分析与读数，但不同实验侧重点也有所不同：其中，双缝干涉对于实验原理要求更高，而油膜法对于操作要求更多，这些也需要有侧重点的针对复习。 目标解读 知识导图 课程目标 1.掌握如何测玻璃砖的折射率 2.掌握如何通过双缝干涉实验测光的波长 3.掌握如何用油膜法测油酸分子的大小 4.掌握气体等温变化的探究实验 【教法备注】 光学实验在高考中占据着很重要的地位，经常与力学试验或电学实验组成我们高考中的填空题。光学实验主要包括测量玻璃的折射率与用双缝干涉测量光的波长，其中测量玻璃的折射率为常考题型。     热学实验为用油膜法估测油酸分子的大小。热学部分是 2020 年新加入的章节，所以常考题型未知。为此，热学实验也需要我们重点关注。 课程重难点 1.熟练掌握各实验的实验流程、数据处理、误差分析 2.熟练掌握双缝干涉实验的原理 一、测玻璃砖折射率 （一）实验器材与原理 1.实验器材 白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，木板，玻璃砖。 2.实验原理 当光以一定的入射角透过一块玻璃砖时（如图13-1-2所示），只要能找出与入射光线相对应的出射光线，就能画出光从空气射入玻璃砖时的折射光线，于是就能量出入射角，折射角．根据折射定律便可求出玻璃的折射率。 （二）实验步骤 1.把白纸用图钉钉在木板上． 2.在白纸上画一条直线作为界面， 画一条线段作为 入射光线， 并过点画出 界面的法线． 3.把长方形的玻璃砖放在白纸上， 使它 的一个边跟对齐 ， 并画出 玻璃砖的另一个边 ． 4.在线段上 竖直 地插上 两枚大头针和． 5.在玻璃砖的一侧竖直地插上大头针，用眼睛观察，调整视线， 要使能 同时挡住和的像 ． 6.同样地在玻璃砖的一侧再竖直地插上大头针， 使能 挡住本身和、的像 ． 7.记下和的位置，移去玻璃砖和大头针， 过 和作直线与交于，就是 玻璃砖内折步骤射光线的方向 ，入射角，折射角． 8.用量角器量出入射角和折射角的度数； 9.从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里． 10.用上面的方法分别求出入射角是、、时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里． 11.算出入射角不同时 的值，比较一下，看它们是否接近 一个常数 ， 求出 几 次实验中所测 的 平均值 ，这就是玻璃砖的折射率 （三）数据处理 1.计算法    【教法备注】 用量角器测量人射角，和折射角，并查出其正并弦值和．算出不同人射角时的取平均值． 2.图像法 【教法备注】 改变人射角，测出不同的折射角，作，图像，由知图像应为一段线段，如图所示，其斜率为折射率． ."单位圆法” 确定、，计算折射率 【教法备注】 以人射点为圆心，以一定长度为半径画圆，交人射光线于点，交折射光线于点，过作的垂线，过作的垂线．如图所示，，又，则，只要用刻度尺测出、的长度就可以求出． （四）创新方法 .器材的创新方法 本实验也可以用其他形状的玻璃砖来代替平行玻璃砖进行测量，只要能测出入射角和折射角，就可以测出折射率． 在图中，用 插针法 画出人射光线与出射光线，则折射光线就容易画了，则 ．其他形状的玻璃砖以及液体的折射率都可用插针法测定，原理与方法都相同，各种常见器材总结如图所示．   【教法备注】 平行玻璃砖的出射光线和人射光线平行，光线只是有一段侧移，但传播方向不变．其他形状的玻璃砖人射光线经两个界面发生两次折射后，出射光线一般不会与入射光线平行，光的传播方向会发生变化． .原理的创新方法 将一块半圆形玻璃砖放在水平面上，如图所示，用一束光线垂直于玻璃砖直径平面射人圆心，以为轴在水平面内缓慢地转动半圆形玻璃砖，当刚转过角时，观察者在玻璃砖平面的一侧恰看不到出射光线，此时角刚好等于临界角，可知其折射率：  ．如在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，在水面上观察看到一发光面，量出发光面的直径及水深，如图所示，则水的折射率： ．         【教法备注】 在全反射现象中，临界角与折射率的关系为．故如能设法测出临界角，则可得介质的折射率． 经典例题 3 .在“测定玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖，画出玻璃砖与空气的两个界面和（如图），在玻璃砖的一侧插上大头针． ( 1 )接下来他们要完成的步骤可以是（    ） A.在玻璃砖的另一侧插上大头针，使挡住的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图 B.在玻璃砖的另一侧插上大头针和，使、均能挡住的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图 C.在的同侧插上大头针，在玻璃砖的另一侧插上大头针，使能同时挡住和的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图 D.在的同侧插上大头针，在玻璃砖的另一侧插上大头针和，使能同时挡住和的像，使能同时挡住以及和的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图 ( 2 )某次实验中，实验小组一直无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起，这可能是因为（    ） A.沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖 B.沿两枚大头针的光线在进入玻璃砖之后直接从或侧面射出了 C.沿两枚大头针的光线在玻璃砖或界面发生了全反射 ( 3 )实验小组内的三位学生在实验中 ① 第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面和．因不慎碰动了玻璃砖，使它向方向平移了一点（如图1所示），以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率的值将           （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）． ② 第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的和都比实际的折射面向外侧平移了一些（如图2所示）以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率的值将           （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）． ③ 第三位学生的操作和所画的光路图都正确无误，只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行（如图3所示）．用这块玻璃砖测出的折射率的值将           （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）． ( 4 )另一实验小组的甲、乙、丙、丁四位同学实验中得到如图所示的插针结果，由图可知 ① 从图上看，肯定把针插错了的同学是           ． ② 从图上看，测量结果准确度最高的同学是           ． 【教法备注】 难度：中 考察内容：误差分析 【答案】 (1)D (2)AB (3)①不变 ②偏小 ③不变 (4)①甲、乙 ②丁 【解析】 (1)在玻璃砖的一侧插上大头针后，应在同侧插上大头针，然后再在玻璃砖的另一侧插上大头针、，使能挡住和的像，能挡住、、的像，最后撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图． 故选D． (2)无法透过玻璃砖的另外一侧观察到另一侧的两枚大头针重叠在一起，这可能是因为两大头针的光线没能射入玻璃砖，即大头针插的位置不合适导致；也可能是两大头针的光线进入玻璃砖后，直接从两侧面射出了．由于选用平行玻璃砖，光线不可能在和界面发生全反射． 故选AB． (3)①如图1： 由图可知，，角度保持不变，所以的值不变． ②如图2： 由图可知：，变大，则变小，即测量值偏小． ③如图3： 由于测量操作无误，所以测量值等于真实值，即不变． (4)① 连线后发现甲乙同学把大头针插错了． ②丁同学的测量结果准确度最高． 4 .某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图甲中实线所示）．在固定好的白纸上作出直角坐标系，实验时将半圆形玻璃砖放在白纸上，使其底边与轴重合，且圆心恰好位于点，实验正确操作后，移去玻璃砖，作连线，用圆规以点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与线交点为，与连线的交点为．测出点到、轴的距离分别为、，点到、轴的距离分别为、． ( 1 )根据测出的、两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式          ． ( 2 )若实验中该同学在的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到、的像，其原因最可能是　                                      ． ( 3 )该同学又用平行玻璃砖做实验如图乙所示．他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面和后，不小心碰了玻璃砖使它向方向平移了少许，如图所示．则他测出的折射率将           （填“偏大”“偏小”或“不变”）． 【教法备注】 难度：中 考察内容：误差分析、圆形玻璃砖测折射率 【答案】 (1) (2)确定的光在介面上入射角太大，发生了全反射 (3)不变 【解析】 (1)设光线在轴上的入射角为，折射角为，玻璃砖的半径为，根据数学知识得： ， ， 则此玻璃折射率测量值的表达式为：． 故答案为：． (2)若实验中该同学在的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到、像，其原因可能是：确定的光在介面上入射角太大，发生了全反射． 故答案为：确定的光在介面上入射角太大，发生了全反射． (3)如下左图所示，红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，由折射率的定义式得知，测得的折射率将不变． 故答案为：不变． 5 .如图所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白． （1）用毫米刻度尺测出广口瓶瓶口内径； （2）在瓶内装满水； （3）将刻度尺沿瓶口边缘           插入水中； （4）沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的刻度（即图中点），同时看到水面上点刻度的像恰与点的像相重合； （5）若水面恰与直尺的点相平，读出           和           的长度； （6）由题中所给条件，可以计算水的折射率为                    ． 【教法备注】 难度：中 考察内容：折射率计算 【答案】 竖直 【解析】 将直尺沿瓶口边缘竖直插入水中． 若水面恰与直尺点相平，读出和和长度， 设从点发出的光线射到水面时入射角为，折射角为，根据数学知识得知：，，则折射率为，根据对称性有：，联立得：． 知识点总结 1.注意事项： ①玻璃 砖要 厚 ；           ②为准确测量入射角和出射角，要求 入射角不宜太小 ，应在到之间； ③ 为准确测量入射光线和出射光线，要求入射侧和出射侧所插两枚 大头针的间距应较大些 ；    ④玻璃砖的 折射面要画准 ； ⑤ 在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变； ⑥大头针要 插得 竖直， 且和之间、与点之间、与之间、与之间距离要稍大一些。 2.误差分析 误差来源本实验误差的主要来源是 测量光在玻璃中的折射角的误差 ； 3.减小误差的方法： ① 选用宽度 较大的 玻璃砖，宜在5cm以上，若宽度太小则测量误差较大； ② 入射角宜在 30°~60°范围 内取值； ③ 大头针间距 大一些 ； ④玻璃砖的折射面要画准确，操作时手 不能接触玻璃砖 的光滑面，更不能把玻璃砖当尺子画界面。 巩固练习 6 .某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： （1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界． （2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射，到达面上的点后反射到点射出．用大头针在白纸上标记点、点和激光笔出光孔的位置． ②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于点，如图（a）所示．     ③用刻度尺测量和的长度和．的示数如图（b）所示，为           ．测得为．     （3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式          ；由测得的数据可得折射率为           （结果保留位有效数字）． （4）相对误差的计算式为．为了减小测量的相对误差，实验中激光在点入射时应尽量使入射角           ． 【教法备注】 难度：中 考察内容：误差分析 【答案】；；；稍小一些 暂无暂无暂无 【解析】 （2）刻度尺的最小分度为，由图可知，为； （3）玻璃砖折射率的表达式 代入数据可知 ； （4）相对误差的计算式为，为了减小测量的相对误差，实验中要尽量稍大一些，即激光在点入射时应尽量使入射角稍小一些． 7 .在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中，玻璃砖的边与边相互平行，边与边不平行，如图所示． ( 1 )实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上？           （填“是”或“否”）． ( 2 )以入射点为圆心，以为半径画圆，与入射光线交于点，与折射光线的延长线交于点，过、点分别向法线作垂线，量得，，则该玻璃砖的折射率          ． ( 3 )下列操作可以减小实验误差的是           ．（填字母代号） A.适当增大大头针的间距 B.选择玻璃砖相互平行的两边来测量 C.选用尽可能细的笔画线 D.使的入射角接近 ( 4 )该同学突发其想用两块同样的玻璃直角棱镜来做实验，两者的面是平行放置的，插针、的连线垂直于面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是           ． A. B. C. D. ( 5 )在测量光的波长实验中，为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量个条纹的间距再求出．下列实验采用了类似方法的有           ． A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量 B.验证《牛顿第二定律》实验中研究各量间的关系 C.《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量 D.用，求瞬时速度的方法 【教法备注】 难度：中 【答案】 (1)否 (2) (3)AC (4)C (5)C 【解析】 (1)实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上，而不是针帽． (2)由图可知 ， ， 则折射率 ． (3)A．大头针和及和之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些，故A正确； B．用插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故B错误； C．为了准确作出入射光线和折射光线，应选用尽可能细的笔画线，故C正确； D．为了减小测量的相对误差，选择的入射角尽量大些，效果会更好，但不是接近，故D错误． (4)画出光路图如图所示 根据光路图可知，经过、的光线经左端玻璃砖的分界处后向下偏，然后射入右端玻璃砖后平行射出，则图中右边的插针应该是，故C正确，ABD错误． (5)先测量个条纹的问距再求出，属于放大测量取平均值 A．《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量属于等效替代法，故A错误； B．验证《牛顿第二定律》实验中研究各量间的关系属于控制变量法，故B错误； C．《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量，属于放大测量取平均值，故C正确； D．用，求瞬时速度的方法，属于极限法，故D错误． 8 .在“测定玻璃的折射率”实验中： ( 1 )为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是           ． A.选择的入射角应尽量小些 B.大头针应垂直地插在纸面上 C.大头针和及和之间的距离尽量小些 ( 2 )小红同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，她以点为圆心，为半径画圆，交延长线于点，过点和点作垂直法线的直线分别交于点和点，如图甲所示，她测得，，则可求出玻璃的折射率          ． ( 3 )小明在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率           （选填“偏大”“偏小”或“不变”）． ( 4 )小明又设想用下面的方法测量液体的折射率：取一个半径为的圆形软木塞，在它的圆心处垂直插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，如图丙所示．调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为，这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针．利用测得的数据可求出液体的折射率          ． 【答案】 (1)B (2) (3)偏小 (4) 【解析】 (1)A选项：为了减小测量的相对误差，选择的入射角应适当大些，效果会更好，故A错误； B选项：为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，故B正确； C选项：大头针和及和之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些，故C错误； 故选B. (2)图中作为入射光线，是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为，折射角为，则由几何知识得到 ， ， ， 则折射率 ． (3)某同学画出的和都比实际侧面向外侧平移了一些，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在、上，如图 实线表示实际的光路图，虚线表示乙同学画图时光路图，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律 ， 测出的折射率将偏小． (4)由题意可知，大头针在液体中发生全反射时的光路图如图所示 则有液体发生全反射的临界角满足 ， ， ． 9 .学校研究性学习小组在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面，在图中相应位置插上、两枚大头针（如图甲）。（1）在插和时，应使           。A．只挡住的像B．只挡住C．同时挡住、的像D．挡住及、的像（2）该同学选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于 A、 B点，再过 A、 B点分别作法线的垂线，垂足为、点，如图乙所示，则玻璃的折射率          （用图中线段的字母表示）。（3）另一同学选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在如图丙实线位置，插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值           真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 【教法备注】 难度:中 【答案】      CD         小于 【解析】 （1）[1]确定P 3大头针的位置的方法是插上大头针P 3，使P 3同时挡住P 1、P 2的像。确定P 4大头针的位置的方法是大头针P 4能挡住P 3和P 1、P 2的像。故答案为CD。（2）[2]如图由几何关系可知， R为圆的半径，入射角的正弦值为 折射角的正弦值为 则折射率 （3）[3]在测量过程中，放置三棱镜的位置向左发生了微小的平移（移至图丙中的虚线位置，底边仍重合），作出光路图，如图所示入射角不变，而折射角的测量值偏大，由，可知三棱镜玻璃材料折射率的测量值小于真实值。 变式训练 【教法备注】 此部分题目较难，选做 10 .小周用插针法测定某种玻璃三棱镜的折射率，所作的光路图如图所示，为三棱镜的横截面，光线、分别为入射、出射光线，为法线，、、、为四枚大头针，为偏向角． 　 ( 1 )根据图求得这种玻璃的折射率为           （结果保留两位有效数字）． ( 2 )如图是实验过程中的立体图，图中和是           （填“大头针”或“大头针的像”）． ( 3 )换用折射率较小的玻璃三棱镜做实验，仍保证顶角和入射角不变，那么偏向角           将（填“增大”、“减小”或“不变”）． 【教法备注】 难度:中 【答案】 (1) (2)大头针的像 (3)减小 【解析】 (1)由图可知，入射角为时，折射角为，根据折射率公式有：． 故答案为：． (2)根据实验步骤可知，需要根据光线的射出点可以确定出射光线，观察的这一侧插两枚大头针、，使挡住、的像，挡住及、的像，记下、的位置．所以图中得与都是大头针的像． (3)换用折射率较小的玻璃三棱镜做实验，仍保证顶角和入射角不变，由可知折射角将减小，那么偏向角也将减小． 故答案为：减小． 11 .用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针、，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使的像被的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针和，使挡住和的像，挡住以及和的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中为两圆弧圆心，图中已画出经、点的入射光线． ( 1 )在图上补画出所需的光路． ( 2 )为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的分界面上画出这两个角． ( 3 )用所测物理量计算折射率的公式为          ． ( 4 )为了保证在弧面得到出射光线，实验过程中，光线在弧面的入射角应适当           （填“小一些”“无所谓”或“大一些”）． ( 5 )多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率          ． 【教法备注】 难度:中 【答案】 (1) (2) (3) (4)小一些 (5) 【解析】 (1)连接、表示入射光线，连接、表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线．作出光路图如图． (2)标出需要测量的入射角和折射角，如图． (3)根据折射定律得，玻璃折射率的公式为． (4)为防止光线在弧面上发生全反射，光线在弧面上的入射角应该适当小一些． (5)结合第（3）问答案，带入乙图数据，可得出折射率为． 学生总结 二、用双缝干涉测量光的波长 （一）实验器材 光具座、单缝片、双缝片、滤光片（红、绿色各一片），遮光筒，光源，测量头（目镜，分划板，手轮等） （二）实验原理 如图所示，电灯发出的光经过滤光片后变成单色光，再经过狭缝后同时到达双缝和．双缝、相当于两个步调完全一致的单色相干光源．透过、双缝的单色光波在屏上相遇并叠加，、到屏上点的路程分别为、，两列光波传到点的路程差，设光波波长为．.若， 两列波传到点 同相 ， 互相 加强 ，出现 亮 条纹 ．.若， 两列波传到点 反相 ，互相 减弱 ， 出现 暗 条纹 ． 这样就在屏上得到了平行于双缝、的明暗相间的干涉条纹．相邻两条亮（暗）条纹间的距离与入射光波长，双缝、，间距离及双缝与屏的距离有关， 其关系式为：， 由此，只要测出、、即可测出波长 （三）数据处理 为了减小实验测量的偶然误差，测条纹间距时： 用测量头测条 亮（暗）纹间的 距离， 求出相邻的两条 亮（暗）纹间的距 离     ． 测量方法如下： 1.转动测量头上的手轮把分划板上的中心刻线对准左边的某一条亮（暗）纹中心，记下此时手轮上的读数， 2.再转动手轮，把分划板向右移动，使中心刻线对齐第条亮（暗）纹中心，记下此时手轮上的读数， 3.则有：，      ． 经典例题 12 .某同学做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，装置如图甲所示，双缝到屏的距离为，双缝间距为。（1）测得图乙中两条纹间的距离为，则该单色光的波长          （用表示）；（2）如果想让目镜中看到的条纹间距变宽，下列操作可行的是           。A.把绿色滤光片换成红色滤光片B.将甲图中单缝向左移动少许C.增加光源的亮度D.调节遮光筒长度，增加双缝和屏之间的距离E.调节双缝的方向，使双缝与单缝方向垂直 【教法备注】 难度：中 考察内容：操作原理 【答案】          AD 【解析】 （1）[1]分析图片乙可知，相邻两条暗条纹间距为 根据 可得该单色光的波长 （2）[2]A．由于绿光波长比红光波长短，根据 可知把绿色滤光片换成红色滤光片，条纹间距变宽，故A为正确选项；B．单缝到双缝距离不影响条纹间距，故B为错误选项；C．光源的亮度也不影响条纹间距，故C为错误选项；D．调节遮光筒长度，增加双缝和屏之间的距离，即 l增大，根据 可知条纹间距将变宽，故D为正确选项；E．若将双缝与单缝方向垂直，会导致光屏得到的不再是亮暗相间的清晰条纹，无法继续测量结果，故E为错误选项。故答案为AD。 13 .李同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中的实验装置如图甲所示。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。（1）李同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板坚线末对齐，如图乙所示。李同学需要           ，使两者对齐。A.左右移动透镜              B.前后移动透镜C.旋转测量头              D.旋转双缝（2）李同学想减少从目镜中观察到的条纹个数，下列措施可行的是           。A.使用间距更大的双缝        B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将双缝向靠近单缝的方向移动        D.仅将绿色滤光片换成红色滤光片（3）李同学正确操作，当测量头中的分划板中心刻线对齐某干涉条纹中心时，对应的测量头标尺如图丙所示，其示数为           mm。 【教法备注】 难度：中 考察内容：读数、操作原理 【答案】      C     D     2.190（2.189~2.192） 【解析】 （1）[1]亮条纹与分划板中心刻线不平行时，需使单缝与双缝相互平行，只要转动测量头即可。故答案为C。（2）[2]若要减少目镜中观察到的条纹个数，即应增大条纹间距，根据公式 可知，应将屏向远离双缝的方向移动、使用间距更小的双缝、增大波长。故答案为D。（3）[3]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，即图中示数为 知识点总结 1.注意事项 ①放置单缝 和双缝时，必须使缝 平行 ， 双缝到单缝 距离应相等 ，并且双缝和单缝间的距离约为②要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏的 中心在同一条轴线上 ； ③测量头的 中心刻线 要对应着亮（或暗） 条纹的中心 ； ④为减小实验误差，先测出条亮（或暗）条纹中心间的距离，则相邻两条亮（或暗）条纹间的距离为 。 2.误差分析 ①误差来源 a.米尺和测量头出现的 读数误差 对实验结果的影响很大； b.单缝、双缝没有严格平行，其中心没有位于遮光筒的轴线上； c.单缝到两个缝的距离没有严格相等。 ②减小误差的方法 a.用米尺测量单缝到双缝的距离时 多次测量取平均值 ，测量条亮条纹间距时多测几条亮条纹之间的间距和， 多次测量取平均值 ； b.尽量把 单缝、双缝 调平行，调节 单缝到两个缝 的距离相等，使其中心大致位于 遮光筒的轴线上 巩固练习 14 .在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中 ( 1 )在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中（实验装置如图）， 下列说法正确的是               A.调节光源高度使光束沿遮光简轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝 B.测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C.为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距 D.某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，可以采用的方法是改用蓝光作为入射光 ( 2 )已知双缝到光屏之间的距离 L=500mm，双缝之间的距离 d=0.50mm，单缝到双缝之间的距离 s=100mm，某同学在用测量头测量时， 调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准 B亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如B位置读数图所示，A位置读数为          mm，B位置读数为           mm，则入射光的波长 λ=          m（结果保留两位有效数字）． ( 3 )实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有           ． A.改用波长较长的光（如红光）作为入射光 B.增大双缝到屏的距离 C.增大双缝到单缝的距离 D.增大双缝间距 【教法备注】 难度：中 考察内容：读数、操作原理 【答案】 (1)BC (2) (3)AB 【解析】 (1)A．调节光源高度使光束沿遮光简轴线照在屏中心后，再放上单缝和双缝，A错误；B．使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，使得移动过程中测出的条纹间距较为准确，B正确；C． n条亮条纹间存在 n-1个相邻间距，则相邻两条亮条纹间距为 C正确；D．根据 蓝光波长小于黄光波长，则改用蓝光作为入射光会使条纹间距减小，D错误． 故选BC． (2) A位置读数为 B位置读数为 入射光波长为 (3)根据 增大条纹间距，改用波长较长的光（如红光），或者增大双缝到屏的距离，或者减小双缝间距． 故选AB． 15 .在“用双缝干涉测量光的波长”实验中(1)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置，然后在筒的另外一侧观察，发现筒的上壁照得很亮，此时他应将遮光筒的观察端向           （填“上”或“下”）调节；(2)某次测量如图所示，则读数为           mm；(3)几位同学实验时，有的用距离为0.1mm的双缝，有的用距离为0.2mm的双缝；同时他们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片遮住光源进行了观察，如图选自他们的观察记录，其中正确反映实验结果的是           (已知红光波长大于紫光的波长)     【教法备注】 难度：中 考察内容：读数、计算原理 【答案】      上     5.006/ 5.007/ 5.008     BD 【解析】 【详解】（1）[1]发现筒的上壁照得很亮说明光线向上即观察端偏下，所以应将观察端向上调节；（2）[2]螺旋测微器的固定刻度为5mm，可动刻度为 所以最终读数为 （3）[3]AB．根据 可知，当红光分别通有距离为0.1mm和0.2mm的双缝时，距离越大的条纹间的距离越小，A错误，B正确；CD．同理，当红光和紫光通过相同距离的双缝时即 L， d相同情况下，波长越长的条纹间的距离越大，C错误D正确；故选BD。 16 .在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种单色光的波长。（1）M、N、P三个光学元件依次为           。A.滤光片、单缝、双缝B.单缝、滤光片、双缝C.单缝、双缝、滤光片D.滤光片、双缝、单缝（2）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.将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动C.将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动D.使用间距稍大些的双缝（3）光屏上出现的明暗相间条纹如图所示，光屏上处是亮条纹，处是暗条纹， P到的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上           。A. P处可能出现暗条纹B.不再出现明暗相间的条纹C.明暗相间的条纹间距变窄D.原处的第一级亮条纹向 P点靠近（4）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为          mm。（5）1801年，托马斯•杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验），洛埃镜实验的基本装置如图所示， S为单色光源，M为一平面镜， S发出的光直接照在光屏上，同时 S发出的光还通过平面镜反射到光屏上，这样形成了两个一样的相干光源。设光源 S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为 a和 L，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹。则相邻两条亮纹（或暗纹）间距离的表达式为           。A.       B.       C.       D. 【教法备注】 难度：较难 【答案】      A     BD/ DB     CD/ DC     9.761/ 9.762/ 9.763     B 【解析】 【详解】（1）[1]为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此M、N、P三个光学元件依次为：滤光片、单缝、双缝。故选A。（2）[2]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需减小相邻亮条纹（暗条纹）间的距离，由双缝干涉条纹间距公式可知，对于某单色光，波长λ一定，增大双缝间距或减小双缝到毛玻璃屏的距离，都可减小相邻亮纹（暗纹）间的距离，从而增加从目镜中观察到的条纹个数，改变单缝与双缝之间的距离，不会改变相邻亮纹（暗纹）间的距离。故选BD。（3）[3]如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光在遮光筒内的波长变小，但是点到双缝的距离之差仍为零，则点仍是亮条纹，在屏上仍会出现明暗相间的条纹，根据可知，波长变小，则条纹间距变小，原处的第一级亮条纹向点靠近。故选CD。（4）[4]由图乙可知，读数为 （5）[5]光源到屏的距离可以看做双缝到屏的距离，光源到平面镜中虚像的间距看做双缝的间距，则有 根据双缝干涉相邻条纹之间的距离公式可得 故选B。 变式训练 【教法备注】 此部分题目较难，选做 17 .在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上（如图甲），并选用缝间距为 d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为 L。接通电源使光源正常工作，发出白光。   （1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在 a处和 b处，则          。A．可观察到水平方向的干涉条纹B．可观察到竖直方向的干涉条纹C．看不到干涉现象（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中           。A．观察不到干涉条纹B．可观察到明暗相间的白条纹C．可观察到彩色条纹（3）若实验中在屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中 A、 B位置时，游标卡尺的读数分别为 x1、 x2，则入射的单色光波长的计算表达式为 λ＝          。分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为           mm。（4）光屏上出现的明暗相间条纹如图丁所示，光屏上 P、 P1、 P2处是亮条纹， Q1、 Q2处是暗条纹， P到 S1、 S2的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上           。   A．不再出现明暗相间的条纹B． P处可能出现暗条纹C． P1处一定为亮条纹D．明暗相间的条纹间距变窄 【教法备注】 难度：中 思考改变介质对实验的影响 【答案】      B     C         31.20     D 【解析】 （1）[1]组装实验仪器时，单缝与双缝均沿竖直方向放置，则观察到的是竖直方向的干涉条纹。故答案为B；（2）[2]取下红色滤光片，白光的干涉条纹为彩色的。故答案为C；（3）[3]条纹间距 又知 两式联立得 [4]此游标卡尺精度值为0.05mm，读数等于主尺读数与游标尺读数之和，故 x＝31mm＋0.05mm×4＝31.20mm （4）[5]A．当遮光筒内装满水后，光依然可以发生干涉，在光屏上仍然会出现明暗相间的条纹，故A为错误选项；B．由于 P点到两缝的距离相等，所以 P点依然是光的干涉加强点，不可能出现暗条纹，故B为错误选项；C．根据所给条件无法判定注水后 P1处是何种条纹，故C为错误选项；D．光从空气射入水中波长会变短，所以干涉条纹间距会变窄，故D为正确选项。故答案为D。 18 .在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示． ( 1 )“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图所示，光具座上 a、 b、 c处放置的光学元件依次为                    ； A.滤光片   双缝   单缝 B.滤光片   单缝   双缝 C.单缝     滤光片   双缝 D.双缝   滤光片   单缝 ( 2 )某同学用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻度线对准亮条纹A的中心，记录手轮上的示数，然后他转动测量头，使分划板中心刻度线对准亮条纹B的中心，这时手轮上的示数是，如图乙所示．若测得双缝与屏之间的距离为 l，双缝间距为 d，则对应光波的波长                    ； ( 3 )图丙为上述实验装置的简化示意图． S为单缝，、为双缝，屏上会出现明暗相间的干涉条纹．若实验时单缝向下微微移动到处，则可以观察到                     ． A.干涉条纹消失 B.仍能看到干涉条纹，且条纹整体向上平移 C.仍能看到干涉条纹，且条纹整体向下平移 【教法备注】 难度：中 考察内容：创新实验，思考波源到双缝距离的影响 【答案】 (1)B (2) (3)B 【解析】 (1)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置中，光具座上 a、 b、 c处放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝．故选B． (2)由图可知，相邻条纹间距为 根据公式，联立可得 (3)A．实验时单缝向下微微移动，通过双缝、的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，故A错误；BC．对于中央亮纹来说，从处经过、到中央亮纹的路程差仍等于0，如下图所示   而，要使得 那么，则中央亮纹的位置略向上移动，故B正确，C错误．故选B． 学生总结 三、用油膜法估测油酸分子的大小 （一）实验器材 配制好的油酸酒精溶液（体积比）、浅盘、痱子粉(或石膏粉)、注射器、量筒、带方格的玻璃板、彩笔． 其中，痱子粉的作用是 可以<strong>清晰地看出油膜的边界</strong> ，便于较准确地测量油膜面积． （二）实验原理 将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成单分子油膜层，如图，油膜层的厚度可看成油酸分子的直径，提前测出油酸的体积和油膜的面积，可计算出油酸分子的 直径 （三）实验步骤           1.用酒精及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以减少实验误差。 2.配制油酸酒精溶液： 取 纯油酸，注入的烧杯中，然后向烧杯内注入 酒精 ，直到液面达到 刻度线 ，用玻璃棒进行搅拌，使油酸分子充分与酒精分子混合 ，这样就得到了体积分数约为%的油酸酒精溶液。 3.用注射器或滴管 将油酸酒精溶液 一滴一滴地 滴入量筒中 ，并记下 液滴的总滴数和它们的体积 。 4.向浅盘里倒入约cm深的水，并将 痱子粉或细石膏粉均匀地  撒在水面上。 5.用注射器或滴管将滴 油酸酒精溶液  滴在水面上。 6.待油酸薄膜的形状 稳定 后，将玻璃板放在浅盘上，并将 油酸薄膜的形状 用彩笔画在玻璃板上。 7.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数， 不足半格的 舍去 ，多于半格的 算一个 ，算出油膜的面积。 8.算出滴油酸酒精溶液中 纯油酸的体积，并代入公式： 算出油酸薄膜的厚度。 经典例题 19 .实验题． ( 1 )下图为某同学用油膜法测分子直径的操作示意图，请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：                               （用字母符号表示）． A．    B.     C.    D.          E.    F.    ( 2 )如果在实验中：将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液．已知溶液有滴，现取滴油酸酒精溶液滴到水面上，最后扩展成面积为的油膜，由此估算出油酸分子直径为           （结果保留三位有效数字）．在该实验中滴入油酸酒精溶液之前，要在水面上均匀地撒上薄薄的一层痱子粉，其作用是：                               ． 【教法备注】 难度：中 考察内容：实验 操作、数据计算 【答案】 (1) (2) 形成清晰的油膜边缘 【解析】 (1)不能直接把油酸倒入水中，故A步骤不需要，先配置好油酸溶液，在浅盘中倒入水，将痱子粉均匀撒在水面上，往水中滴入滴油酸溶液，待油酸油膜形状稳定后，将刻有坐标的玻璃板放在浅盘上，用笔画出油酸薄膜的形状，因此正确排序是； (2)由题意知，油酸酒精溶液的浓度为，滴油酸酒精溶液的体积为，滴油酸酒精溶液中油酸的体积为 ， 形成的油膜面积 ， 油酸分子直径 ； 为了使一滴油酸酒精溶液散开后界面比较清晰，要在水面上先撒上痱子粉． 20 .在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量． ( 1 )本实验利用了油酸分子易在水面上形成           （选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性．若将含有纯油酸体积为的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为           ． ( 2 )某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作： A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 D．向浅盘中倒入约深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是           （填字母代号）． ( 3 )若实验时痱子粉撒的太厚，则所测的分子直径会           （选填“偏大”或“偏小”）． ( 4 ) 本实验中油膜的形成是分子力的作用效果．图甲为分子力随分子间距的变化图线，图乙为某同学参照图甲所做的分子势能随分子间距的变化图线．请你对图乙的合理性做出分析，填在下面表格相应的位置中． 指出合理或不合理之处并简述理由 合理之处 不合理之处 【教法备注】 难度：中 考察内容：实验操作、误差分析 【答案】 (1)单层 (2)DACB (3)偏大 (4) 指出合理或不合理之处并简述理由 合理之处 图乙的大致变化情况合理．因为分子间距由足够远减小到的过程中，分子力体现为引力做正功，分子势能逐渐减小，所以处的分子势能最小；此后再靠近的过程中，分子力体现为斥力做负功，所以分子势能逐渐增大． 不合理之处 ①图乙处分子势能为零的点不合理．由于分子力做功等于分子势能的变化，故分子间距由足够远减小到的过程中分子力做的总功应当为零，即甲图中处以右图线下的总面积应当为零，图中显然不符合． ②图乙在的范围内弯曲情况不合理．由于图线的斜率即为分子力，该区间的分子力是越来越大的，而图中的斜率显然越来越小． 【解析】 (1)在“油膜法估测分子直径”的实验中利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性，通过宏观量的测量间接计算微观量．若将含有纯油酸体积为的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为． (2)实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，再向浅盘中倒入约深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜，将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积．所以实验顺序为：DACB． (3)若实验时痱子粉撒的太厚，则形成的油膜不会是单分子层，这样计算出的厚度是多分子层的厚度，而测量时却认为是单分子膜的厚度，这样测量结果就会偏大． (4)合理之处：图乙的大致变化情况合理．因为分子间距由足够远减小到的过程中，分子力体现为引力做正功，分子势能逐渐减小，所以处的分子势能最小；此后再靠近的过程中，分子力体现为斥力做负功，所以分子势能逐渐增大． 不合理之处有两方面：①图乙处分子势能为零的点不合理．由于分子力做功等于分子势能的变化，故分子间距由足够远减小到的过程中分子力做的总功应当为零，即甲图中处以右图线下的总面积应当为零，图中显然不符合． ②图乙在的范围内弯曲情况不合理．由于图线的斜率即为分子力，该区间的分子力是越来越大的，而图中的斜率显然越来越小． 知识点总结 1.注意事项： ①测滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应 多滴几滴 ，测出 对应的滴数 ，这样求平均值误差 较小 ； ②浅盘水离盘口的面的距离应较小，且 水平放置 ，划线时视线应与板面垂直； ③在水面撒痱子粉后， 不能触碰 盘中的水 ． 巩固练习 21 .对于下列实验，说法中错误的是（    ） A.甲图是用油膜法测分子直径的示意图，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径 B.乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则扩散的速度加快 C.丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体重力引起的 D.丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母晶体的导热性能各向异性 【教法备注】 难度：易 【答案】 C 【解析】 A．甲图是利用单分子油膜层粗测油酸分子直径，A为正确选项；B．乙图是溴蒸气的扩散实验，温度越高，扩散的速度越快，B为正确选项；C．丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体分子频繁的撞击器壁产生的，C为错误选项；D．丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母晶体的导热性能各向异性，D为正确选项。本题选错误的，故答案为C。 22 .在“油膜法测分子直径”的实验中，某同学操作如下： ①取1.0 mL油酸配成250 mL油酸酒精溶液； ②用滴管吸取1.0mL油酸澄精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共20滴；③在边长约10cm的正方形线盘内注入适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，用滴管滴入一滴溶液： ④待抽膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油酸颜的轮廓（如图所示），每个方格的边长为1.0cm。   （1）该实验中一滴油酸酒精溶液含           mL油酸；（2）由上述数据估算得到油酸分子直径的数量级约为            m； （3）若该同学在计算油酸膜面积时，对不完整的方格均不计数，由此估算得到的油酸分子直径数量级将           （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；（4）已知油酸分子的直径数量级为，该同学实验结果产生偏差的原因可能是：           ；（5）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的           （填序号）。A．摩尔质量B．摩尔体积C．质量D．体积 【教法备注】 难度：中 考察内容：数据处理、操作原理、误差分析 【答案】              偏大     油酸膜没有完全展开，形成的不是单分子油膜层     B 【解析】 【详解】（1）[1]该实验中一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为 （2）[2]油膜的面积约为 油酸分子直径约为 故油酸分子直径的数量级约为；（3）[3]若该同学在计算油酸膜面积时，对不完整的方格均不计数，则测得的油膜面积偏小，由此估算得到的油酸分子直径数量级将偏大；（4）[4]已知油酸分子的直径数量级为，该同学实验结果产生偏差的原因可能是：油酸膜没有完全展开，形成的不是单分子油膜层；（5）[5]根据阿伏加德罗常数计算公式 可知测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的摩尔体积。故选B。 23 .今年“五一”假期过后，各地网友纷纷晒出“嗓子痒”“咽喉疼”“宝娟嗓”的症状，话题“全国都在咽喉炎吗”更是冲上多个社交媒体平台的热搜榜。某同学提前准备了治疗嗓子的喉症丸，他看到一粒喉症丸差不多和小黄米一样大。模仿“用油膜法测分子直径”的实验方案来估测一粒药丸（可视为球形小颗粒）的直径。实验步骤如下：   ①将适量药丸倒入量筒，然后轻轻震动几下量筒，测量出药丸的总体积 V；②再将药丸从量筒中倒出，平铺在水平的坐标纸上，使药丸紧挨着排成单层结构；③用铅笔描绘出边缘的轮廓如图；④撤去药丸，进行数据处理。（1）坐标纸上每个小正方形方格的边长为 L，轮廓所围的面积为          。（2）该同学估测出药丸的直径为           。（3）经过仔细观察，发现药丸并不是标准的球形，将导致测量值将比药丸看作球形的直径           （填“偏大”或“偏小”）。（4）该同学重复几次实验，每次计算出药丸的直径都在1mm左右，若用20分度的游标卡尺测量其直径，           （填“能”或“不能”）使相对误差小于。（） 【教法备注】 难度：中 考察内容：数据处理 、误差分析 【答案】              偏小     不能 【解析】 （1）[1]通过估算，舍去不足半格的，大于等于半格的记为一格，总计118格，而每格的边长为 L，则可知形成的轮廓面积约为。（2）[2]通过 代入题中数据可得 （3）[3]由于药丸并不是标准的球形，所以药丸紧挨着排成单层结构时，其所占的面积将偏大，从而导致测量得到药丸的直径偏小。（4）[4]由于20分度值的游标卡尺的精度为0.05mm，所以最小相对误差为 或 即，相对误差 故不能使相对误差小于。 24 . ( 1 )在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔、试剂瓶，要完成本实验，还欠缺的器材有                               ． ( 2 )在用油膜法粗测分子直径的实验中， ① 滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，这是因为                                                                                                                                                                                           ． ② 在将油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些痱子粉，这样做是为了                               ． ( 3 )下图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是           （用符号表示）． ( 4 )在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为，又用滴管测得滴这种油酸酒精溶液的总体积为，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上，如图所示，测得油膜占有的小正方形个数为． ① 用以上字母表示油酸分子直径的大小          ． ② 从图中数得油膜占有的小正方形个数为          ． 【教法备注】 难度：中 考察内容：数据处理、操作原理、误差分析 【答案】 (1)量筒、痱子粉、坐标纸 (2)①将油膜看成单分子膜，将油酸分子看做球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的，纯油酸粘滞力较大，直接测量体积时误差太大 ②界定油膜大小的边界 (3)dacb (4)① ② 【解析】 (1)在本实验中，要用量筒量取酒精和油酸，从而配制酒精油酸溶液，先在水槽中洒上痱子粉，再将用酒精稀释过的油酸用滴管滴到水面上，将玻璃板盖在水槽上，在玻璃板上铺上坐标纸，用彩笔画出油膜的边界，用数格子的方法得出形成的面积；则可根据体积公式求得分子直径，故实验中还需要：量筒、痱子粉，及描绘图形的坐标纸． (2)①实验中滴在水面上的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，且只能滴一滴，这是因为纯油酸粘滞力较大，直接测量体积时误差太大． ②在滴入油滴之前，要先在水面上均匀撒上痱子粉，这样做的目的是使油膜边界清晰，便于描绘油膜形状． (3)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液测定一滴酒精油酸溶液的体积准备浅水盘形成油膜描绘油膜边缘测量油膜面积计算分子直径；很显然，在实验的步骤中，是“将滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定”，因此操作先后顺序排列应是dacb． (4)①由题意可知，一滴这种液体的体积，每一滴所形成的油膜的面积为，所以油膜的厚度，即为油酸分子的直径为． ②从图中数得油膜占有的小正方形个数为． 学生总结 四、探究气体等温变化的规律 （一）实验原理 利用下图的装置，读出气体的压强和体积，通过多组数据寻找关系． （二）数据处理 读出多组压强和体积的数据，并以 压强 为纵坐标， 体积倒数 为横坐标，把各组数据在坐标系中描点．若各点在同一直线上，说明和成反比． 经典例题 25 .某同学用如图甲所示装置探究气体等温变化的规律． ( 1 )在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的           和           . ( 2 )关于该实验下列操作错误的是           ．​ A.柱塞上应该涂润滑油 B.应缓慢推拉柱塞 C.用手握住注射器推拉柱塞 D.读数时视线要垂直于刻度板 ( 3 )测得多组空气柱的压强和体积的数据后，用直线图像反映压强与体积之间的关系，若以为纵坐标，则应以           为横坐标在坐标系中描点作图;小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现与的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图线应为图乙中的           (选填“①”或“②”)． 【教法备注】 难度：中 考察内容：数据处理、操作原理、误差分析 【答案】 (1)质量温度 (2)C (3)体积的倒数② 【解析】 (1) (2)柱塞上应该涂润滑油，起到密封和润滑的作用,A正确;应缓慢推拉柱塞，从而保证气体的温度不变,B正确;用手握住注射器推拉柱塞，容易引起气体温度发生变化,C错误;读数时视线要垂直于刻度板,D正确．故选C (3)由于图像为曲线，而图像为直线，因此以为纵坐标，应以体积的倒教为横坐标;压缩气体时，温度不变,由于与乘积减小，故斜率减小，因此图线应为图乙中的②． 26 .利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系．将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连．活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示．     回答以下问题： ( 1 )在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体           ． A.与成正比 B.与成正比 ( 2 )若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为           （保留位有效数字）． ( 3 )某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而           （填“增大”或“减小”）． 【教法备注】 难度：中 考察内容：数据处理、操作原理、误差分析 【答案】 (1)B (2) (3)增大 【解析】 (1)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体，与成正比． 故选B． (2)若气体被压缩到，则有 由图乙可读出封闭气体压强为 ． (3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，根据 可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而增大． 知识点总结 1.注意事项： ①改变气体体积时要缓慢进行，防止 气体 温度升高（ 会使乘积增大 ）． ②不要 用手接触圆筒 ，原因同上． ③实验前应在柱塞上涂好 润滑油 ， 防止漏气（ 会使乘积减小 ）． ④由于 空气柱体积和横截面积成正比 ，因此无需测量横截面积． 巩固练习 27 .如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，下列操作或说法正确的是（　　）    A.注射器必须固定在水平面内 B.活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值 C.不必测出注射器内封闭气体的质量 D.气体的压强和体积必须用国际制单位 【教法备注】 难度：较易 【答案】 C 【解析】 【详解】A. 注射器不必固定在水平面内，故A错误；B. 移动活塞时应缓慢一些，不应迅速记录，要等稳定后再记录，故B错误；C. 探究气体等温变化，不需测出注射器内封闭气体的质量，故C正确；D. 气体的压强和体积单位可以不使用国际单位，故D错误。故选C。 28 .在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示．利用注射器选取一段空气柱为研究对象．下列改变空气柱体积的操作正确的是（    ）     A.把柱塞快速地向下压 B.把柱塞缓慢地向上拉 C.在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞 D.在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞 【教法备注】 难度：较易 【答案】 B 【解析】 因为该实验是要探究气体等温变化的规律；实验中要缓慢推动或拉动活塞，目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变；为了方便读取封闭气体的体积不需要在橡胶套处接另一注射器． 故选B． 29 .在某次物理实验设计大赛活动中，要求自选器材，完成“探究气体等温变化的规律”实验． ( 1 )甲实验小组利用如图所示的装置，在注射器中密封了一定质量的气体；     ① 在实验操作过程中，以下措施有助于满足实验恒温条件的是           ． A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器 ② 实验小组根据实验数据，做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，可以得出结论：一定质量的气体，                                       ； ③ 实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，该过程中发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图像应是                     ． A．   B．   C．   D．    ( 2 )乙实验小组利用如图所示的DIS装置探究气体等温变化的规律，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机，计算机根据实验数据绘制如图所示的关系图像．根据图像可知，软管中气体的体积为           mL． 【教法备注】 难度：中 【答案】 (1)①BC/ CB ②一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比 ③A (2) 【解析】 (1)①A．用橡皮帽堵住注射器的小孔，防止漏气，不能保证气体的温度不变，A不符合题意； B．在实验操作过程中，缓慢移动活塞，使气体与外界有充分的时间进行热交换，有助于气体的温度不变，B符合题意； C．实验时，不要用手握注射器，能防止气体与人体发生热交换，有助于气体的温度不变，C符合题意． 故选BC． ②可以得出结论：一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比； ③根据理想气体状态方程 解得 环境温度 T逐渐降低，图像的斜率减小，图线向下弯曲． 故选A． (2)设注射器中气体的体积为 V，软管中气体的体积为 V0，根据玻意耳定律得 解得 根据图像得 30 .实验小组采用如图所示的装置探究气体等温变化的规律．他们将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体．实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积；计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强，从而获得气体不同体积时的压强数值．根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论．     ( 1 )关于本实验的基本要求，下列说法正确的是           （选填选项前的字母）． A.移动活塞时应缓慢一些 B.封闭气体的注射器应密封良好 C.必须测出注射器内封闭气体的质量 ( 2 )为了能够最直观地判断出气体的压强 p与其体积 V是否成反比，应做出          （选填“”或“”）图像．对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条           线，就说明在           和           时，气体的压强与其体积成反比． 【教法备注】 难度：中 【答案】 (1)AB (2)直质量一定温度不变 【解析】 (1)[1]AB．探究气体等温变化的规律，条件是对于一定质量的气体而言，因此需要保证封闭气体质量不变，故实验中不能出现漏气现象，保证温度不变应该缓慢推动活塞，如果太快的话，气体温度会发生变化，故AB正确； C．等温变化的规律为 不必要测出气体的质量，只需看它是否满足变化规律即可，故C错误． 故选AB； (2)[2]是曲线，不容易判断，为了更直观地判断压强与其体积的数量关系，正比关系更能形象直观的体现二者的关系，故应做出图像； [3][4][5]对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，成立的条件是一定质量的理想气体温度不变，故说明在质量一定和温度不变时，气体的压强与其体积成反比． 五、课程总结 六、出门测 31 . 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验方法、实验操作、数据分析等。（1）用10分度的游标卡尺测单摆的摆球直径，示数如图所示。摆球直径 d=          mm。（2）下列实验中，在测量某一物理量时为减小误差，利用了累积放大思想的是           。 A．用单摆测量重力加速度 B．用双缝干涉测量光的波长 C．验证动量守恒定律 D．探究变压器原副线圈电压与匝数的关系 （3）某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。①“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖， aa′和 bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P 2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P 3和P 4。在插P 3和P 4时，应使           （选填选项前的字母）。A．P3只挡住P 1的像　　B．P 4只挡住P 2的像　　C．P 3同时挡住P 1、P 2的像②为了减小实验误差，实验时应注意的是           。A．入射角应尽量小些B．玻璃砖的宽度宜小一些C．大头针应垂直插在纸面上D．大头针P1、P 2之间的距离及大头针P 3、P 4之间的距离应适当大些③某同学在画界面时，不小心将两界面 aa′、 bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示，则他测得的折射率与真实值相比          （选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。④某研究小组设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心 O做两条互相垂直的直径 BC、 EF。在半径 OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P 2并保持P 1、P 2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使水平液面与直径 BC相平， EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P 2的像，并在圆周上插上大头针P 3，使P 3正好挡住P 1、P 2的像。通过计算，预先在圆周 EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。a.图中 M、 N两位置对应的折射率大小关系为 nM          nN（填写“大于”、“等于”或者“小于”）b.若∠ AOF=30°，则该仪器能够测量液体折射率的大小范围是          。c.沿 KMNC，折射率刻度的特点是          （填写“刻度均匀”、”越来越密”或者“越来越疏”） 【答案】      17.6     AB/ BA     C     CD/ DC     偏小     小于     1< n≤2     越来越密 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为17mm，游标读数为 摆球直径为 （2）[2]A．单摆测重力加速度实验中，采用测量摆球完成30或50次全振动所用的时间，属于通过累积的方法将微小量转换成较大的量再进行测量，以减小所测时间的误差，故A正确；B．双缝干涉测光的波长实验中，采用测量 N个条纹的间距来获得条纹间距，属于通过累积的方法将微小量转换成较大的量再进行测量，以减小所测间距的误差，故B正确；C．验证动量守恒定律实验中，采用测量小球平抛的水平距离来获得小球碰撞前后的动量关系，通过时间相等，即可获得水平距离与速度的关系，故C错误；D．探究变压器原副线圈电压与匝数的关系实验采用控制变量法，为便于研究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈匝数，探究副线圈上电压与匝数的关系，故D错误。故选AB。（3）[3]用插针法测定玻璃折射率的实验中，应使得P3同时挡住P 1、P 2的像。故选C。[4]为了减小实验误差，入射角应尽量大些，玻璃砖的宽度也宜大一些，大头针应垂直插在纸面上，且应使大头针P 1、P 2之间的距离及大头针P 3、P 4之间的距离应适当大些。故选CD。[5]作出光路图，如图所示由图可知，入射角不变，但是折射角变大，根据折射定律可知，所测折射率偏小。[6]根据折射定律可得 所以 [7]设 A点到 EF的垂线长为 L1，圆周 EC部分上某点到 EF的垂线长为 L2，根据折射定律可得 若∠ AOF=30°，则 所以 [8]由以上分析可知 沿 KMNC， L2不断增大，折射率不断增大，但由于 L2增大得越来越慢，所以折射率刻度的特点是越来越密。 学科网（北京）股份有限公司 $$