题型14 光学和热学实验（题型专练）（浙江专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

题型14 光学和热学实验 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 光的反射与折射 考向02 光的干涉实验 考向03 热学实验 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 结合 2021 - 2025 年浙江物理选考真题，光学实验聚焦折射率测量、干涉衍射等核心考点，命题偏向基础操作与情境迁移；热学实验则围绕理想气体状态方程、热力学定律展开，侧重过程分析与定量计算，二者均是选考中难度适中的稳定得分模块 基础实验为主，操作细节突出：以插针法测折射率为核心，频繁考查实验步骤中的关键操作，比如大头针的插设要求、光路的标记方法，对实验规范度要求高。 情境贴合实际，原理迁移明显：命题常结合航天实验、AR 设备、摄影器材等实际场景，要求考生将课本中的折射、全反射原理迁移到具体情境中，而非单纯记忆公式。 误差分析偶现，聚焦操作误差：误差考查多围绕实验操作展开，例如插针法中大头针间距过小导致光路标记偏差，或入射角过小使折射角测量误差变大等。 考向01 光的反射与折射 【例1-1】（2024·浙江·高考真题）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和 B、顶角大小为）的折射率。 ①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； ②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef ③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住 （选填“P1”、“P2”或“P1和P2”）的虚像； ④确定出射光线的位置 （选填“需要”或“不需要”第四枚大头针； ⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率 n= 。 【答案】 P1和P2 不需要 【详解】③[1]要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像； ④[2]cd与ab垂直，则过P1和P2的光线与ab垂直，光垂直入射时传播方向不变，可确定ef边上的入射点，此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线，不需要插第四枚大头针； ⑤[3]根据几何关系可知入射角为，折射角为，如图所示 故 【例1-2】（2025·浙江金华·一模）在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图（a）所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并插上大头针，使其挡住、的像；接着插上大头针，使其挡住、和的像，用“●”表示大头针的位置，这样大头针、就确定了射入玻璃砖的光线。 (1)正确作出光路图后，测量分界面上的入射角和折射角。多次改变入射角，测得多组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图（b）所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率 （保留两位有效数字）。 (2)如图（c）所示，在实验过程中画出界面后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面仍为开始所画的，则所测得的折射率将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)1.5 (2)偏大 【详解】（1）根据折射定律 根据图像得 联立解得 （2）如图（c）所示，在实验过程中画出界面后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面仍为开始所画的，入射角不变，导致折射角偏小，则所测得的折射率将偏大。 1、审题抓关键词：“插针法”→ 聚焦针的插设、光路绘制；“验证反射定律”→ 侧重三线关系、两角相等 2、操作题答题：“操作目的 + 操作方法”（如 “减小光路误差：将大头针间距调至 5cm 以上，保证光路共线”） 3、写出公式（）→ 代入数据（标注单位）→ 得出结果（保留有效数字） 注意 i、r 的定义（必须是与法线的夹角，而非与界面的夹角） 4、易错点： 勿将玻璃砖边缘当作入射 / 折射界面（需按实际插针轨迹绘制） 计算时勿颠倒 sin i 与 sin r 的顺序（避免 n<1 的错误结果） 反射定律中 “两角相等” 是反射角 = 入射角，勿写反 【变式1-1】（2025·浙江绍兴·二模）如图所示，某同学用“尺瞄法”测定三棱镜玻璃的折射率，他在纸上画出三棱镜界面AB和AC，画一条与AB斜交的直线DO1，眼睛对着AC用直尺M瞄准它的像，沿直尺画出O2E。连接O1O2并延长，用圆规截取等长线段O1L和O1P，过L、P两点分别作法线NN'的垂线LK和PQ。 (1)三棱镜折射率为 （用图中线段表示）。 (2)下列哪一项操作可以减小实验误差（　　） A．O1点离角A更近一些 B．O1L和O1P截取更长一些 C．用更短的直尺来瞄准直线 【答案】(1) (2)B 【详解】（1）根据折射率定义有 因为 整理得 （2）A．点离角A更近一些，会使光线在三棱镜内的光路较短，测量误差相对增大，不利于减小误差，故A错误； B．截取更长一些 ，在测量线段长度计算 折射率时，相对误差会减小，从而可以减小实验误差，故B正确； C．用更短的直尺来瞄准直线，直尺越短，瞄准过程中产生的角度偏差可能越大，会增大实验误差，故C错误。 故选B。 【变式1-2】（2025·浙江湖州·三模）用插针法测梯形玻璃砖的折射率实验中 (1)在画玻璃砖边界时，请指出图1中操作不当之处 ； (2)已画好玻璃砖边界MN、PQ，插上大头针、，使连线与PQ边界垂直。要保证能测出玻璃的折射率，入射光应从图2中玻璃砖 （选填“ae”、“ef”或“fd”）区域射入。（已知玻璃的折射率介于）； (3)接（2）问，插大头针、操作正确，测得、的连线与MN的夹角，如图3所示，则玻璃的折射率 。 【答案】(1)不能直接沿玻璃砖画边界 (2)fd (3) 【详解】（1）不能在白纸上用铅笔紧靠玻璃砖画出玻璃砖界面，这样会污染和磨损玻璃砖。 （2）玻璃的折射率介于，则临界角的正弦值范围为 若段射入，由几何关系可知，光线在边上的入射角为大于临界角，发生全反射，不能测出玻璃的折射率；若段射入，光线将从边垂直射出，不能测出玻璃的折射率；若段射入，由几何关系可知，光线在边上的入射角为小于临界角，能过从边折射出光线，可以测出玻璃的折射率。则入射光应从图2中玻璃砖区域射入。 （3）补全光路图，如图所示 由几何关系可得， 由折射定律可得，玻璃的折射率 考向02 光的干涉实验 【例2-1】（2025·浙江·一模）用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示，则以下说法正确的是______。 A．双缝应该放置在图1中处 B．实验时应避免一次性将灯两端的电压调至额定电压，以免灯丝烧坏 C．测量亮纹之间的距离时，读数时分划板中心刻线应与某亮纹中心对齐 D．如图2所示手轮上的示数为3.185mm，这就是光源发出的光的波长 【答案】BC 【详解】A．双缝应放置在处，故A错误； B．实验时应避免一次性将灯两端的电压调至额定电压，以免灯丝烧坏，故B正确； C．测量亮纹之间的距离时，读数时分划板中心刻线应与某亮纹中心对齐，故C正确； D．用双缝干涉实验测波长，应测出N条亮条纹的间距，然后除以N，得出相邻条纹的间距，然后利用求波长，故D错误。 故选BC。 【例2-2】（2025·浙江温州·一模）以下实验中，说法正确的是（　　） A．“测定玻璃折射率”的实验中，入射角越大，则反射光强，折射光弱，越容易观察 B．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用 C．在“油膜法估测分子大小”的实验中，配好的油酸酒精溶液搁置很久才做实验会使测量结果偏小 D．在“用双缝干涉测光波长实验”中，增大透镜与单缝的间距可观察到条纹间距增大 【答案】BC 【详解】A．“测定玻璃折射率”的实验中，如果入射角过大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察，故A错误； B．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用，故B正确； C．在“油膜法估测分子大小”的实验中，配好的油酸酒精溶液搁置很久才做实验，则溶液浓度会变大，则测得的油膜面积会变大，根据可知，油酸分子直径的测量值会偏小，故C正确； D．在“用双缝干涉测光波长实验”中，透镜与单缝的间距对条纹间距无影响，故D错误。 故选BC。 1、审题抓关键词：“双缝干涉”→ 聚焦条纹间距公式、波长计算；“薄膜干涉”→ 侧重半波损失、实际应用 2、公式应用：“已知条件→公式选择→代入数据→结果”（如 “已知 Δy、d、L，用 λ=Δy・d/L 计算波长”） 3、判断技巧： 条纹间距变化：λ↑/d↓/L↑→Δy↑（红光比绿光条纹宽） 薄膜干涉明暗纹：先判断是否有半波损失，再用 2d 与 λ 的关系分析 4、易错点： 双缝干涉公式中 Δy 是 “相邻两条明纹 / 暗纹间距”，勿误将 n 条纹间距当作 Δy 薄膜干涉忽略半波损失导致条件写反（如增透膜厚度误算为 λ/2） 混淆干涉与衍射条纹特征（双缝干涉条纹等间距，单缝衍射中间宽两边窄） 【变式2-1】（2025·浙江·模拟预测）如图1所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验时，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，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)在某次测量绿光的波长实验中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹记为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图2所示，则此时的示数为 mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图3所示，由此可求得相邻亮条纹的间距 mm。 (2)若双缝间距，双缝到屏的距离，则所测绿光的波长为 nm。 (3)若其他条件不变，把滤光片换为红色滤光片，则在屏上观察到的条纹间距会 （选填“变大”或“变小”）。 【答案】(1) 5.770 1.62 (2)540 (3)变大 【详解】（1）[1]由图2可知，螺旋测微器的读数为 [2]由图3可知，此时螺旋测微器的读数为 所以，相邻亮条纹的间距为 （2）根据可得，所测绿光的波长为 （3）若其他条件不变，把滤光片换为红色滤光片，则单色光的波长变长，根据可得，在屏上观察到的条纹间距会变大。 【变式2-2】（2025·浙江温州·二模）某同学在学习了“用双缝干涉测量光的波长”实验后，自制了一套双缝干涉演示仪（图1），所用单缝的缝宽可调（图2），并用电子显微镜头代替光屏，通过计算机呈现实验现象。 (1)若调节单缝的宽度由图2所示逐渐变窄，下列说法正确的是（　　）。 A．当单缝宽度较宽时，无法观察到清晰的条纹 B．当单缝宽度较窄时，随着缝宽变窄，条纹间距逐渐变大 (2)已知双缝间的距离为d，光源与单缝的距离为，单缝与双缝的距离为，双缝到电子显微镜头的距离为，计算机显示图样中相邻两条亮条纹间的距离为，显示图样的放大倍数为k，则对应的光波波长为 （用题中所给物理量符号表示）。 【答案】(1)A (2) 【详解】（1）A．在双缝干涉实验中，单缝的作用是获得线光源，当单缝宽度较宽时，通过单缝的光不是线光源，无法形成稳定的干涉条件，所以无法观察到清晰的干涉图样，故A正确； B．干涉条纹间距公式 其中为双缝到屏的间距，表示波长，表示双缝间距 所以条纹间距宽度与单缝宽度无关，当单缝宽度变窄时，条纹间距不变，故B错误。 故选A。 （2）双缝条纹间距公式 其中是实际的相邻两亮条纹间的间距 那么显示的相邻亮条纹间距和实际的相邻亮条纹间距之间的关系为 即 整理得 考向03 热学实验 【例3-1】（2025·浙江·模拟预测）“用油膜法估测分子大小”实验中，下列说法正确的是__________。 A．丙图中，往浅盘中滴入的油酸酒精溶液在空气中已搁置较长时间，会使测量直径偏大 B．若按丁图示的油膜形状进行测量计算，油酸分子的直径测量值将偏大 C．计算有几滴油酸酒精溶液时，多数了1滴，则测得的油酸分子直径偏大 D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测得的油酸分子直径偏大 【答案】BD 【详解】A．油酸酒精溶液在空气中搁置较长时间，酒精挥发，溶液中油酸浓度增大。滴入浅盘后，形成的油膜面积S会偏大 。根据 可知油酸分子的直径测量值将偏小，故A错误； B．若按丁图示的油膜形状进行测量计算，油膜没有完全散开，则S偏小，故油酸分子的直径测量值将偏大，故B正确； C．计算有几滴油酸酒精溶液时，多数了1滴，那么测得的1滴溶液体积偏小，则一滴油酸酒精溶液纯油酸体积偏小，则油酸分子的直径测量值将偏小，故C错误； D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则S偏小，则测得的油酸分子直径偏大，故D正确。 故选BD。 【例3-2】（2025·浙江·模拟预测）下列实验现象说法正确的是（　　） A．在温水中滴入一滴墨水，用眼睛直接观察到墨粉小颗粒的无规则运动，间接说明水分子做不停歇的无规则运动 B．油膜法测分子直径实验中，待图像稳定后我们可观察到薄膜干涉彩色条纹 C．油膜法测分子直径实验中，油酸要足够稀释，因为过浓油酸会使得油酸分子聚集，形成颗粒状物质，导致实验测量结果偏大 D．在研究“玻意耳定律”实验中，推拉活塞时，动作要迅速，以减少气体进入或泄漏而造成误差 【答案】C 【详解】A．虽然墨粉小颗粒的无规则运动（布朗运动）确实可以间接说明水分子的无规则运动，但是我们无法直接用眼睛观察到墨粉小颗粒的无规则运动，这需要借助显微镜，故A错误； B．油膜法实验中，油酸需在水面形成单分子层，此时油膜厚度均匀，不会出现明显薄膜干涉条纹，故B错误； C．油膜法测分子直径实验中，油酸要足够稀释，因为过浓油酸会使得油酸分子聚集，形成颗粒状物质，导致油酸的面积偏小，由可知实验测量结果偏大，故C正确； D．在研究“玻意耳定律”实验中，推拉活塞时，动作要慢，防止因做功导致气体的稳定升高，故D错误。 故选C。 1、公式应用规范：气体实验定律公式需注意单位统一，比如体积单位换算成 m³，压强单位用 Pa；热力学第一定律中，W 的正负要区分清楚，外界对气体做功 W 为正，气体对外做功 W 为负。 2、情境题拆解：近年选考常结合瓶子、汽缸等真实装置，解题时先隔离气体部分，忽略无关条件，提炼出初末状态的温度、压强、体积，再匹配对应实验定律。 3、易错点规避：勿混淆气体实验定律的适用条件，如等温变化需温度不变，等容变化需体积不变；用油膜法计算时，别误将油酸酒精溶液体积当作纯油酸体积；分析内能变化时，理想气体内能只与温度有关，温度不变则内能不变，这一结论在选考中多次考查。 【变式3-1】（2024·浙江·二模）根据图示，关于下列实验说法正确的是 A．甲图装置中，插入和抽出条形磁铁，电流计指针偏转方向一致 B．乙图中目镜观察到的干涉条纹虽然倾斜，但不影响波长测量的结果 C．丙图中探究气体等温变化规律实验的过程中柱塞应缓慢地向下压或向上拉 D．丁图中测定玻璃的折射率，如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小实验误差，应选用宽度小的玻璃砖来测量 【答案】BC 【详解】A．甲图装置中，当插入条形磁铁时，根据楞次定律，感应电流的磁场会阻碍原磁通量的增加，因此会产生一个与原磁场方向相反的感应磁场，电流计指针会偏转。而当抽出条形磁铁时，感应电流的磁场会阻碍原磁通量的减少，因此会产生一个与原磁场方向相同的感应磁场，电流计指针的偏转方向与插入时相反。所以，插入和抽出条形磁铁时，电流计指针的偏转方向是不一致的，故A错误； B．乙图中展示的是光的干涉现象。即使干涉条纹倾斜，只要我们能够准确测量出条纹的间距，就可以准确地计算出光的波长，所以干涉条纹的倾斜并不影响波长测量的结果，故B正确； C．丙图中展示的是探究气体等温变化规律实验。在这个实验中，我们需要保持气体的温度不变，因此柱塞的移动应该是缓慢的，以避免由于快速压缩或膨胀导致的气体温度变化。所以，柱塞应缓慢地向下压或向上拉以确保实验的准确性，故C正确； D．丁图中展示的是测定玻璃的折射率的实验。在这个实验中，我们使用平行玻璃砖来测量折射率。由于折射现象的存在，光线在通过玻璃砖时会发生偏折。如果玻璃砖的宽度较小，这会增加测量折射角的误差。因此，为了减小实验误差，我们应该选择宽度较大的玻璃砖来测量折射率，而不是宽度小的玻璃砖，故D错误。 故选BC。 【变式3-2】（2024·浙江宁波·一模）(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列器材需要用到的有___（多选）。 A．B． C． D． (2)在上述实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸，用注射器测得80滴这样的溶液为。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，测得油膜面积约为，可估算油酸分子的直径大小约为 m。（结果保留一位有效数字） (3)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积，由压强传感器测得的压强值在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实验得到的图像可能是 。 A． B． C． D． 【答案】(1)AC (2) (3)B 【详解】（1）A．实验中需用注射器测油酸酒精溶液一定体积的滴数，A正确； B．该装置测量气体的压强与体积的关系，本实验不需要，B错误； C．实验中用坐标纸测量油膜的面积，C正确； D．该装置演示液体的表面张力，D错误。 故选AC。 （2）1滴油酸酒精溶液中有纯油酸的体积 故油酸分子的直径为 （3）根据理想气体状态方程 整理可得 由此可知，随着环境温度的升高，图像的斜率会逐渐变大，B正确，ACD错误。 故选B。 1. （2025·浙江·模拟预测）图为“探究气体等温变化的规律”实验的装置，下列说法正确的有（　　） A．实验中可以快速拉动柱塞 B．实验用到了控制变量的物理思想 C．内部被封气体的压强应为压力表的示数减去大气压强 D．数据处理时，以压强为纵轴，以为横轴，能更直观地反映压强与体积的关系 【答案】BD 【详解】A．实验操作时柱塞应该缓慢地向下压或向上拉，以确保气体温度不变，故A错误； B．保持温度不变，探究压强与体积关系，体现了控制变量的物理思想，故B正确； C．压力表可直接测得内部被封气体的压强，故C错误； D．理想气体等温变化，根据，可得，以压强为纵轴，以为横轴，图线为直线，能更直观地反映压强与体积的关系，故D正确。 故选BD。 2. （2025·湖北·一模）某兴趣小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，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 （填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。 (2)实验已经测得一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为。由图可知油膜面积为 （结果保留2位有效数字）；计算出油酸分子直径为 （结果保留1位有效数字）。 【答案】(1)单层 (2) 【详解】（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性，这样才能通过油膜的体积和面积计算分子直径。 （2）[1]根据图中信息，通过数方格的方法，不足一半的方格舍去，超过一半的当作整格，估算油膜覆盖小方格的总数约为100个，已知小方格边长，则每个方格的面积为 所以油膜的总面积为 [2]已知一滴油酸酒精溶液中油酸体积为，根据分子直径公式可得油酸分子直径为 3. 如图（a）所示，某一小组用气体压强传感器、标号为25mL的注射器等器材探究气体等温变化的规律，主要实验步骤如下： ①测出软管内空气的体积为0.9mL； ②在注射器内用活塞封闭一定量的气体，将注射器、软管、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ③缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录注射器和软管内封闭气体的总体积和由计算机显示的气体压强； ④重复上述步骤③，多次测量并记录； ⑤计算机根据p、V值，作出图像。 (1)实验操作中除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需要在活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了 ； (2)根据记录数据，作出如图（b）所示的图。对图线进行分析，若在实验误差允许范围内，、、、之间满足关系式 ，则说明一定质量的气体在温度不变时压强与体积成反比。图中阴影部分的物理意义是 。 【答案】(1)增强气密性，保持气体质量不变 (2) 气体体积由增大到的过程中，气体对外界所做的功 【详解】（1）实验中，除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需保证气体的质量不变。为此，在封入气体前，应在活塞上均匀涂抹润滑油； （2）[1]对图线进行分析，若在实验误差允许范围内，满足关系式，则说明一定质量的气体在温度不变时压强与体积成反比。 [2]根据，可知图中阴影部分的物理意义是：气体体积由增大到的过程中，气体对外界所做的功。 4. （2025·海南·模拟预测）如图所示，某同学在做探究气体的等温变化规律的实验时，在缓慢推动针筒活塞的过程中，由于操作不当，使气体的温度逐渐升高，则根据实验数据作出的图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】对于一定质量的理想气体，由理想气体状态方程整理可得，为常量，为热力学温度，在图像中，图像的斜率，实验中气体温度逐渐升高，即增大 。因为，气体质量不变，不变，增大则斜率逐渐增大。 A．图像是直线，斜率不变，说明温度不变，不符合温度逐渐升高的情况，故A不符合题意； B．图像斜率逐渐增大，符合温度逐渐升高时图像的特点，故B符合题意； C．图像斜率逐渐减小，不符合温度逐渐升高斜率应增大的情况，故C不符合题意； D．图像先是直线，斜率不变，说明温度不变，随后图像有一段水平，说明压强不变，不符合温度变化时的规律，故D不符合题意。 故选B。 5. （2025·河北·模拟预测） (1)某同学将长木板固定在水平桌面上，在长木板右侧装上光电门，另有一带遮光条的物块，如图甲所示，他用该装置测量物块与长木板间的动摩擦因数。 ①他用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则物块上遮光条的宽度d= cm； ②他在某位置给物块一个初速度，物块通过光电门后停止在某位置，他记录在该过程中光电门的遮光时间t，遮光条发生的位移为x，物块停止运动时光电门中心到遮光条的距离L，则物块与长木板间的动摩擦因数μ= （用题目中的符号表示，重力加速度为g）； ③写出一条减小实验误差的措施： （写一条即可）。 (2)某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时，一定质量气体的压强和体积关系，其装置如图丙所示。由于连接注射器和传感器探头间的细管比较长，这部分气体的体积不能忽略，该同学依然将注射器内气体的体积当作封闭气体体积处理，其他操作准确无误，则他得到的图像可能是______。 A． B． B． C．D． 【答案】(1) 0.780 多次测量取平均值 (2)C 【详解】（1）①[1]由游标卡尺读数规则可知遮光条的宽度 ②[2]遮光条通过光电门时的速度 物块通过光电门到停止运动的过程由动能定理有 解得 ③[3]该实验中要减小实验误差可以多次测量取平均值。 （2）设连接细管的内气体的体积为V0，在温度不变情况下有 所以 随着增大，原点到图像连线的斜率逐渐减小，故他得到的图像可能是C。 故选C。 6. 某同学用注射器和传感器探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。注射器一端连接压强传感器，另一端利用活塞封闭一定量的气体，如图1所示。推动活塞压缩气体，记录多组注射器上的体积刻度和传感器的压强示数。 (1)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，应该（　　） A．推拉活塞时，要用手握注射器 B．推拉活塞时，要缓慢推拉活塞 C．推拉活塞时，要快速推拉活塞 (2)某同学在一次实验中，计算机屏幕上显示出如图2所示的图线（其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线），仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是 （选填“活塞处漏气”或“环境温度升高”）； (3)根据（2）中的判断，为了减小误差，应采取的措施是 ； (4)调整好器材后，该同学在不同温度下完成实验，得到了如图3所示的图线，并在图像中找到了气体的三个状态、、。 ①气体处于、状态时温度分别为和，则可知 ；（用图中字母表示） ②在的过程中，密封气体从外界吸收了热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）气体对活塞做的功。 【答案】(1)B (2)活塞处漏气 (3)活塞处涂抹润滑油（表述的措施能够达到改善漏气的均可得分） (4) 大于 【详解】（1）为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，推拉活塞时，不能用手握注射器，避免因手的温度而改变气体的温度，同时要缓慢推拉活塞，避免摩擦生热，导致气体温度改变，故选B； （2）如图可知，等体积时，实线的乘积偏小，由 可知造成这一现象的可能原因是活塞处漏气或者环境温度降低； （3）为避免活塞处漏气，可在活塞处涂抹润滑油（表述的措施能够达到改善漏气的均可得分）； （4）①由 解得； ②图像中，图线与横轴围的面积表示气体做功的多少 由图3可知，的过程，气体对外界做功，有 的过程，外界对气体做功，有，且有 故的过程中，外界对气体做功 则依题意，气体对活塞做的功 因为 故 则的过程中，内能增大，即 由 解得 故。 7. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 (1)下列说法或操作正确的是（　　） A．在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄露 B．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活塞改变气体体积 C．实验过程中应保持周围环境温度不变 D．多测几组、数据，记录并作出图像，若图像为曲线即可说明、成反比关系 (2)在操作规范，不漏气的前提下，某同学测得多组压强和体积的数据并作出图线，如果胶管中含有一定质量的气体，作出的图像可能是（　　） A． B． C． (3)在不同温度环境下，另一位同学对相同气体重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，得到的图像如图乙所示。两次操作中气体的温度分别为和，则和的大小关系为 。（选填“>”、“<”或“=”） 【答案】(1)AC (2)C (3) 【详解】（1）A．在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄露，保证封闭气体的质量不变，A正确； BC．推拉活塞时为了保证气体的温度不变，手不能握在注射器筒的空气柱部分，推拉活塞改变气体体积时应缓慢进行，且实验过程中要保证室温不变，B错误，C正确； D．多测几组、数据，记录并作出图像，若图像呈现双曲线特征，即可说明、成反比关系，D错误。 故选AC。 （2）若胶管内含有一定质量的气体，设胶管的体积为，则有 解得 则图像为一次函数，纵坐标轴截距为负值。 故选C。 （3）由 可知 可知温度越高，图像的斜率越大，所以。 8. 某同学采用激光笔和标有角度的光具盘（如图甲所示）测量半圆形玻璃砖的折射率。实验步骤如下：将玻璃砖的圆心与光具盘的圆心重合，使玻璃砖的直径与光具盘上所画的某条直径对齐，随后标记光具盘上观察到的三条光线。移走玻璃砖后，依据标记绘制光路图如图乙所示。请回答下列问题： (1)求半圆形玻璃砖的折射率n； (2)已知半圆形玻璃砖的直径为d，光在真空中传播的速度为c，求该激光经过玻璃砖所用时间t。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）同时出现三条光线是由于发生了反射和折射，由题可知C为入射光线、B为反射光线，A为折射光线，则入射角为，折射角为 根据折射定律可得 可得玻璃砖的折射率为 （2）根据可得激光在玻璃内传播的速度 传播路程 可得激光经过玻璃砖所用时间为 9. 请完成下列两个实验。 (1)某实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示。 ①为了得到单色光的干涉图样，可以在光源和单缝之间加装 （填“光屏”“透镜”或“滤光片”）。 ②将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为2.320 mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，即 mm。已知双缝间距，双缝到屏的距离，则该单色光的波长为 m（结果保留两位有效数字）。 (2)某学习小组利用如图丙所示的装置测定当地的重力加速度。图丁为局部放大图，其中为电磁开关，为可改变位置的光电门。实验时，断开电磁开关，使吸附的小球自由落下，计时器同时开始计时，小球经过光电门时，计时结束。改变的位置，多次测量，记录A、B间的高度差和对应的小球下落时间。 ①数据处理时，该小组利用计算机软件对数据进行拟合，得到与的关系，则测得重力加速度 。 ②另一学习小组利用此装置重新进行测量，根据所测数据得到图戊所示的图像，如果该图像的纵坐标为，图像中直线的斜率为，则重力加速度为 （用表示）；如果该图像的纵坐标为，图像中直线的斜率为，则重力加速度为 （用表示）。 【答案】(1) 滤光片 15.920 (2) 9.72 【详解】（1）[1]加装滤光片可以得到单色光的干涉图样。 [2]根据螺旋测微器读数规则，可得。 [3]相邻亮纹间距 则波长。 （2）[1]题目给出拟合公式 自由落体理论公式 对比可得 解得。 [2][3]由位移时间公式可得 如果该图像的纵坐标为，则整理得到 则，可得重力加速度为； 若纵坐标为，即有 则，可得重力加速度为。 10. 某物理兴趣小组测量一半圆形玻璃砖的折射率，实验过程如下： 先在平铺的白纸上画出半圆形玻璃砖的直径和圆心，过点画法线，并画出一条入射光线。将半圆形玻璃砖沿着直径放好，紧贴点放置与法线平行的光屏，如图甲所示。接着用一红色激光笔沿着方向射入一束光，在光屏上出现一个亮点，在白纸上记下其位置点。在白纸上根据标记作出光路图，并将延长，与光屏相交于点。用刻度尺量出、的长度。 (1)关于上述实验，下列说法正确的是（   ） A．为了减小误差，入射角应尽量小 B．增大入射角，的长度增大 C．入射角增大到某一值时，亮点会消失 (2)利用以上测得的物理量，得出玻璃折射率的表达式 . (3)小李同学分别用一束红光和一束蓝光完成了此实验，作出的光路图如图乙所示，可以判断图 （选填“①”“②”）是蓝光的光路图。 【答案】(1)C (2) (3)② 【详解】（1）减小测量时的偶然误差，角度应适当大些，但同时还要考虑不能大到发生全反射。增大入射角，折射角会增大，光线下偏，变短，达到临界角就全反射，故C正确，AB错误。 故选C。 （2）由，， 解得 （3）玻璃对蓝光折射率大，故蓝光偏折厉害。可以判断图②是蓝光的光路图。 11. 某同学在测量梯形玻璃的折射率时，发现只有两枚大头针，他按以下步骤测出了玻璃的折射率。 ①平铺白纸，描出玻璃砖的四条边、、、，如图甲所示。 ②眼睛在侧透过玻璃砖看棱（边和边所在侧面相交的棱），插第一个大头针A使它挡住棱，再插第二个大头针B使它挡住棱和大头针A。 ③撤去玻璃砖和大头针，在白纸上画出光线的径迹，测量相应的角度，计算玻璃砖的折射率。 (1)请在答题纸上画出光路图，标出入射角和折射角 。 (2)关于该实验，下列说法正确的是______。 A．为减小误差，要用铅笔紧贴着玻璃砖画出界面 B．判断棱与针是否在同一光路上时，应该观察大头针的头部 C．两枚大头针间距要适当远一些 D．选用边和边距离较大的玻璃砖，可减小测量误差 (3)若插针前不小心将玻璃砖向左移动了少许，如图乙所示，则折射率的测量结果 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)见解析 (2)CD (3)偏大 【详解】（1）连接AB作出折射光，延长AB与cd相交作出入射点，并与a连接，作出入射光，光路图如图所示 （2）A．为了避免影响玻璃砖界面的清晰程度，实验中不能够用铅笔紧贴着玻璃砖画出界面，应沿界面作出两点之后将两点连接，故A错误； B．为了判断棱与针是否在同一光路上时，应该观察大头针的底部，故B错误； C．为了准确确定光路，两枚大头针间距要适当远一些，故C正确； D．为了准确确定光路，选用边和边距离较大的玻璃砖，可减小测量误差，故D正确。 故选CD。 （3）若插针前不小心将玻璃砖向左移动了少许，玻璃砖中入射角的测量值偏小，空气中的折射角不变，根据折射定律可知，折射率的测量结果偏大。 12. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示， 。若已知双缝间距d，双缝到屏的距离l，则待测光的波长为 。（用和表示） (2)用图2实验装置验证动量守恒定律。测出小球a、b的质量分别为和碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为，，在实验误差允许范围内，若满足关系式 （用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 【答案】(1) 9.761/9.762 (2) 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图丙可知 [2]相邻条纹间距为 又 联立可得待测光的波长为 （2）设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后瞬间入射小球和被碰小球的速度分别为、，根据动量守恒可得 由于两小球在空中下落的高度相同，所用时间相同，则有，， 联立可得在实验误差允许范围内，若满足关系式 则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 13. 某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下： ①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线。和交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA'，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图1所示； ②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M； ③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P； ④分别过M、P作BB'的垂线、，、是垂足，并用刻度尺分别测量、的长度x和y； ⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出图像，如图2所示。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________ A．入射角越小，误差越小 B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差 C．选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显 (2)根据y-x图像，可得玻璃砖的折射率为 （保留三位有效数字）。 (3)若该同学在步骤②之前，不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，则玻璃砖折射率的测量结果 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)B (2)1.54/1.55/1.56/1.57/1.58/1.59/1.60 (3)偏大 【详解】（1）A．入射角太小，会导致折射角太小，测量的误差会变大，故入射角适当即可，不能太小，故A错误； B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差，故B正确； C．相同的材料在各点的折射效果都一样，故C错误。 故选B。 （2）设半圆柱体玻璃砖的半径为R，根据几何关系可得入射角和折射角的正弦值分别为， 折射率 可知图像斜率等于折射率，即（均可） （3）设玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，则折射光线也会顺时针转过较小的角度，造成测量的折射角偏小，x值偏小故玻璃砖折射率的测量结果偏大。 14. 如图所示，用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率实验中，主要实验步骤有： A、将木板放在水平桌面上，木板上平铺一张白纸，在白纸上作出一条直线，然后把半圆形玻璃砖放在白纸上，使得直线过玻璃砖圆心点并与半圆形玻璃砖的直径垂直； B、在玻璃砖上按图示位置插上四枚大头针，使大头针的连线与点共线，恰能挡住的像，恰能挡住的像和； C、移走玻璃砖和大头针，用直尺画出直线和直线； D、以点为圆心，画一个半径为的圆，圆周与直线和直线分别相交于两点，过两点分别作的垂线交于两点，用直尺测得。 回答下列问题： (1)设入射角和折射角分别为和，则 ， 。（用表示） (2)玻璃砖的折射率 ； (3)设光在真空中的传播速度为，则光在玻璃砖中的传播速度 。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）[1]根据几何关系，入射角的正弦 [2]折射角的正弦 （2）根据折射定律 代入数据得 （3）由 可得 15. “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，和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和，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 (1)在插和时，应使________。 A．只挡住的像 B．只挡住的像 C．同时挡住、的像 (2)为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．选用粗的大头针完成实验 C．大头针和及和之间的距离适当大些 (3)分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面。保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图如图所示。由此可知，此玻璃砖中 （选填“红光”或“绿光”）折射率大。 【答案】(1)C (2)C (3)绿光 【详解】（1）在插和时，需要同时挡住、的像，才能保证大头针在同一光路中，故选C。 （2）A．为取得较好的实验效果，选择的入射角应尽量大些，便于测量，故A错误； B．大头针要细一些，这样误差较小，故B错误； C．同时大头针和及和之间的距离适当大些，这样光路图画得更准确，故C正确。 故选C。 （3）如图所示，根据折射定律，两束光的入射角相同，绿光的折射角更小，即绿光的折射率更大。 16. 洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某次实验时，小南用光电传感器代替光屏，测量单色光的波长，其原理如图甲所示，单色光从单缝S射出，一部分直接投射到传感器上，另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。传感器沿矩形的长边（图中竖直方向） 均匀分布着许多光敏单元，各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器得到各点的光照强度，形象地展示亮条纹的分布，得到干涉图像的条纹间距。图乙中a曲线是小南得到的干涉图像。 (1)由图甲可知单缝S到传感器的距离为 cm； (2)单缝S到平面镜的距离，则单色光的波长为 nm（保留3位有效数字）； (3)若只把光源换成频率更大的单色光，则新的光强分布是图乙中的 （填“b”或“c”）曲线。 【答案】(1)61.0 (2)610 (3)b 【详解】（1）由图甲可知单缝S到传感器的距离为 （2）等效双缝宽度为 由图乙中a曲线可知相邻亮条纹中心间距 由，可得单色光的波长为 （3）若只把光源换成频率更大的单色光，则波长变小，根据可知，条纹间距变小，可知新的光强分布是图乙中的b。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型14 光学和热学实验 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 光的反射与折射 考向02 光的干涉实验 考向03 热学实验 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 结合 2021 - 2025 年浙江物理选考真题，光学实验聚焦折射率测量、干涉衍射等核心考点，命题偏向基础操作与情境迁移；热学实验则围绕理想气体状态方程、热力学定律展开，侧重过程分析与定量计算，二者均是选考中难度适中的稳定得分模块 基础实验为主，操作细节突出：以插针法测折射率为核心，频繁考查实验步骤中的关键操作，比如大头针的插设要求、光路的标记方法，对实验规范度要求高。 情境贴合实际，原理迁移明显：命题常结合航天实验、AR 设备、摄影器材等实际场景，要求考生将课本中的折射、全反射原理迁移到具体情境中，而非单纯记忆公式。 误差分析偶现，聚焦操作误差：误差考查多围绕实验操作展开，例如插针法中大头针间距过小导致光路标记偏差，或入射角过小使折射角测量误差变大等。 考向01 光的反射与折射 【例1-1】（2024·浙江·高考真题）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和 B、顶角大小为）的折射率。 ①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； ②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef ③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住 （选填“P1”、“P2”或“P1和P2”）的虚像； ④确定出射光线的位置 （选填“需要”或“不需要”第四枚大头针； ⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率 n= 。 【例1-2】（2025·浙江金华·一模）在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图（a）所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并插上大头针，使其挡住、的像；接着插上大头针，使其挡住、和的像，用“●”表示大头针的位置，这样大头针、就确定了射入玻璃砖的光线。 (1)正确作出光路图后，测量分界面上的入射角和折射角。多次改变入射角，测得多组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图（b）所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率 （保留两位有效数字）。 (2)如图（c）所示，在实验过程中画出界面后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面仍为开始所画的，则所测得的折射率将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 1、审题抓关键词：“插针法”→ 聚焦针的插设、光路绘制；“验证反射定律”→ 侧重三线关系、两角相等 2、操作题答题：“操作目的 + 操作方法”（如 “减小光路误差：将大头针间距调至 5cm 以上，保证光路共线”） 3、写出公式（）→ 代入数据（标注单位）→ 得出结果（保留有效数字） 注意 i、r 的定义（必须是与法线的夹角，而非与界面的夹角） 4、易错点： 勿将玻璃砖边缘当作入射 / 折射界面（需按实际插针轨迹绘制） 计算时勿颠倒 sin i 与 sin r 的顺序（避免 n<1 的错误结果） 反射定律中 “两角相等” 是反射角 = 入射角，勿写反 【变式1-1】（2025·浙江绍兴·二模）如图所示，某同学用“尺瞄法”测定三棱镜玻璃的折射率，他在纸上画出三棱镜界面AB和AC，画一条与AB斜交的直线DO1，眼睛对着AC用直尺M瞄准它的像，沿直尺画出O2E。连接O1O2并延长，用圆规截取等长线段O1L和O1P，过L、P两点分别作法线NN'的垂线LK和PQ。 (1)三棱镜折射率为 （用图中线段表示）。 (2)下列哪一项操作可以减小实验误差（　　） A．O1点离角A更近一些 B．O1L和O1P截取更长一些 C．用更短的直尺来瞄准直线 【变式1-2】（2025·浙江湖州·三模）用插针法测梯形玻璃砖的折射率实验中 (1)在画玻璃砖边界时，请指出图1中操作不当之处 ； (2)已画好玻璃砖边界MN、PQ，插上大头针、，使连线与PQ边界垂直。要保证能测出玻璃的折射率，入射光应从图2中玻璃砖 （选填“ae”、“ef”或“fd”）区域射入。（已知玻璃的折射率介于）； (3)接（2）问，插大头针、操作正确，测得、的连线与MN的夹角，如图3所示，则玻璃的折射率 。 考向02 光的干涉实验 【例2-1】（2025·浙江·一模）用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示，则以下说法正确的是______。 A．双缝应该放置在图1中处 B．实验时应避免一次性将灯两端的电压调至额定电压，以免灯丝烧坏 C．测量亮纹之间的距离时，读数时分划板中心刻线应与某亮纹中心对齐 D．如图2所示手轮上的示数为3.185mm，这就是光源发出的光的波长 【例2-2】（2025·浙江温州·一模）以下实验中，说法正确的是（　　） A．“测定玻璃折射率”的实验中，入射角越大，则反射光强，折射光弱，越容易观察 B．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用 C．在“油膜法估测分子大小”的实验中，配好的油酸酒精溶液搁置很久才做实验会使测量结果偏小 D．在“用双缝干涉测光波长实验”中，增大透镜与单缝的间距可观察到条纹间距增大 1、审题抓关键词：“双缝干涉”→ 聚焦条纹间距公式、波长计算；“薄膜干涉”→ 侧重半波损失、实际应用 2、公式应用：“已知条件→公式选择→代入数据→结果”（如 “已知 Δy、d、L，用 λ=Δy・d/L 计算波长”） 3、判断技巧： 条纹间距变化：λ↑/d↓/L↑→Δy↑（红光比绿光条纹宽） 薄膜干涉明暗纹：先判断是否有半波损失，再用 2d 与 λ 的关系分析 4、易错点： 双缝干涉公式中 Δy 是 “相邻两条明纹 / 暗纹间距”，勿误将 n 条纹间距当作 Δy 薄膜干涉忽略半波损失导致条件写反（如增透膜厚度误算为 λ/2） 混淆干涉与衍射条纹特征（双缝干涉条纹等间距，单缝衍射中间宽两边窄） 【变式2-1】（2025·浙江·模拟预测）如图1所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验时，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，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)在某次测量绿光的波长实验中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹记为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图2所示，则此时的示数为 mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图3所示，由此可求得相邻亮条纹的间距 mm。 (2)若双缝间距，双缝到屏的距离，则所测绿光的波长为 nm。 (3)若其他条件不变，把滤光片换为红色滤光片，则在屏上观察到的条纹间距会 （选填“变大”或“变小”）。 【变式2-2】（2025·浙江温州·二模）某同学在学习了“用双缝干涉测量光的波长”实验后，自制了一套双缝干涉演示仪（图1），所用单缝的缝宽可调（图2），并用电子显微镜头代替光屏，通过计算机呈现实验现象。 (1)若调节单缝的宽度由图2所示逐渐变窄，下列说法正确的是（　　）。 A．当单缝宽度较宽时，无法观察到清晰的条纹 B．当单缝宽度较窄时，随着缝宽变窄，条纹间距逐渐变大 (2)已知双缝间的距离为d，光源与单缝的距离为，单缝与双缝的距离为，双缝到电子显微镜头的距离为，计算机显示图样中相邻两条亮条纹间的距离为，显示图样的放大倍数为k，则对应的光波波长为 （用题中所给物理量符号表示）。 考向03 热学实验 【例3-1】（2025·浙江·模拟预测）“用油膜法估测分子大小”实验中，下列说法正确的是__________。 A．丙图中，往浅盘中滴入的油酸酒精溶液在空气中已搁置较长时间，会使测量直径偏大 B．若按丁图示的油膜形状进行测量计算，油酸分子的直径测量值将偏大 C．计算有几滴油酸酒精溶液时，多数了1滴，则测得的油酸分子直径偏大 D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测得的油酸分子直径偏大 【例3-2】（2025·浙江·模拟预测）下列实验现象说法正确的是（　　） A．在温水中滴入一滴墨水，用眼睛直接观察到墨粉小颗粒的无规则运动，间接说明水分子做不停歇的无规则运动 B．油膜法测分子直径实验中，待图像稳定后我们可观察到薄膜干涉彩色条纹 C．油膜法测分子直径实验中，油酸要足够稀释，因为过浓油酸会使得油酸分子聚集，形成颗粒状物质，导致实验测量结果偏大 D．在研究“玻意耳定律”实验中，推拉活塞时，动作要迅速，以减少气体进入或泄漏而造成误差 1、公式应用规范：气体实验定律公式需注意单位统一，比如体积单位换算成 m³，压强单位用 Pa；热力学第一定律中，W 的正负要区分清楚，外界对气体做功 W 为正，气体对外做功 W 为负。 2、情境题拆解：近年选考常结合瓶子、汽缸等真实装置，解题时先隔离气体部分，忽略无关条件，提炼出初末状态的温度、压强、体积，再匹配对应实验定律。 3、易错点规避：勿混淆气体实验定律的适用条件，如等温变化需温度不变，等容变化需体积不变；用油膜法计算时，别误将油酸酒精溶液体积当作纯油酸体积；分析内能变化时，理想气体内能只与温度有关，温度不变则内能不变，这一结论在选考中多次考查。 【变式3-1】（2024·浙江·二模）根据图示，关于下列实验说法正确的是 A．甲图装置中，插入和抽出条形磁铁，电流计指针偏转方向一致 B．乙图中目镜观察到的干涉条纹虽然倾斜，但不影响波长测量的结果 C．丙图中探究气体等温变化规律实验的过程中柱塞应缓慢地向下压或向上拉 D．丁图中测定玻璃的折射率，如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小实验误差，应选用宽度小的玻璃砖来测量 【变式3-2】（2024·浙江宁波·一模）(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列器材需要用到的有___（多选）。 A．B． C． D． (2)在上述实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸，用注射器测得80滴这样的溶液为。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，测得油膜面积约为，可估算油酸分子的直径大小约为 m。（结果保留一位有效数字） (3)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积，由压强传感器测得的压强值在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实验得到的图像可能是 。 A． B． C． D． 1. （2025·浙江·模拟预测）图为“探究气体等温变化的规律”实验的装置，下列说法正确的有（　　） A．实验中可以快速拉动柱塞 B．实验用到了控制变量的物理思想 C．内部被封气体的压强应为压力表的示数减去大气压强 D．数据处理时，以压强为纵轴，以为横轴，能更直观地反映压强与体积的关系 2. （2025·湖北·一模）某兴趣小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，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 （填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。 (2)实验已经测得一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为。由图可知油膜面积为 （结果保留2位有效数字）；计算出油酸分子直径为 （结果保留1位有效数字）。 3. 如图（a）所示，某一小组用气体压强传感器、标号为25mL的注射器等器材探究气体等温变化的规律，主要实验步骤如下： ①测出软管内空气的体积为0.9mL； ②在注射器内用活塞封闭一定量的气体，将注射器、软管、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ③缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录注射器和软管内封闭气体的总体积和由计算机显示的气体压强； ④重复上述步骤③，多次测量并记录； ⑤计算机根据p、V值，作出图像。 (1)实验操作中除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需要在活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了 ； (2)根据记录数据，作出如图（b）所示的图。对图线进行分析，若在实验误差允许范围内，、、、之间满足关系式 ，则说明一定质量的气体在温度不变时压强与体积成反比。图中阴影部分的物理意义是 。 4. （2025·海南·模拟预测）如图所示，某同学在做探究气体的等温变化规律的实验时，在缓慢推动针筒活塞的过程中，由于操作不当，使气体的温度逐渐升高，则根据实验数据作出的图像可能是（　　） A． B． C． D． 5. （2025·河北·模拟预测） (1)某同学将长木板固定在水平桌面上，在长木板右侧装上光电门，另有一带遮光条的物块，如图甲所示，他用该装置测量物块与长木板间的动摩擦因数。 ①他用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则物块上遮光条的宽度d= cm； ②他在某位置给物块一个初速度，物块通过光电门后停止在某位置，他记录在该过程中光电门的遮光时间t，遮光条发生的位移为x，物块停止运动时光电门中心到遮光条的距离L，则物块与长木板间的动摩擦因数μ= （用题目中的符号表示，重力加速度为g）； ③写出一条减小实验误差的措施： （写一条即可）。 (2)某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时，一定质量气体的压强和体积关系，其装置如图丙所示。由于连接注射器和传感器探头间的细管比较长，这部分气体的体积不能忽略，该同学依然将注射器内气体的体积当作封闭气体体积处理，其他操作准确无误，则他得到的图像可能是______。 A． B． B． C．D． 6. 某同学用注射器和传感器探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。注射器一端连接压强传感器，另一端利用活塞封闭一定量的气体，如图1所示。推动活塞压缩气体，记录多组注射器上的体积刻度和传感器的压强示数。 (1)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，应该（　　） A．推拉活塞时，要用手握注射器 B．推拉活塞时，要缓慢推拉活塞 C．推拉活塞时，要快速推拉活塞 (2)某同学在一次实验中，计算机屏幕上显示出如图2所示的图线（其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线），仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是 （选填“活塞处漏气”或“环境温度升高”）； (3)根据（2）中的判断，为了减小误差，应采取的措施是 ； (4)调整好器材后，该同学在不同温度下完成实验，得到了如图3所示的图线，并在图像中找到了气体的三个状态、、。 ①气体处于、状态时温度分别为和，则可知 ；（用图中字母表示） ②在的过程中，密封气体从外界吸收了热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）气体对活塞做的功。 7. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 (1)下列说法或操作正确的是（　　） A．在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄露 B．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活塞改变气体体积 C．实验过程中应保持周围环境温度不变 D．多测几组、数据，记录并作出图像，若图像为曲线即可说明、成反比关系 (2)在操作规范，不漏气的前提下，某同学测得多组压强和体积的数据并作出图线，如果胶管中含有一定质量的气体，作出的图像可能是（　　） A． B． C． (3)在不同温度环境下，另一位同学对相同气体重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，得到的图像如图乙所示。两次操作中气体的温度分别为和，则和的大小关系为 。（选填“>”、“<”或“=”） 8. 某同学采用激光笔和标有角度的光具盘（如图甲所示）测量半圆形玻璃砖的折射率。实验步骤如下：将玻璃砖的圆心与光具盘的圆心重合，使玻璃砖的直径与光具盘上所画的某条直径对齐，随后标记光具盘上观察到的三条光线。移走玻璃砖后，依据标记绘制光路图如图乙所示。请回答下列问题： (1)求半圆形玻璃砖的折射率n； (2)已知半圆形玻璃砖的直径为d，光在真空中传播的速度为c，求该激光经过玻璃砖所用时间t。 9. 请完成下列两个实验。 (1)某实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示。 ①为了得到单色光的干涉图样，可以在光源和单缝之间加装 （填“光屏”“透镜”或“滤光片”）。 ②将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为2.320 mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，即 mm。已知双缝间距，双缝到屏的距离，则该单色光的波长为 m（结果保留两位有效数字）。 (2)某学习小组利用如图丙所示的装置测定当地的重力加速度。图丁为局部放大图，其中为电磁开关，为可改变位置的光电门。实验时，断开电磁开关，使吸附的小球自由落下，计时器同时开始计时，小球经过光电门时，计时结束。改变的位置，多次测量，记录A、B间的高度差和对应的小球下落时间。 ①数据处理时，该小组利用计算机软件对数据进行拟合，得到与的关系，则测得重力加速度 。 ②另一学习小组利用此装置重新进行测量，根据所测数据得到图戊所示的图像，如果该图像的纵坐标为，图像中直线的斜率为，则重力加速度为 （用表示）；如果该图像的纵坐标为，图像中直线的斜率为，则重力加速度为 （用表示）。 10. 某物理兴趣小组测量一半圆形玻璃砖的折射率，实验过程如下： 先在平铺的白纸上画出半圆形玻璃砖的直径和圆心，过点画法线，并画出一条入射光线。将半圆形玻璃砖沿着直径放好，紧贴点放置与法线平行的光屏，如图甲所示。接着用一红色激光笔沿着方向射入一束光，在光屏上出现一个亮点，在白纸上记下其位置点。在白纸上根据标记作出光路图，并将延长，与光屏相交于点。用刻度尺量出、的长度。 (1)关于上述实验，下列说法正确的是（   ） A．为了减小误差，入射角应尽量小 B．增大入射角，的长度增大 C．入射角增大到某一值时，亮点会消失 (2)利用以上测得的物理量，得出玻璃折射率的表达式 . (3)小李同学分别用一束红光和一束蓝光完成了此实验，作出的光路图如图乙所示，可以判断图 （选填“①”“②”）是蓝光的光路图。 11. 某同学在测量梯形玻璃的折射率时，发现只有两枚大头针，他按以下步骤测出了玻璃的折射率。 ①平铺白纸，描出玻璃砖的四条边、、、，如图甲所示。 ②眼睛在侧透过玻璃砖看棱（边和边所在侧面相交的棱），插第一个大头针A使它挡住棱，再插第二个大头针B使它挡住棱和大头针A。 ③撤去玻璃砖和大头针，在白纸上画出光线的径迹，测量相应的角度，计算玻璃砖的折射率。 (1)请在答题纸上画出光路图，标出入射角和折射角 。 (2)关于该实验，下列说法正确的是______。 A．为减小误差，要用铅笔紧贴着玻璃砖画出界面 B．判断棱与针是否在同一光路上时，应该观察大头针的头部 C．两枚大头针间距要适当远一些 D．选用边和边距离较大的玻璃砖，可减小测量误差 (3)若插针前不小心将玻璃砖向左移动了少许，如图乙所示，则折射率的测量结果 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示， 。若已知双缝间距d，双缝到屏的距离l，则待测光的波长为 。（用和表示） (2)用图2实验装置验证动量守恒定律。测出小球a、b的质量分别为和碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为，，在实验误差允许范围内，若满足关系式 （用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 13. 某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下： ①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线。和交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA'，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图1所示； ②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M； ③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P； ④分别过M、P作BB'的垂线、，、是垂足，并用刻度尺分别测量、的长度x和y； ⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出图像，如图2所示。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________ A．入射角越小，误差越小 B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差 C．选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显 (2)根据y-x图像，可得玻璃砖的折射率为 （保留三位有效数字）。 (3)若该同学在步骤②之前，不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，则玻璃砖折射率的测量结果 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 14. 如图所示，用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率实验中，主要实验步骤有： A、将木板放在水平桌面上，木板上平铺一张白纸，在白纸上作出一条直线，然后把半圆形玻璃砖放在白纸上，使得直线过玻璃砖圆心点并与半圆形玻璃砖的直径垂直； B、在玻璃砖上按图示位置插上四枚大头针，使大头针的连线与点共线，恰能挡住的像，恰能挡住的像和； C、移走玻璃砖和大头针，用直尺画出直线和直线； D、以点为圆心，画一个半径为的圆，圆周与直线和直线分别相交于两点，过两点分别作的垂线交于两点，用直尺测得。 回答下列问题： (1)设入射角和折射角分别为和，则 ， 。（用表示） (2)玻璃砖的折射率 ； (3)设光在真空中的传播速度为，则光在玻璃砖中的传播速度 。 15. “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，和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和，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 (1)在插和时，应使________。 A．只挡住的像 B．只挡住的像 C．同时挡住、的像 (2)为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．选用粗的大头针完成实验 C．大头针和及和之间的距离适当大些 (3)分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面。保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图如图所示。由此可知，此玻璃砖中 （选填“红光”或“绿光”）折射率大。 16. 洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某次实验时，小南用光电传感器代替光屏，测量单色光的波长，其原理如图甲所示，单色光从单缝S射出，一部分直接投射到传感器上，另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。传感器沿矩形的长边（图中竖直方向） 均匀分布着许多光敏单元，各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器得到各点的光照强度，形象地展示亮条纹的分布，得到干涉图像的条纹间距。图乙中a曲线是小南得到的干涉图像。 (1)由图甲可知单缝S到传感器的距离为 cm； (2)单缝S到平面镜的距离，则单色光的波长为 nm（保留3位有效数字）； (3)若只把光源换成频率更大的单色光，则新的光强分布是图乙中的 （填“b”或“c”）曲线。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $