练案75-76 第十四章 第75、76讲 实验十七 测定玻璃的折射率+实验十八 用双缝干涉实验测量光的波长-【衡中学案】2026年高考物理一轮总复习练案

练案[75] -8810 1.(1)C(2)见解析图甲(3)1.57(1.45~1.62均可)(4)A (3)若入射光线发生如题图甲中虚线所示偏离，则入射角的测 [解析](1)入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明 量值偏小，折射率的测量值偏小。 显，角度的相对误差会较小，但要注意并不是入射角越大越好，3.(（1)√公+5m8(2)√+m8 (3) 应适度，故A错误；为了防止弄脏玻璃砖，不能用铅笔贴着光学 L3 面画出界面，故B错误；实验中需要测角度时既可用量角器，也 [解析](1)设折射角为T1,如图所示，在 可用圆规和直尺等工具进行测量，故C正确；判断像与针是否 △APD中，由几何关系得sinT1= 4 在同一直线时，应该观察大头针的整个部分，不能只观察其头 V+厅·光在仙面上发生折射，由折射 D 部，故D错误。 (2)光路图如图甲所示。 定律可得介质的折射率为n=m8=+gsim8 sin r l3 (2)射到AB面上的光线的入射角为O,时，在AD面上发生全反 射，说明在AD面上的入射角等于临界角，设在AB面上的折射 角为，由折射定律得血g=n,临界角计算公式为mC=】 sin r2 由几何关系可得r2+C=90°，sin2=sin(90°-C)=cosC= 甲 个-mC=√一是，联立以上各式可得n=+m。 (3)由图乙可知，取小方格的边长为单位长度，则sini= 5.2 (3)设在AB面上的折射角为r,由几何关系可知在AD面上的入 ≈0.793 √5.22+4.0 射角为i=90°-T,在AB面上的折射角越小，则在AB面上的入 射角越小，在AD面上的入射角越大，越容易发生全反射，则有 01>02。 练案[76] 1.绿光 [解析]由题表中的数据可知，单色光1相邻两条亮条纹之间 的距离4x,=4L=18.64,10.60mm=l.608mm,单色光2 5 5 2.1 sin r=- ≈0.504 相邻两条亮条纹之间的距离4，=@型=18.08-8.44mm 5 5 2.12+3.6 L --8器1.57。 =1.928mm,显然△<△，由公式△=7入可知，对于同一 双缝干涉实验装置，波长越长，相邻两条亮条纹之间的距离越 (4)光线经由PP,射入后光路图如图丙所示。 大，故单色光1的波长比单色光2的短，则单色光1为绿光，单 色光2为红光。 2.65.06.50×10-7变小 [解析]刻度尺的最小刻度值为1mm,由刻度尺读出A、B两 亮纹间的距离x=9.00cm-2.50cm=6.50cm=65.0mm,相 邻两条克条纹间的距离为4r=音-。 10 mm=6.50mm,则入 =△x·d_6.50×10-3×0.2×10-3 m=6.50×10-7m;如果用 第一次折射时入射角大于折射角，第二次是从玻璃砖射向空 L 2.0 气，折射角要大于入射角，出射光线要远离法线，由图可知经 柴色激光重新实验，由于柴色激光的波长较小，由山=入可 P,A的出射光线符合事实，而经PB的出射光线靠近法线不符 知，d、L不变，则相邻亮条纹间距会变小。 合事实，故对应的出射光线上的2枚大头针是P和A。 3.(1)平行（2)远离(3)1.61 2()号 N)或g-心7) 601 2 60 [解析](1)实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使 (2)1.50(3)偏小 各元件的中心位于遮光简的轴线上，并保证单缝和双缝平行。 (2)若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到 [解析]（1)圆周上的刻度被平分为60等份，则每个刻度表示 的弧度为品=0，根据图周上的读数可得，人射角一心 ,折 的条纹个数，则需要使条纹间距变大，根据Ax=子入可知，需将 30 毛玻璃屏向远离双缝的方向移动。 N2 -N 30m T-- _(N-N)m (3)图乙所示的手轮的读数为x2=14.5mm+3.0×0.01mm= 射角y=一 2—=2 60 14.530mm,相邻两亮条纹的间距△x=。4≈1.61mm。 9 (2)sini-siny图像的斜率表示玻璃砖的折射率，则有n sin i siny4.(1)AC(2)10.9624(3)大于 659 [解析](1)该实验中若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可 度一直增加，动能增加，分子势能减小，在C点的分子势能最 能是因为光源、单缝、双缝与遮光简不共轴所致，故A正确；为 小，故A正确，B错误：分子Q在C点时受到的分子力为零，故 获取两个单色线光源，A处应为单缝、B处应为双缝，滤光片在 Q在C点时加速度大小为零，故C正确；分子Q由A点释放后 凸透镜和A之间，故B错误，C正确；若想增加从目镜中观察到 运动到C点左侧的过程中，在C点右侧时，分子间的作用力表 的条纹个数，则条纹间距△x将减小，根据相邻亮条纹间的距离 现为引力，先增大后减小，然后到C点左侧时分子力表现为斥 为△x=一入可知，应使用间距更大的双缝，故D错误。 力且逐渐变大，故加速度先增大后减小再增大，故D正确。 7.B当分子处于平衡位置时，分子间作用力为零，分子势能最 (2)该游标卡尺的精度为0.1mm,则在A位置时游标卡尺读数 小，则2处为分子平衡位置，A、C错误，B正确；r<1时，r越 为x4=10mm+9×0.1mm=10.9mm,相邻条纹间距△x= 小，分子势能越大，分子间作用力表现为斥力，但分子间的引力 156109mm0.78mm,由4x=A可得所测单色光的发测 和斥力同时存在，D错误。 6 长为A=d:△x=4×104×7.8×10-4 8.BD质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等，例如， m=6.24×10-7m= 0.5 质量、温度、体积都相等的氢气和氧气，因为温度相同，它们的 624m。 平均动能相同，但是氢气的分子个数多，动能大，内能大，而气 (3)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平 体的分子势能等于零，所以氢气的内能大，A错误，B正确；分子 行，在这种情况测量相邻条纹间距△x时，将导致测量值△x大 势能与物体的体积有关，与物体的机械运动无关，被举高只是 于实际值，由A=~△“知，入的测量值也将大于实际值。 重力势能增大，分子势能不变，C错误；温度高则分子平均动能 大，但内能的大小不但要看分子平均动能还要看分子数目和分 练案[77] 子势能，所以内能不一定大，D正确。故选BD 1.AC因p表示在标准状态下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质 9A设大气层中气体的质量为m,则有mg=,S,即m=S ，分 益，放在标准软老下木气的李尔体积V=:A项正确式表 于总数a-心妇核选 示一个水分子运动占据的空间，不等于一个水分子的体积，B项10.AD综合题设及题图信息可知，分子势能选择了无穷远处或 错误：一个水分子的质量从，=兴.C项正确：V头。表示液态水 大于10。处为零势能参考点，故A正确；图甲阴影部分面积表 示分子势能差值，势能差值与零势能，点的选取无关，所以B错 的密度，D项错误 误；分子势能与分子间距图像中，图线切线的斜率的大小表示 2CD1m铜所含的原子数N=nND心，故A项错误，1个铜 分子间作用力大小，所以C错误，D正确 子的质量m一g,放书项正确，1个铜原子的体积 11C铁的摩尔体积V=丝，单个分子的体积人，=业 又V。= 兴()体积V=子·（受）联立解得d= M d 36M(m),故 号㎡，所以分子的半径=号· 6M) ,分子的最大截面积 TPN TPN C、D两项正确。 S=r2=π6M ,铁质品须的横截面上的分子数n= 3.C在房间内喷洒乙醇喷雾消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是 酒精分子扩散的结果，扩散现象的本质就是分子在不停地做无 πd 规则运动，A、B错误：因为一切物质的分子都在不停地做无规 4 ,拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力。= 则运动，所以使用免洗洗手液时，手部很快就干爽了，这是扩散 现象，C正确；洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程 F/6M 中，温度不变，分子平均动能不变，但是分子间距变大，D错误。 d(ToN) ,故C正确。 4.C图中的折线是每隔一定的时间炭粒的位置的连线，是由于 12.D由题图可知，B分子在x。~x1过程中做加速运动，说明开 始时两分子间作用力为斥力，在x1处速度最大，加速度为0，即 水分子撞击做无规则运动而形成的，说明水分子的无规则运 动，不能说明碳分子运动也是无规则的，A错误；炭粒越小，在某 两分子间的作用力为0，根据运动的对称性可知，此时A、B分 一瞬间跟它相撞的水分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得 子间的距离为2x1,故A、B错误；由题图可知，两分子运动到无 越明显，B错误；扩散可发生在液体和固体之间，故观察炭粒运 穷远处的速度为2，在无穷远处的总动能为2×m,2= 动时，可能有水分子扩散到载物片的玻璃中，C正确；将水的温 m2,由题意可知，无穷远处的分子势能为0，由能量守恒定律 度降低至零摄氏度，炭粒的运动会变慢，但不会停止，D错误。 可知，释放时A、B系统的分子势能为m22,故D正确；由能量 5.B温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均 守恒定律可知，当两分子速度最大即动能最大时，分子势能最 动能越大，故热水分子的平均动能比水蒸气的小，A错误；相同 质量45℃的热水与100℃的水蒸气相比，分子总动能小，而相 小，则最小分子势能为En=m,2-2×分，2=m,2-m,2, 邻两分子间的势能也小（在热水中分子间距约为。，在水蒸气 故C错误。 中分子间距远大于)，则分子总势能也较小，故热水的内能比13.AC当甲，乙两分子间距离最小时，两者都处于静止状态，当 相同质量的水蒸气的小，B正确；温度越高，分子热运动的平均 乙分子运动到分子力的作用范围之外时，乙分子不再受力，此 速率越大，则45℃的热水中分子的平均速率比100℃的水蒸气 中分子的平均速率小，由于分子运动是无规则的，故并不是每 时速度为，故在此过程中乙分子的动能变化量为)m,故A 个分子的速率都小，C错误；温度越高，分子热运动越剧烈，D 正确：在此过程中，分子斥力做正功，分子引力做负功，即W。 错误。 6.ACD分子Q在由A运动到C的过程中，一直受引力作用，速 =W:-=△，由动能定理得W。-W引=心2，放分子力 660练案[75] 第75讲实验十七测定玻璃的折射率 1.在“测量玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作后℃.用激光笔发出细束激光，沿平行于圆直径O0'的方 插好了4枚大头针，如图甲所示。 向入射，分别准确记录入射点P和出射点Q在圆周 上对应的读数N、N2 k--小---◆-L d.改变入射点位置，重复步骤c。 (1)根据圆周上的读数N、N2可得，入射角i= r- ,折射角y=。(以弧度制表 示) (2)若经过多次测量，作出sini-siny的图像如图乙 (1)下列说法正确的是 所示，则玻璃砖的折射率为n=(结果保 A.入射角越大，误差越小 留三位有效数字)。 B.在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画 (3)在本实验的操作过程中，若入射光线发生了如题 出界面 图甲中虚线AB所示的偏离，则折射率的测量值将 C.实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工 (选填“偏大”或“偏小”)。 具进行测量 3.(2025·河南平顶山市龙河实验高级中学模拟)实验 D.判断像与大头针是否在同一直线时，应该观察 室有一块长方体透明介质，截面如图中ABCD所示。 大头针的头部 AB的长度为L1,AD的长度为L2,且AB和AD边透光， (2)请在图甲中画出完整的光路图； (3)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃 而BC和CD边不透光，且射到这两个边的光线均被全 砖的折射率n= (保留三位有效数字)； 部吸收。现让一平行光束以入射角，射到AB面上， (4)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同 经折射后AD面上有光线射出，甲、乙两同学分别用不 学做了两次实验，经正确操作后插好了8枚大头 同方法测量该长方体介质的折射率。 针，如图乙所示。图丙中P,和P2是同一入射光 线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大 头针是P3和 (选填“A”或“B”)。 2.(2025·广东河源市开学考)某实验小组欲测定一段 (1)甲同学的做法是：保持射到AB面上光线的入射角 圆柱形玻璃砖的折射率，其操作步骤如下： 不变，用遮光板由A点沿AB缓慢推进，遮光板前 sini 15 20 1.0 10 端推到P时，AD面上恰好无光线射出，测得AP的 A T25 0.6 长度为l3,则长方体介质的折射率可表示为n= 0 0.4 35 0.2 ； --siny 50 45 00.20.40.60.81.0 (2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB上光线的入射 月 乙 角，使AD面恰好无光线射出，测得此时射到AB面 a.将白纸固定在水平桌面上，将圆柱形玻璃砖竖直放 上光线的入射角为02，则长方体介质的折射率可 在白纸上，用铅笔准确描出玻璃砖底面圆的轮廓。 表示为n= b.将底面圆圆周平分为60等份，并标上相应的数字， (3)01和02的关系为：0 02(填“<”“>”或 如图甲所示，再将玻璃砖竖直放回图甲中的底面圆 “=”)。 轮廓上进行实验。 474 练案[76]第76讲实验十八 用双缝干涉实验测量光的波长 1.(2024·河北卷)某同学通过双缝干涉实验测量单色 (3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条 光的波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻 亮纹，读出手轮的读数如图甲所示，x1=0.045mm。 璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮 光源凸透镜滤光片单缝双缝 遮光筒测量头 纹，读出手轮的读数如图乙所示，则相邻两亮条纹 的间距是 mm(结果保留3位有效数字)。 该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片， 对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中 4.（2025·湖南常德联考)某同学利用如图所示装置测 心位置对应的游标尺读数，如表所示： 量某种单色光波长。实验时，接通电源使光源正常发 单色光类别 x/mm x6/mm 光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 单色光1 10.60 18.64 回答下列问题： 单色光2 8.44 18.08 光源凸透镜 拨打 目镜 根据表中数据，判断单色光1为 (填“红光” 或“绿光”)。 2.(2024·吉林联考)某实验小组使用图甲的装置测量 某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双 缝的黑色纸板，双缝间的宽度d=0.2mm。激光经过 (1)关于本实验下列说法正确的是 双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读 A.若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因 出A、B两亮纹间的距离x= mm。通过激光 为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致 测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=2.0m,则该 B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间 激光的波长入= m(计算结果保留三位有效 C.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A 数字)。如果用紫色激光重新实验，相邻亮纹间距会 之间 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 D.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以换 用间距更小的双缝 激光笔 (2)某次测量时，选用的双缝的间距为0.4mm,测得 屏与双缝间的距离为0.5m,用某种单色光实验得 光具座 双缝 到的干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置 时游标卡尺的读数也如图中所示，则A位置对应 的读数为 mm。B位置对应的读数为15.6 mm,则所测单色光的波长约为 nm(结果保 留整数部分)。 123456 7 8910单位：cm 乙 3.(2025·重庆高三月考)如图所示，用双缝干涉实验装 置来测量光的波长。 滤光片 光源 凸透镜 单缝双缝 遮光筒 毛玻璃屏 山山L" 10 10 A位置读数 B位置读数 (3)若某次实验观察到的干涉条纹与 (1)实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使 分划板的中心刻线不平行，如图 各元件的中心位于遮光筒的轴线上，并保证单缝 所示，在这种情况测量相邻条纹 和双缝 (填“平行”或者“垂直”)。 间距△x,则波长入的测量值 (2)若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜 (填“大于”“小于”或“等 中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向 于”)实际值。 (填“靠近”或“远离”)双缝的方向移动。 475