专题18 热学和光学实验（专题专练）（北京专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

专题18 热学和光学实验 目录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 用油膜法估测油酸分子的大小 题型02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 题型03 测量玻璃的折射率 题型04 实验：用双缝干涉测量管的波长 B组·抢分能力练 第三部分 真题验证 对标高考，感悟考法 1．为了探究“等温条件下气体压强与体积的关系”，某同学设计了如图甲所示的实验装置。水平桌面上固定一足够高、导热性能良好、开口向上的汽缸，质量为m0、横截面积为S、厚度不计的光滑活塞密封一定质量的理想气体，轻质细绳一端连接活塞中心，另一端绕过两个光滑定滑轮连接轻质沙桶（桶中开始没有细沙），连接活塞的细绳竖直，在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，活塞到汽缸底部的高度为。已知重力加速度为g，大气压强为，环境温度不变。 (1)在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，密封气体的压强 。 (2)在沙桶中缓慢加入一定质量的细沙，活塞稳定时，记录下沙桶中细沙的质量m与活塞到汽缸底部的高度h，多次重复这一过程，得到多组m、h的数据，利用所得数据，描绘出图像如图乙所示，则该图像的纵截距为 ；根据图乙可知该图像的横截距为a，若在误差允许的范围内，满足大气压强 ，则温度一定时，气体压强与体积成反比。 2．某同学通过图甲所示的实验装置，研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系。 (1)实验时，为判断气体压强与体积的关系， （选填“需要”或“不需要”）测出针筒内空气柱的横截面积； (2)该同学按实验步骤开始实验，推动活塞压缩气体，记录活塞在不同位置的压强p和体积V，并计算相应的p与V乘积的值，发现pV值逐渐增大，原因可能是 。 (3)该同学实验操作无误，但根据测得的数据作出图像不过坐标原点O，如图乙所示，则图中所表示的可能是（　　） A．初始状态针筒内封闭气体的体积 B．最后状态针筒内封闭气体的体积 C．连接针筒与传感器细管内空气的体积 3．（2025·北京三十五中·三模）(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次示数如图1所示，该次测量值为 mm。 (2)如图2，光沿从真空射入某介质中，以点为圆心、长度为半径画圆，与折射光线的交点为，过点向两介质的交界面作垂线，交点为，与的延长线的交点为。则该介质的折射率为 （用图中给出的线段长度的比值表示） (3)下列实验中需要用到天平的是（　　） A．验证机械能守恒定律 B．验证动量守恒定律 C．探究弹簧弹力与形变量的关系 D．探究平抛运动的规律 (4)某同学在“用油膜法估测分子直径”实验中的计算结果明显偏大，可能的原因是____。 A．配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸浓度偏低。 B．求每滴溶液的体积时，1溶液的滴数少记了10滴。 C．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心错拿了一个粗针管注射器把溶液滴在水面上，导致每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大。 D．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都当作一个格来计算。 4．图甲为用光传感器做双缝干涉实验的装置，单色光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面带有白色狭长矩形的小盒是光传感器，沿矩形长边分布着许多光敏单元，传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出来。某实验小组要用该装置在暗室里检测一块玻璃板的厚度是否均匀，若厚度不均匀，进一步精确测量其厚度差。（计算结果均保留2位有效数字） 请回答下面问题： (1)该小组同学检测前先测量所用单色光的波长：调整双缝的高度和光传感器位置，显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的实线所示，则相邻两条亮纹（或暗纹）间距Δx= mm；该小组又测得双缝到光传感器的距离L=53.33cm，已知双缝间距d0=0.25mm，则该单色光的波长λ= m； (2)保持双缝和光传感器的位置不变，将玻璃板紧贴挡板放置，如图丙所示，此时显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的虚线所示，说明 （选填“S1”或“S2”）处玻璃板较厚。已知玻璃板对该单色光的折射率为n=1.5，则S1与S2两处玻璃板的厚度差Δd= m。 5．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 01 用油膜法估测油酸分子的大小 1．（2025·北京顺义一中·一诊）利用“油膜法估测分子直径”实验体现了构建分子模型的物理思想，应用了通过对宏观量的测量来间接测量微观量的方法。 (1)某同学进行了下列操作： A．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上扩展为形状稳定的油酸薄膜 C．取一定量的无水酒精和油酸，制成油酸酒精溶液。测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S E．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上。 正确操作的合理顺序是 (填字母代号)； (2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，通过计算得到一滴溶液的体积为，其形成的油膜面积为40cm²，则估测出油酸分子的直径为 m。(计算结果保留两位有效数字) (3)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是（ ） A．滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 2．（2025·北京丰台·二模）请将“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤，按照正确的顺序排列 。 A． 在浅盘里盛上水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上 B． 用注射器向水面上滴1滴事先配好的油酸酒精溶液，等待油膜形状稳定 C． 配制一定浓度的油酸酒精溶液，测量1滴油酸酒精溶液的体积 D． 将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状 E． 计算油膜的面积，根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小 3．（2025·北京海淀·期末）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。 (1)稀释的目的是 。 (2)为了测量出1滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，下列步骤的合理顺序是 。 A．将注射器吸取的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数 B．用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积 C．结合浓度计算1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积 D．用注射器吸取的油酸酒精溶液的总体积除以滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积 4．（2025·北京昌平·期末）某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。 (1)本实验需做一些近似处理，下列说法中正确的是（　　）（选填选项前的字母） A．把油酸分子视为球形分子 B．油酸分子紧密排列，不考虑分子间隙 C．油膜视为单分子油膜 (2)测得一滴油酸溶液中所含油酸的体积为V，在水面上形成的油膜面积为S，则油酸分子的直径为 （用已知物理量的字母表示）。 5．（2025·北京人大附中·期末）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径 。下图为某同学在实验中画出的油膜轮廓。在计算油膜面积时，他把凡是半格左右的油膜都算成了一格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径 （选填“偏大”或“偏小”） 02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 6．（2025·北京北师大二附中·月考）按要求填空； (1)某学生用螺旋测微器测定均匀圆柱体的直径，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径 mm。紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测圆柱体的长度，测得的结果如图乙所示，则该圆柱体的长度 cm。 (2)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。在某次实验中，秒表记录的时间如图丙所示，由图可读出时间为 s。 (3)某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 ①在实验中，下列哪些操作不是必需的( ) A．用橡胶塞密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径 C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度 ②实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是 。 ③下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是( ) 7．（2025·北京顺义一中·一诊）某实验小组用图1所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和 。 (2)关于该实验的操作，下列说法正确的是 。 A．在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性 B．实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换 C．推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度 D．实验必须测量柱塞的横截面积，以获知被封闭气体的体积 (3)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，实验小组在不同的环境温度下进行了实验，得到的p-V图像如图2所示，由图可知，这两次实验气体的温度大小关系为T₁ T₂(选填“<”“=”或“>”)。 (4)实验小组同学做出 图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离，则描绘的图线可能如图3的 (选填“①”或“②”)所示。 8．（2025·北京人大附中·期末）某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)关于该实验的操作，下列叙述正确的是________。 A．实验过程应该用手握注射器 B．应该以较快的速度推拉活塞来改变气体体积 C．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证气体的质量一定 (2)为得出气体压强和体积的定量关系，该同学利用所采集的数据在坐标纸上描点，绘制出了如图所示的图线。从图线上看类似于双曲线，那么，空气柱的压强跟体积是否成反比呢？请写出进行判断的一种方法 。 9．（2025·北京海淀·期末）某实验小组利用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图1所示。气体压强传感器通过胶管与注射器相连。由注射器壁上的刻度可以读出气体的体积V，由压强传感器可以测得气体的压强p。 (1)关于本实验，下列说法正确的是______。 A．实验中应缓慢推拉活塞 B．实验中不可用手接触注射器的针筒部分 C．必须测出注射器内封闭气体的质量 (2)该小组同学利用实验中得到的体积V与压强p的实验数据，绘制出的p−V图像为曲线。他们猜想如果图像中的各点位于过原点的同一直线上，就可以说明压强与体积成反比。为了验证猜想，他们作出如图2所示的图像。请写出该图线不过原点的原因 。 (3)在（2）的基础上，该小组同学利用该装置测量一小石子的体积。他们将小石子装入注射器内进行实验，记录体积V和压强p。根据实验测量数据，作出如图3所示的图像，则石子体积为 。（用图中相关物理量表示） 10．（2025·北京大兴一中·查漏补缺）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“=”） 03 测量玻璃的折射率 11．（2025·北京十一中·月考）测光的折射率和波长 (1)某同学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作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，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。则： a.若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为 ； b.图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大？ （填“P3”或“P4”） (2)如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。 a.已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为 mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测景结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ= m（两空均保留2位有效数字）。 b.另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是( ) A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片 12．（2025·北京朝阳·二模）某小组同学利用“插针法”测定玻璃的折射率。在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点，如图所示。用刻度尺测得AB的长度为，CD的长度为，则玻璃的折射率 。 13．（2025·北京101中学·期中）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，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aaʹ和bbʹ。O为直线AO与aaʹ的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是（　　） A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4作直线交bbʹ于Oʹ，连接OOʹ，过O作垂直于aaʹ的直线kgʹ，测量图甲中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n= 。 (3)某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，以O点为圆小，OA为半径画圆，交OOʹ延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得AB=6cm，CD=4cm，则可求出玻璃的折射率n= 。 (4)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（　　） A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 C．无论光以什么角度从aaʹ射入，经一次折射后达到界面bbʹ都能射出 D．如图所示，如果误将玻璃砖的边bbʹ画到ccʹ（ccʹ与bbʹ平行），折射率的测量值将偏小 (5)该小组同学根据所学的光学知识，设计了一个液体折射率测量仪，如下图所示。在一圆盘上，过其圆心作两条互相垂直的直径BC、EF，选取某条半径AO（测量出∠AOF=θ），AO的延长线与圆周交点标记为K，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，小组成员通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P1所插的位置，就可直接读出所测液体折射率的值。关于该液体折射率测量仪，则下列说法正确的是（　　） A．K处所对应的折射率的值应为1 B．P3处对应的折射率的值大于P4处对应的折射率的值 C．该测量仪的量程与选定的θ值相关，θ越小量程越大 D．对于给定的θ值，若相邻两个刻度的折射率差值相同，则圆周KC部分折射率刻度不均匀，靠近C刻度稀疏，靠近K刻度密集 04 实验：用双缝干涉测量管的波长 14．（2025·北京北师大实验中学·期中）某同学用双缝干涉测光的波长。 (1)甲、乙两图均为光通过狭缝产生的条纹形状示意图，其中双缝干涉产生的图样如图 （填“甲”或“乙”）。 图甲 图乙 图丙 (2)他将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上，组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量绿光的波长。 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，各光学元件的排列顺序应为 （由左至右，填写元件代号）。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透绿光的滤光片 (3)光屏上呈现出的干涉图样如图丁所示，分划板在图中位置时游标卡尺（20分度）示数如图戊所示，测量值；在B位置时游标卡尺示数如图己所示，测量值： 。 (4)已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，实验中计算波长的表达式 （用的符号表示）。根据上述数据，形成此干涉图样的单色光的波长为 nm。 图丁 图戊 图己 15．（2025·北京市第三十五中学·期中）某同学用如图所示装置测某单色光的波长。他测得双缝到屏的距离l=800.0mm，双缝间距d=0.20mm。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，此时50分度游标卡尺的读数为12.32mm；继续转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时，游标卡尺的读数为24.32mm；由以上数据可得，该单色光波长的测量值为λ＝ m（结果保留两位有效数字） 16．（2025·北京市昌平区·二模）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中 (1)相邻两条亮条纹间的距离需用测量头测出。某同学调整手轮，使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，某次实验手轮上的示数如图所示。已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个等分刻度，此时读数为 mm。 (2)已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L。实验测得n条亮条纹的间距为a，则该光的波长 。 17．（2025·北京北师大附中·期中）我们用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 (1)关于该实验，下列说法正确的是______。 A．A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 C．调节单缝与双缝的位置，并使单缝与双缝相互平行 D．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的某一侧边缘对齐 (2)关于实验现象，下列说法正确的是______。 A．如果将光源换成激光光源，去掉单缝，该实验照样可以完成 B．若仅挡住双缝中的一条缝，屏上的条纹就会全部消失 C．若只将滤光片去掉，屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹 D．若仅换成长度更小的遮光筒可以增加从目镜中观察到的条纹个数 (3)已知双缝间距离d=0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0cm，如图乙所示，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图丁所示，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丙所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则戊图游标卡尺上的读数 mm。由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是 m（此计算结果保留3位有效数字）。 1．（2025·北京平谷·开学考试）某同学用如图1所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)在实验中，下列哪些操作不是必需的（　　） A．读取刻度尺上显示的空气柱长度 B．读取压力表上显示的压强值 C．测出注射器的直径 (2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是 。 (3)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，该同学进行了两次实验，得到的图像如图2所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T₁ （选填“<”“=”或“>”）T₂。 (4)该同学用传感器进行该实验，实验装置如图3所示。先在注射器内壁上涂一些润滑油，然后把活塞移至注射器中间位置，注射器通过塑料管与气体压强传感器连接；缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值V、以及由计算机显示的对应的气体压强值p。借鉴教科书中“探究加速度与质量关系”的数据处理方法，根据实验获取的数据得到V与的线性函数图像，如图4所示，请结合图像说明的意义 。 2．（2025·北京101中学·期中）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 (1)在实验中，下列哪些操作不是必需的（　　） A．用橡胶塞密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径 C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度 (2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是 。 (3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是（　　） A． B． C． D． (4)实验中测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，用p作纵轴，作横轴，画出图像如图实线所示，图像出现弯曲的可能原因是（　　） A．实验过程中气体温度升高 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中堵住针孔的橡皮帽漏气 D．在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强 3．（2025·北京十一中·月考）(1)某学生在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，发现计算的直径偏小，可能的原因是（　　） A．爽身粉撒的过多 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间 D．求每滴体积时，1的溶液的滴数误多记了10滴 (2)某小组在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验过程中，环境温度明显升高，其他操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是（　　） A． B． C． D． (3)如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定和界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察和的像。此后正确的操作步骤是（　　） A．插上大头针，使挡住的像 B．插上大头针，使挡住、的像 C．插上大头针，使挡住的像 D．插上大头针，使挡住和、的像 (4)在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时（如图乙），刻度板上的示数如图丙所示，其读数为 mm。若测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，A、B两条纹间距为x，则光的波长为 。 4．（2025·北京八十中·月考）物理实验一般都涉及实验目的、实验方法、实验原理、实验仪器、实验操作、数据分析等。 (1)如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和，O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。该同学接下来要完成的必要步骤有______。 A．插上大头针，使挡住、的像 B．插上大头针，使仅挡住 C．插上大头针，使挡住和、的像 (2)某实验小组用如图所示装置做“用单摆测重力加速度”实验。 ①某同学将摆球沿垂直纸面的方向向外拉开大约5°，然后由静止释放，摆动稳定后，自摆球经过最低点时记为0次并用停表开始计时，此后摆球每经过最低点一次计数一次，计数到50时，停表的读数为t，则摆的振动周期 （用t表示）。 ②若甲同学测得的g值偏大，其原因可能是 。 A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间 C．开始计时，停表过早按下 D．单摆悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了 (3)如图甲所示，某同学用传感器探究气体等温变化的规律。先在注射器内壁上涂一些润滑油，然后把活塞移至注射器中间位置，注射器通过塑料管与气体压强传感器连接；缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值V以及由计算机显示的对应的气体压强值p。根据实验获取的数据得到V与的线性函数图像，如图乙所示，请结合图像说明的意义 。 5．（2025·北京大兴一中·查漏补缺）某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。 (1)为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是___________。（填正确答案标号） A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′ B．在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2 C．实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差 (2)为探究介质折射率与光的频率的关系，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，并标记红光和绿光，如图乙所示。此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关。频率大，折射率 （填“大”或“小”） 6．（2024·北京第三十五中学·期中）某组同学做测量玻璃的折射率实验 (1)如图甲所示，在本实验中，为了减小误差，下列说法正确的是（　　） A．实验时，大头针P1和P2之间、P3与P4之间的距离要小一些 B．入射角应适当大一些，但也不宜太大 C．在操作时，手不能触摸玻璃砖的光学平面，也不能用玻璃砖代替直尺画界面 D．实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置可上下移动 (2)如图乙所示，A同学在实验中将玻璃砖界面aa’和bb’的间距画得过宽了。若其他操作正确，则折射率的测量值 准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”） (3)B同学先用插针法正确画出光路图如图丙，AO为入射光线，OB为折射光线。他过B点向交界面作垂线BN，延长AO与垂线BN交于点M。则该玻璃的折射率为n＝ （用图中线段长度表示）；请根据图中所画出的尺寸，计算出玻璃的折射率n＝ （结果保留2位有效数字）。 7．（2025·北京人大附中·月考）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，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和。O为直线与的交点。在直线上竖直地插上，两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是________。 A．插上大头针，使仅挡住的像 B．插上大头针，使挡住的像和的像 C．插上大头针，使仅挡住 D．插上大头针，使挡住和、的像 (2)过、作直线交于，连接，过O作垂直于的直线，测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率 。 (3)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是________。 A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 C．如果在界面光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃传 D．不论光以什么角度从射入，经一次折射后达到界面都能射出 E．如图所示，如果误将玻璃砖的边画到（与平行），折射率的测量值将偏大 F．如图所示，如果画线正确，也就是，与玻璃砖的宽度相同且平行，但做实验时不小心玻璃与所画的线，向上平行错位了，则折射率的测量值将偏小。 8．（2025·北京通州·期末）某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，所用的实验装置如图甲所示。 (1)图甲2处固定的元件是______。 A．单缝 B．双缝 C．滤光片 (2)该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竖线未对齐，如图乙所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节______。 A．仅旋转遮光筒 B．仅旋转单缝 C．仅旋转双缝 D．仅旋转测量头 (3)调整好实验器材后，如图丙所示，实验中该同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时，手轮的读数分别记为、（），双缝间距为，毛玻璃屏与双缝间的距离为，则入射的单色光的波长的表达式为 。（用题中涉及的物理量符号表示） (4)另一同学以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），下列说法正确的______。 A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失 B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在 C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D．屏上无任何光亮 (5)1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单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丁所示，为单色光源，为一平面镜。发出的光直接照在光屏上，同时发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。设光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光的波长为。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距的表达式 。 1．（2025·北京·高考真题）(1)下列实验操作，正确的是________（填选项前的字母）。 A．用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球并同时开始计时 B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流电压挡测电压 C．用多用电表测电阻前应先把两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 (2)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。 ①双缝应该放置在图1中 处（填“A”或“B”）。 ②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为 。 (3)某电流表出现故障，其内部电路如图3所示。用多用电表的欧姆挡检测故障，两表笔接时表头指针不偏转，接和时表头指针都偏转。出现故障的原因是________（填选项前的字母）。 A．表头断路 B．电阻断路 C．电阻断路 2．（2025·福建·真题）某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸，玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺，如图（a）所示。实验操作过程如下： （1）调配一定浓度的糖水，注入水平放置的玻璃缸中。 （2）打开激光器，让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。 （3）调整激光器，使入射点O处于竖直刻度尺的正后方，光路如图（b）所示，其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点，B点是折射光线与玻璃缸底部的交点，A、B点到法线的距离分别为，到液面的距离分别为。测得的值，并利用表达式 （用表示）求出糖水折射率。 （4）改变缸内糖水浓度，进行多次实验，将实验数据填入下表。 浓度/% 11.8 21.1 32.0 39.1 51.1 折射率n 1.34 1.36 1.38 1.40 1.42 （5）在图（c）给出的坐标纸上补上浓度的数据点。分析图中数据点，可知糖水折射率随浓度近似线性变化，绘制出“”图线 。 （6）由所绘图线可知，糖水浓度每增加10.0%，折射率增大 。（结果保留2位有效数字） 3．（2024·北京·真题）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图，测出了入射角i和折射角r，则此玻璃的折射率n = 。 4．（2025·河北·高考真题）自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定振荡电路的频率来确定水位高度。 某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。 (1)研究集气室内气体压强与体积的关系 ①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小 （填“会”或“不会”）影响集气室内气体压强的大小。 ②测量集气室高度、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 0.33 0.40 0.42 0.52 0.61 0.70 0.78 0.87 实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量，根据数据判断，测量 （填“H”或“h”）产生的相对误差较小。 ③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与的关系曲线，如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点，经检查实验仪器完好，实验装置密封良好，操作过程规范，数据记录准确，则该延长线不过原点的主要原因是 (2)研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的图像，u的频率即为振荡电路的频率。振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是，则图中 （填“甲”或“乙”）对应的水位较高。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题18 热学和光学实验 目录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 用油膜法估测油酸分子的大小 题型02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 题型03 测量玻璃的折射率 题型04 实验：用双缝干涉测量管的波长 B组·抢分能力练 第三部分 真题验证 对标高考，感悟考法 1．为了探究“等温条件下气体压强与体积的关系”，某同学设计了如图甲所示的实验装置。水平桌面上固定一足够高、导热性能良好、开口向上的汽缸，质量为m0、横截面积为S、厚度不计的光滑活塞密封一定质量的理想气体，轻质细绳一端连接活塞中心，另一端绕过两个光滑定滑轮连接轻质沙桶（桶中开始没有细沙），连接活塞的细绳竖直，在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，活塞到汽缸底部的高度为。已知重力加速度为g，大气压强为，环境温度不变。 (1)在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，密封气体的压强 。 (2)在沙桶中缓慢加入一定质量的细沙，活塞稳定时，记录下沙桶中细沙的质量m与活塞到汽缸底部的高度h，多次重复这一过程，得到多组m、h的数据，利用所得数据，描绘出图像如图乙所示，则该图像的纵截距为 ；根据图乙可知该图像的横截距为a，若在误差允许的范围内，满足大气压强 ，则温度一定时，气体压强与体积成反比。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，根据平衡条件可得 解得密封气体的压强 （2）[1][2]在沙桶中缓慢加入一定质量的细沙，活塞稳定时，根据平衡条件可得 解得 根据玻意耳定律可知 联立整理可得 可知图像的纵截距为； 根据图乙可知该图像的横截距为a，则有 可得。 2．某同学通过图甲所示的实验装置，研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系。 (1)实验时，为判断气体压强与体积的关系， （选填“需要”或“不需要”）测出针筒内空气柱的横截面积； (2)该同学按实验步骤开始实验，推动活塞压缩气体，记录活塞在不同位置的压强p和体积V，并计算相应的p与V乘积的值，发现pV值逐渐增大，原因可能是 。 (3)该同学实验操作无误，但根据测得的数据作出图像不过坐标原点O，如图乙所示，则图中所表示的可能是（　　） A．初始状态针筒内封闭气体的体积 B．最后状态针筒内封闭气体的体积 C．连接针筒与传感器细管内空气的体积 【答案】(1)不需要 (2)空气柱温度升高 (3)C 【解析】（1）设气体初状态压强为p1，空气柱的长度为L1，气体末状态的压强为p2，空气柱长度为L2，空气柱的横截面积为S，由玻意耳定律得p1L1S=p2L2S 实验需要验证p1L1= p2L2 实验不需要测量空气柱的横截面积。 （2）由克拉伯龙方程pV=nRT，可知pV会变大，原因可能是空气柱温度升高。 （3）若忽略传感器与注射器之间气体，根据理想气体的状态方程 测得的数据作出图象应是过坐标原点的直线； 在实际的实验过程中，由于传感器与注射器之间存在少量气体，该图线的方程为 导致气体根据测得的数据作出图象不过坐标原点，图中代表传感器与注射器之间气体的体积。故选C。 3．（2025·北京三十五中·三模）(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次示数如图1所示，该次测量值为 mm。 (2)如图2，光沿从真空射入某介质中，以点为圆心、长度为半径画圆，与折射光线的交点为，过点向两介质的交界面作垂线，交点为，与的延长线的交点为。则该介质的折射率为 （用图中给出的线段长度的比值表示） (3)下列实验中需要用到天平的是（　　） A．验证机械能守恒定律 B．验证动量守恒定律 C．探究弹簧弹力与形变量的关系 D．探究平抛运动的规律 (4)某同学在“用油膜法估测分子直径”实验中的计算结果明显偏大，可能的原因是____。 A．配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸浓度偏低。 B．求每滴溶液的体积时，1溶液的滴数少记了10滴。 C．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心错拿了一个粗针管注射器把溶液滴在水面上，导致每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大。 D．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都当作一个格来计算。 【答案】(1)0.550 (2) (3)B (4)AB 【解析】（1）螺旋测微器读数原理，固定尺刻度+可动尺刻度×精确度，故测量金属丝的直径为 （2）根据折射定律 （3）A．验证机械能守恒定律，需验证 即验证成立，不需要测量质量，故A不符合题意； B．验证动量守恒定律是验证，需要天平测量质量，故B符合题意； C．探究弹簧弹力与形变量的关系是探究，当质量成倍增加时，形变量也成倍增加，故不需要测量质量，也能实现实验探究，故C不符合题意； D．平抛运动的规律与物体的质量无关，故不需要测量质量，故D不符合题意。故选B。 （4）A．不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度偏小了，导致油酸的实际体积V比计算所用的体积值偏小，根据，计算结果明显偏大，故A正确； B．求每滴溶液的体积时，溶液的滴数少记了10滴，则所得一滴酒精油酸溶液的体积将偏大，从而使油酸的体积偏大，最终导致所测分子直径偏大，故B正确； C．导致每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大，则面积变大了，计算结果明显偏小，故C错误； D．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都当作一个格来计算，则面积变大，计算结果会偏小，故D错误。故选AB。 4．图甲为用光传感器做双缝干涉实验的装置，单色光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面带有白色狭长矩形的小盒是光传感器，沿矩形长边分布着许多光敏单元，传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出来。某实验小组要用该装置在暗室里检测一块玻璃板的厚度是否均匀，若厚度不均匀，进一步精确测量其厚度差。（计算结果均保留2位有效数字） 请回答下面问题： (1)该小组同学检测前先测量所用单色光的波长：调整双缝的高度和光传感器位置，显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的实线所示，则相邻两条亮纹（或暗纹）间距Δx= mm；该小组又测得双缝到光传感器的距离L=53.33cm，已知双缝间距d0=0.25mm，则该单色光的波长λ= m； (2)保持双缝和光传感器的位置不变，将玻璃板紧贴挡板放置，如图丙所示，此时显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的虚线所示，说明 （选填“S1”或“S2”）处玻璃板较厚。已知玻璃板对该单色光的折射率为n=1.5，则S1与S2两处玻璃板的厚度差Δd= m。 【答案】(1)1.6 7.5×10-7 (2)S2 3.0×10-6 【解析】（1）[1]由图可知，相邻亮条纹间距为 [2]根据条纹间距公式可得 （2）[1]当玻璃板紧贴挡板放置时，光线通过玻璃板后会产生光程差，由于玻璃对光的折射率大于空气，光在玻璃中传播的速度较慢，因此通过玻璃板的光线的光程增大，由乙图可知，干涉条纹向右移动，说明光线通过S2处玻璃板后的光程比S1长，所以S2处玻璃较厚； [2]由乙图可知，条纹移动了两个条纹间距，则， 代入数据解得 5．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 【解析】（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。 01 用油膜法估测油酸分子的大小 1．（2025·北京顺义一中·一诊）利用“油膜法估测分子直径”实验体现了构建分子模型的物理思想，应用了通过对宏观量的测量来间接测量微观量的方法。 (1)某同学进行了下列操作： A．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上扩展为形状稳定的油酸薄膜 C．取一定量的无水酒精和油酸，制成油酸酒精溶液。测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S E．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上。 正确操作的合理顺序是 (填字母代号)； (2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，通过计算得到一滴溶液的体积为，其形成的油膜面积为40cm²，则估测出油酸分子的直径为 m。(计算结果保留两位有效数字) (3)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是（ ） A．滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 【答案】(1)CABED (2) (3)AC 【解析】（1）本实验首先要制备油酸酒精溶液，并明确一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，同时通过量筒测出N滴油酸酒精溶液的体积；再向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上；然后将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状；接着将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。最后用一滴溶液里纯油酸的体积除以其面积，恰好就是油酸分子的直径。 故正确的步骤为CABED。 （2）一滴溶液中油酸的体积 油酸分子的直径 （3）A．若将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，故A正确； B．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则计算所用的面积S偏大，会导致计算结果偏小，故B错误； C．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故C正确； D．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D错误。故选AC。 2．（2025·北京丰台·二模）请将“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤，按照正确的顺序排列 。 A． 在浅盘里盛上水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上 B． 用注射器向水面上滴1滴事先配好的油酸酒精溶液，等待油膜形状稳定 C． 配制一定浓度的油酸酒精溶液，测量1滴油酸酒精溶液的体积 D． 将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状 E． 计算油膜的面积，根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小 【答案】CABDE 【解析】“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，先将油酸配制成油酸的酒精溶液，然后向浅水盘中倒入水，将痱子粉均匀地撒在水面上；然后将油酸的酒精溶液滴到水面上形成油膜；然后将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔画出油酸膜的轮廓；最后算出油膜的面积，从而求出油膜的分子直径，因此正确的顺序是：CABDE。 3．（2025·北京海淀·期末）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。 (1)稀释的目的是 。 (2)为了测量出1滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，下列步骤的合理顺序是 。 A．将注射器吸取的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数 B．用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积 C．结合浓度计算1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积 D．用注射器吸取的油酸酒精溶液的总体积除以滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积 【答案】(1)见解析 (2)BADC 【解析】（1）将油酸在酒精中稀释的目的是为了使油酸在水面充分展开，形成单分子油膜层。 （2）为了测量出1滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，实验中，应先用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再将注射器吸取的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数，然后用注射器吸取的油酸酒精溶液的总体积除以滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积，最后结合浓度计算1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积，可知，为了测量出1滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，操作步骤的合理顺序是BADC。 4．（2025·北京昌平·期末）某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。 (1)本实验需做一些近似处理，下列说法中正确的是（　　）（选填选项前的字母） A．把油酸分子视为球形分子 B．油酸分子紧密排列，不考虑分子间隙 C．油膜视为单分子油膜 (2)测得一滴油酸溶液中所含油酸的体积为V，在水面上形成的油膜面积为S，则油酸分子的直径为 （用已知物理量的字母表示）。 【答案】(1)ABC (2) 【解析】（1）在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验进行的近似处理：①油膜是呈单分子分布的；②把油膜分子看成球形；③分子之间没有空隙。 故选ABC。 （2）根据题意可知，油酸分子的直径为 5．（2025·北京人大附中·期末）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径 。下图为某同学在实验中画出的油膜轮廓。在计算油膜面积时，他把凡是半格左右的油膜都算成了一格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径 （选填“偏大”或“偏小”） 【答案】 偏小 【解析】[1]已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径 [2]在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则油膜面积测量值偏大，根据可知分子直径测量值偏小。 02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 6．（2025·北京北师大二附中·月考）按要求填空； (1)某学生用螺旋测微器测定均匀圆柱体的直径，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径 mm。紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测圆柱体的长度，测得的结果如图乙所示，则该圆柱体的长度 cm。 (2)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。在某次实验中，秒表记录的时间如图丙所示，由图可读出时间为 s。 (3)某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 ①在实验中，下列哪些操作不是必需的( ) A．用橡胶塞密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径 C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度 ②实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是 。 ③下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是( ) 【答案】(1)3.705 5.015 (2)101.3 (3)B 防止玻璃管内的空气温度升高或保持玻璃管内的空气温度不变 C 【解析】（1）[1]该金属丝的直径3.5mm+0.01mm×20.5=3.705mm。 [2]圆柱体的长度5cm+0.05mm×3=5.015cm。 （2）秒表读出时间为90s+11.3s=101.3s （3）①[1]A．为防止漏气，则用橡胶塞密封注射器的下端，选项A不符合题意； BD．因注射器截面积处处相等，则读取刻度尺上显示的空气柱长度即可，没必要用游标卡尺测量柱塞的直径，选项B符合题意，D不符合题意； C．读取压力表上显示的气压值为气体压强，选项C不符合题意；故选B。 ②[2]实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是防止玻璃管内的空气温度升高或保持玻璃管内的空气温度不变。 ③[3]根据可得 或者 则p-V图像是双曲线，是过原点的直线。则最能直观反映气体做等温变化的规律的是C。 7．（2025·北京顺义一中·一诊）某实验小组用图1所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和 。 (2)关于该实验的操作，下列说法正确的是 。 A．在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性 B．实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换 C．推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度 D．实验必须测量柱塞的横截面积，以获知被封闭气体的体积 (3)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，实验小组在不同的环境温度下进行了实验，得到的p-V图像如图2所示，由图可知，这两次实验气体的温度大小关系为T₁ T₂(选填“<”“=”或“>”)。 (4)实验小组同学做出 图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离，则描绘的图线可能如图3的 (选填“①”或“②”)所示。 【答案】(1)质量 (2)AC (3)< (4)② 【解析】（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和质量。 （2）A．在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性，故A正确； B．实验时应缓慢推拉柱塞等稳定后再读数，以避免气体温度发生变化，故B错误； C．推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度，故C正确； D. 实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，选项D错误。 故选AC。 （3）因T2对应的图像的pV值较大，可知温度较高，即这两次实验气体的温度大小关系为T1<T2 （4）根据可知若漏气，则C减小，即图像的斜率减小，则图像为②； 8．（2025·北京人大附中·期末）某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)关于该实验的操作，下列叙述正确的是________。 A．实验过程应该用手握注射器 B．应该以较快的速度推拉活塞来改变气体体积 C．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证气体的质量一定 (2)为得出气体压强和体积的定量关系，该同学利用所采集的数据在坐标纸上描点，绘制出了如图所示的图线。从图线上看类似于双曲线，那么，空气柱的压强跟体积是否成反比呢？请写出进行判断的一种方法 。 【答案】(1)C (2)作出压强与体积的倒数图像，若图像为一条过原点的倾斜直线，则可认为压强跟体积成反比 【解析】（1）AB．实验过程中要保证气体温度不变，而用手握注射器或快速推拉活塞改变气体体积，均会使气体温度改变，故AB错误； C．实验过程中为保证气体的质量一定，则橡胶套要有良好的密闭性，故C正确。 故选C。 （2）一种判断方法是作出压强与体积的倒数图像，若图像的延长线过原点，且为一条倾斜直线，即，则可认为压强跟体积成反比。 9．（2025·北京海淀·期末）某实验小组利用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图1所示。气体压强传感器通过胶管与注射器相连。由注射器壁上的刻度可以读出气体的体积V，由压强传感器可以测得气体的压强p。 (1)关于本实验，下列说法正确的是______。 A．实验中应缓慢推拉活塞 B．实验中不可用手接触注射器的针筒部分 C．必须测出注射器内封闭气体的质量 (2)该小组同学利用实验中得到的体积V与压强p的实验数据，绘制出的p−V图像为曲线。他们猜想如果图像中的各点位于过原点的同一直线上，就可以说明压强与体积成反比。为了验证猜想，他们作出如图2所示的图像。请写出该图线不过原点的原因 。 (3)在（2）的基础上，该小组同学利用该装置测量一小石子的体积。他们将小石子装入注射器内进行实验，记录体积V和压强p。根据实验测量数据，作出如图3所示的图像，则石子体积为 。（用图中相关物理量表示） 【答案】(1)AB (2)未计入压强传感器与注射器相连处胶管中气体的体积 (3)V1+V0/V0+V1 【解析】（1）A．缓慢推拉活塞，能使气体有足够时间与外界进行热交换，保持温度不变，故A正确； B．用手接触注射器针筒部分，会使气体温度改变，影响实验结果，故B正确； C．本实验探究的是一定质量气体压强与体积的关系，不需要测量气体质量，只要保证气体质量不变即可，故C错误。故选AB。 （2）在实验中，压强传感器与注射器间存在一定体积的气体V′，这部分气体在计算时没有被考虑到。 由理想气体状态方程 可得 结合图2可知压强传感器与注射器间存在一定体积的气体 （3）将小石子装入注射器内进行实验，小石子的体积为V石 由理想气体状态方程 可得 结合图3可知 石子体积 10．（2025·北京大兴一中·查漏补缺）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) 【解析】（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。 03 测量玻璃的折射率 11．（2025·北京十一中·月考）测光的折射率和波长 (1)某同学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作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，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。则： a.若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为 ； b.图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大？ （填“P3”或“P4”） (2)如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。 a.已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为 mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测景结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ= m（两空均保留2位有效数字）。 b.另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是( ) A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片 【答案】(1) P4 (2)0.25 D 【解析】（1）[1]根据题意可知，液体中的入射角为30°，空气中的折射角为90°-30°=60° 则折射率 [2]光在位置P4处空气中的折射角更大，根据折射定律可知，P4位置对应的折射率值大。 （2）[1]根据游标卡尺的读数规律可知，该读数为 [2]A到B条纹间的距离为8.40mm，则相邻明条纹夹角 根据 解得 [3]A．根据干涉条纹公式有 可知，条纹间距与滤光片的位置无关，即仅将滤光片移至单缝和双缝之间，像屏上条纹数目不改变，故A错误； B．根据干涉条纹公式可知，条纹间距与单缝、双缝之间的间距无关，即仅将单缝远离双缝移动少许，像屏上条纹数目不改变，故B错误； C．若仅将单缝与双缝的位置互换，则像屏上发生的是衍射现象，故C错误； D．根据干涉条纹公式可知，仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，则波长变短，相邻明条纹间距变小，则像屏上条纹数目增多，故D正确。故选D。 12．（2025·北京朝阳·二模）某小组同学利用“插针法”测定玻璃的折射率。在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点，如图所示。用刻度尺测得AB的长度为，CD的长度为，则玻璃的折射率 。 【答案】 【解析】设光线在O点的入射角为，折射角为，所画圆的半径为，根据几何关系可得， 则玻璃的折射率为 联立可得 13．（2025·北京101中学·期中）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，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aaʹ和bbʹ。O为直线AO与aaʹ的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是（　　） A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4作直线交bbʹ于Oʹ，连接OOʹ，过O作垂直于aaʹ的直线kgʹ，测量图甲中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n= 。 (3)某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，以O点为圆小，OA为半径画圆，交OOʹ延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得AB=6cm，CD=4cm，则可求出玻璃的折射率n= 。 (4)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（　　） A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 C．无论光以什么角度从aaʹ射入，经一次折射后达到界面bbʹ都能射出 D．如图所示，如果误将玻璃砖的边bbʹ画到ccʹ（ccʹ与bbʹ平行），折射率的测量值将偏小 (5)该小组同学根据所学的光学知识，设计了一个液体折射率测量仪，如下图所示。在一圆盘上，过其圆心作两条互相垂直的直径BC、EF，选取某条半径AO（测量出∠AOF=θ），AO的延长线与圆周交点标记为K，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，小组成员通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P1所插的位置，就可直接读出所测液体折射率的值。关于该液体折射率测量仪，则下列说法正确的是（　　） A．K处所对应的折射率的值应为1 B．P3处对应的折射率的值大于P4处对应的折射率的值 C．该测量仪的量程与选定的θ值相关，θ越小量程越大 D．对于给定的θ值，若相邻两个刻度的折射率差值相同，则圆周KC部分折射率刻度不均匀，靠近C刻度稀疏，靠近K刻度密集 【答案】(1)BD (2) (3)1.5 (4)BCD (5)ACD 【解析】（1）该同学接下来要完成的必要步骤有插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。故选BD。 （2）根据折射定律可得玻璃的折射率为 （3）根据折射定律可得 （4）A．入射角越大，折射率的测量越准确，故A错误； B．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，故B正确； C．根据光路的可逆性可知，无论光以什么角度从aaʹ射入，经一次折射后达到界面bbʹ都能射出，故C正确； D．作出光路图如图所示 由图可知，光线在aaʹ边界发生折射时折射角偏大，根据折射定律可知，折射率的测量值将偏小，故D正确。故选BCD。 （5）A．AO的延长线与圆周交点标记为K，由于入射角等于折射角，根据折射定律可知，K处所对应的折射率的值应为1，故A正确； B．P3处对应的折射率为 P4处对应的折射率为 由于∠P3OE小于∠P4OE，则P3处对应的折射率的值小于P4处对应的折射率的值，故B错误； C．由以上分析可知，该测量仪的量程与选定的θ值相关，θ越小，则∠P3OE越大，即量程越大，故C正确； D．对于给定的θ值，随着∠P3OE增大，则sin∠P3OE增大，但sin∠P3OE增大得越来越慢，故圆周KC部分刻度不均匀，且越靠近K，折射率越小，刻度越密集，越靠近C，折射率越大，刻度越稀疏，故D正确。故选ACD。 04 实验：用双缝干涉测量管的波长 14．（2025·北京北师大实验中学·期中）某同学用双缝干涉测光的波长。 (1)甲、乙两图均为光通过狭缝产生的条纹形状示意图，其中双缝干涉产生的图样如图 （填“甲”或“乙”）。 图甲 图乙 图丙 (2)他将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上，组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量绿光的波长。 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，各光学元件的排列顺序应为 （由左至右，填写元件代号）。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透绿光的滤光片 (3)光屏上呈现出的干涉图样如图丁所示，分划板在图中位置时游标卡尺（20分度）示数如图戊所示，测量值；在B位置时游标卡尺示数如图己所示，测量值： 。 (4)已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，实验中计算波长的表达式 （用的符号表示）。根据上述数据，形成此干涉图样的单色光的波长为 nm。 图丁 图戊 图己 【答案】(1)甲 (2)CEDBA (3)105.60 (4) 562.5 【解析】（1）干涉条纹间距相等，明条纹宽度相等，衍射条纹中央明条纹最宽，两侧明条纹逐渐变窄，可知干涉图样是甲。 （2）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为透绿光的滤光片、单缝、双缝、光屏，即由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为CEDBA。 （3）根据游标卡尺的读数规律，该读数为 （4）[1]根据上述可知，相邻明条纹中心之间的间距为 由于 可得 [2]将已知数据代入上式有 15．（2025·北京市第三十五中学·期中）某同学用如图所示装置测某单色光的波长。他测得双缝到屏的距离l=800.0mm，双缝间距d=0.20mm。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，此时50分度游标卡尺的读数为12.32mm；继续转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心时，游标卡尺的读数为24.32mm；由以上数据可得，该单色光波长的测量值为λ＝ m（结果保留两位有效数字） 【答案】6.0×10-7 【解析】第1条亮条纹的中心到第6条亮条纹的中心的距离为5个间距，可得 由双缝干涉的条纹间距公式，可得波长为 16．（2025·北京市昌平区·二模）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中 (1)相邻两条亮条纹间的距离需用测量头测出。某同学调整手轮，使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，某次实验手轮上的示数如图所示。已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个等分刻度，此时读数为 mm。 (2)已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L。实验测得n条亮条纹的间距为a，则该光的波长 。 【答案】(1)15.02 (2) 【解析】（1）游标卡尺的读数为 （2）相邻条纹间距为 根据条纹间距公式 联立可得 17．（2025·北京北师大附中·期中）我们用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。 (1)关于该实验，下列说法正确的是______。 A．A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 C．调节单缝与双缝的位置，并使单缝与双缝相互平行 D．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的某一侧边缘对齐 (2)关于实验现象，下列说法正确的是______。 A．如果将光源换成激光光源，去掉单缝，该实验照样可以完成 B．若仅挡住双缝中的一条缝，屏上的条纹就会全部消失 C．若只将滤光片去掉，屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹 D．若仅换成长度更小的遮光筒可以增加从目镜中观察到的条纹个数 (3)已知双缝间距离d=0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0cm，如图乙所示，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标的位置如图丁所示，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丙所示，此时卡尺的主尺和游标的位置如图戊所示，则戊图游标卡尺上的读数 mm。由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是 m（此计算结果保留3位有效数字）。 【答案】(1)BC (2)ACD (3)9.6 【解析】（1）AB．做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，仪器摆放的顺序为：光源，凸透镜，滤光片，单缝，双缝，遮光筒，故A错误，B正确； C．调节单缝与双缝的位置，并使单缝与双缝相互平行，故C正确； D．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故D错误。故选BC。 （2）A．将光源换成激光光源，激光是相干光源，单色性好，所以可以去掉单缝，故A正确； B．发生干涉现象时，若挡住双缝中的一条缝，屏上也会有条纹，是衍射条纹，故B错误； C．若只将滤光片去掉，则将单色光的双缝干涉变成白光的双缝干涉现象，由于白光是复合光，有各种不同频率的光，依据干涉条纹间距公式 那么屏上会出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹，故C正确； D．依据干涉条纹间距公式 可知，若仅换成长度更小的遮光筒，即减小，则减小，可以增加从目镜中观察到的条纹个数，故D正确。故选ACD。 （3）[1][2]图丁中游标卡尺的读数 图戊中游标卡尺的读数 可知相邻亮纹间距离 依据干涉条纹间距公式 可得单色光的波长 1．（2025·北京平谷·开学考试）某同学用如图1所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)在实验中，下列哪些操作不是必需的（　　） A．读取刻度尺上显示的空气柱长度 B．读取压力表上显示的压强值 C．测出注射器的直径 (2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是 。 (3)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，该同学进行了两次实验，得到的图像如图2所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T₁ （选填“<”“=”或“>”）T₂。 (4)该同学用传感器进行该实验，实验装置如图3所示。先在注射器内壁上涂一些润滑油，然后把活塞移至注射器中间位置，注射器通过塑料管与气体压强传感器连接；缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值V、以及由计算机显示的对应的气体压强值p。借鉴教科书中“探究加速度与质量关系”的数据处理方法，根据实验获取的数据得到V与的线性函数图像，如图4所示，请结合图像说明的意义 。 【答案】(1)C (2)保持气体温度不变 (3) (4)软管内气体体积 【解析】（1）AC．由于注射器的直径均匀恒定，根据 可知，体积和空气柱长度成正比，所以只需要读取刻度尺上显示的空气长度，无需测量直径，故读取刻度尺上显示的空气柱长度操作需要，A正确不符合题意。测出注射器的直径操作不需要，C错误符合题意； B．为了得知气压的变化情况，需要读取压力表上显示的气压值，故该操作需要。B正确不符合题意。故选C。 （2）用手握住玻璃管（或注射器）会使气体温度因手的温度改变，缓慢推动活塞且用铁架台固定，能让气体有足够时间与外界进行热交换，保持温度不变，满足等温变化条件，即保持气体温度不变。 （3）由图像可知同一体积所对应的压强更大，根据 可知，可得的温度更高。 （4）设软管内气体体积为，根据 整理得 结合图像有 说明的表示的软管内气体体积。 2．（2025·北京101中学·期中）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 (1)在实验中，下列哪些操作不是必需的（　　） A．用橡胶塞密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径 C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度 (2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是 。 (3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是（　　） A． B． C． D． (4)实验中测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，用p作纵轴，作横轴，画出图像如图实线所示，图像出现弯曲的可能原因是（　　） A．实验过程中气体温度升高 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中堵住针孔的橡皮帽漏气 D．在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强 【答案】(1)B (2)尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变 (3)C (4)BC 【解析】（1）A．用橡胶塞密封注射器的下端，是为了封住一定量的气体，故A错误； B．没有必要测量柱塞的直径，由于整个过程中，截面不变，知道长度就可以，列方程时，两边截面可以消掉，故B正确； C．读取压力表上显示的气压值，可以知道初末状态的气压值，故C错误； D．读取刻度尺上显示的空气柱长度来表示空气的体积，故D错误。故选B。 （2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的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。 （3）图像中直线比曲线直观，在等温变化中，p与成正比，因此画p-图像，应是一条过坐标原点的直线。故选C。 （4）由于图线向下弯曲，说明pV乘积减小，由得：可能是实验过程中有漏气现象或者气体温度降低。故选BC。 3．（2025·北京十一中·月考）(1)某学生在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，发现计算的直径偏小，可能的原因是（　　） A．爽身粉撒的过多 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间 D．求每滴体积时，1的溶液的滴数误多记了10滴 (2)某小组在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验过程中，环境温度明显升高，其他操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是（　　） A． B． C． D． (3)如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定和界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察和的像。此后正确的操作步骤是（　　） A．插上大头针，使挡住的像 B．插上大头针，使挡住、的像 C．插上大头针，使挡住的像 D．插上大头针，使挡住和、的像 (4)在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时（如图乙），刻度板上的示数如图丙所示，其读数为 mm。若测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，A、B两条纹间距为x，则光的波长为 。 【答案】(1)CD (2)C (3)BD (4)11.4 【解析】（1）根据进行分析 A．爽身粉撒的过多，使得油酸没有完全展开，则油膜面积偏小，则导致测量结果偏大，故A错误； B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏大，故B错误； C．油酸酒精溶液是久置的，由于酒精发生挥发使得浓度变大，则计算时的浓度偏小，1滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏小，故C正确； D．测一滴溶液体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴，则1滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏小，故D正确。故选CD。 （2）根据 可得 温度升高，可知图像斜率变大。故选C。 （3）根据题意可知，然后应插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使挡住和、的像，从而确定出射光线，故此后正确的操作步骤为BD。 （4）[1]游标卡尺的读数为 [2]根据题意可知相邻条纹间距为 根据 可得 4．（2025·北京八十中·月考）物理实验一般都涉及实验目的、实验方法、实验原理、实验仪器、实验操作、数据分析等。 (1)如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和，O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。该同学接下来要完成的必要步骤有______。 A．插上大头针，使挡住、的像 B．插上大头针，使仅挡住 C．插上大头针，使挡住和、的像 (2)某实验小组用如图所示装置做“用单摆测重力加速度”实验。 ①某同学将摆球沿垂直纸面的方向向外拉开大约5°，然后由静止释放，摆动稳定后，自摆球经过最低点时记为0次并用停表开始计时，此后摆球每经过最低点一次计数一次，计数到50时，停表的读数为t，则摆的振动周期 （用t表示）。 ②若甲同学测得的g值偏大，其原因可能是 。 A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间 C．开始计时，停表过早按下 D．单摆悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了 (3)如图甲所示，某同学用传感器探究气体等温变化的规律。先在注射器内壁上涂一些润滑油，然后把活塞移至注射器中间位置，注射器通过塑料管与气体压强传感器连接；缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值V以及由计算机显示的对应的气体压强值p。根据实验获取的数据得到V与的线性函数图像，如图乙所示，请结合图像说明的意义 。 【答案】(1)AC (2) A (3)塑料管内的气体体积 【解析】（1）该同学接下来要完成的必要步骤有：确定大头针的位置，方法是插上大头针，使能挡住、的像；确定大头针的位置，方法是插上大头针，使大头针能挡住和、的像，故选AC。 （2）[1]摆球完成全振动25次，故 可得摆的振动周期 [2] A．根据单摆周期公式 可得 测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量偏大，则测得的g值偏大，故A符合题意； B．把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间，则周期测量偏大，则测得的g值偏小，故B不符合题意； C．开始计时，停表过早按下，则周期测量偏大，则测得的g值偏小，故C不符合题意； D．单摆悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了，相当于摆长测量偏小，则测得的g值偏小，故D不符合题意。故选A。 （3）设塑料管内的气体体积为，气体温度不变，根据 整理可得 可得图像的纵截距为，即 故表示塑料管内的气体体积。 5．（2025·北京大兴一中·查漏补缺）某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。 (1)为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是___________。（填正确答案标号） A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′ B．在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2 C．实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差 (2)为探究介质折射率与光的频率的关系，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，并标记红光和绿光，如图乙所示。此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关。频率大，折射率 （填“大”或“小”） 【答案】(1)B (2)大 【解析】（1）A．在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与a对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和，故A错误； B．在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2，故B正确； C．实验时入射角θ1应尽量大一些，但也不能太大，以减小实验误差，故C错误。故选B。 （2）绿光频率大于红光，由图乙，绿光折射角比红光折射角小，故有 故对于同一种介质，折射率与光的频率有关，频率大，折射率大。 6．（2024·北京第三十五中学·期中）某组同学做测量玻璃的折射率实验 (1)如图甲所示，在本实验中，为了减小误差，下列说法正确的是（　　） A．实验时，大头针P1和P2之间、P3与P4之间的距离要小一些 B．入射角应适当大一些，但也不宜太大 C．在操作时，手不能触摸玻璃砖的光学平面，也不能用玻璃砖代替直尺画界面 D．实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置可上下移动 (2)如图乙所示，A同学在实验中将玻璃砖界面aa’和bb’的间距画得过宽了。若其他操作正确，则折射率的测量值 准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”） (3)B同学先用插针法正确画出光路图如图丙，AO为入射光线，OB为折射光线。他过B点向交界面作垂线BN，延长AO与垂线BN交于点M。则该玻璃的折射率为n＝ （用图中线段长度表示）；请根据图中所画出的尺寸，计算出玻璃的折射率n＝ （结果保留2位有效数字）。 【答案】(1)BC (2)小于 (3) 1.4 【解析】（1）A．为减小实验误差，大头针P1和P2之间、P3与P4之间的距离要大一些，故A错误； B．为减小实验误差，入射角应适当大一些，但也不宜太大，故B正确； C．在操作时，手不能触摸玻璃砖的光学平面，也不能用玻璃砖代替直尺画界面，否则会影响玻璃砖的折射率，故C正确； D．实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置不可上下移动，故D错误。故选BC。 （2）以实线作出实际光路图，用虚线作出测量光路图，如图所示 根据图像可知，光进入玻璃砖的入射角不变，测量时的折射角偏大，则折射率的测量值将偏小。 （3）[1]令法线与入射光线之间的夹角，即入射角为，法线与折射光线之间的夹角，即折射角为，根据几何关系有sin＝，sin＝ 根据折射率的表达式有 [2]测量可知 7．（2025·北京人大附中·月考）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，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和。O为直线与的交点。在直线上竖直地插上，两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是________。 A．插上大头针，使仅挡住的像 B．插上大头针，使挡住的像和的像 C．插上大头针，使仅挡住 D．插上大头针，使挡住和、的像 (2)过、作直线交于，连接，过O作垂直于的直线，测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率 。 (3)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是________。 A．入射角越小，折射率的测量越准确 B．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 C．如果在界面光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃传 D．不论光以什么角度从射入，经一次折射后达到界面都能射出 E．如图所示，如果误将玻璃砖的边画到（与平行），折射率的测量值将偏大 F．如图所示，如果画线正确，也就是，与玻璃砖的宽度相同且平行，但做实验时不小心玻璃与所画的线，向上平行错位了，则折射率的测量值将偏小。 【答案】(1)BD (2); (3)BD 【解析】（1）利用插针法测定玻璃的折射率时，插上大头针，要使挡住的像和的像，插上大头针，要使挡住和、的像，使得四个大头针在同一条光路上。故选BD。 （2）由折射定律可知，玻璃砖的折射率为 （3）A．为使折射率测量准确，入射角不能太小，应该适当大一些，故A错误； B．和的距离应适当取大些能减小作图误差，故B正确； C．临界角是在光密介质中射入光疏介质时发生全反射的临界角度，而从光疏介质射入光密介质时不会发生全反射，故C错误； D．只要光能射进玻璃砖，经一次折射后达到界面都能射出，故D正确； E．此时折射角β偏大，则折射率测量值偏小，故E错误； F．此时入射角和折射角均不变，则折射率测量值不变，故F错误。 故选BD。 8．（2025·北京通州·期末）某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，所用的实验装置如图甲所示。 (1)图甲2处固定的元件是______。 A．单缝 B．双缝 C．滤光片 (2)该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竖线未对齐，如图乙所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节______。 A．仅旋转遮光筒 B．仅旋转单缝 C．仅旋转双缝 D．仅旋转测量头 (3)调整好实验器材后，如图丙所示，实验中该同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时，手轮的读数分别记为、（），双缝间距为，毛玻璃屏与双缝间的距离为，则入射的单色光的波长的表达式为 。（用题中涉及的物理量符号表示） (4)另一同学以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），下列说法正确的______。 A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失 B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在 C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮 D．屏上无任何光亮 (5)1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单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丁所示，为单色光源，为一平面镜。发出的光直接照在光屏上，同时发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。设光源到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光的波长为。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距的表达式 。 【答案】(1)A (2)D (3) (4)C (5) 【解析】（1）图甲1处是滤光片，2处固定的元件是单缝，3是双缝。故选A。 （2）要得到清晰干涉图样需要单缝与双缝平行，所以应调节测量头使干涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上，即D选项符合题意。故选D。 （3）相邻亮条纹之间的距离 根据双缝干涉条纹间距公式 单色光的波长 （4）在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），由于绿光和红光的频率不同，则不能发生干涉，但屏仍有光亮。故选C。 （5）从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看作双缝干涉，所以之间的距离为d，而光源S到光屏的距离看以看作双孔屏到像屏距离l，等效双缝间距 根据相邻条纹间距公式 解得相邻两条亮纹（或暗纹）间距为 1．（2025·北京·高考真题）(1)下列实验操作，正确的是________（填选项前的字母）。 A．用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球并同时开始计时 B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流电压挡测电压 C．用多用电表测电阻前应先把两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 (2)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。 ①双缝应该放置在图1中 处（填“A”或“B”）。 ②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为 。 (3)某电流表出现故障，其内部电路如图3所示。用多用电表的欧姆挡检测故障，两表笔接时表头指针不偏转，接和时表头指针都偏转。出现故障的原因是________（填选项前的字母）。 A．表头断路 B．电阻断路 C．电阻断路 【答案】(1)B (2)B 3.185（3.183~3.187） (3)C 【解析】（1）A．最高点小球速度为0，有加速过程造成摆动不明显，计时不准确，摆球在最低点速度最快，因此需要在最低点开始计时，A错误； B．变压器原、副线圈上为交变电压，使用多用电表的交流电压挡测量，B正确； C．用多用电表测电阻之前需要先进行机械调零，之后选择合适的倍率，然后将红黑表笔短接，进行欧姆调零，C错误。故选B。 （2）[1]双缝应置于单缝后边，因此A为单缝，B为双缝； [2]螺旋测微器读数为 （3）A．表头断路，表笔连任意两端，电流都无法通过表头，均不发生偏转，A错误； B．电阻断路，连接A、B时，电流通过表头和与欧姆挡构成闭合回路，表头偏转，B错误； C．电阻断路，连接A、B时，电流无法通过表头和与欧姆挡构成闭合回路，表头不偏转；连接A、C和B、C均能与欧姆挡构成闭合回路，表头发生偏转，C正确。故选C。 2．（2025·福建·真题）某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸，玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺，如图（a）所示。实验操作过程如下： （1）调配一定浓度的糖水，注入水平放置的玻璃缸中。 （2）打开激光器，让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。 （3）调整激光器，使入射点O处于竖直刻度尺的正后方，光路如图（b）所示，其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点，B点是折射光线与玻璃缸底部的交点，A、B点到法线的距离分别为，到液面的距离分别为。测得的值，并利用表达式 （用表示）求出糖水折射率。 （4）改变缸内糖水浓度，进行多次实验，将实验数据填入下表。 浓度/% 11.8 21.1 32.0 39.1 51.1 折射率n 1.34 1.36 1.38 1.40 1.42 （5）在图（c）给出的坐标纸上补上浓度的数据点。分析图中数据点，可知糖水折射率随浓度近似线性变化，绘制出“”图线 。 （6）由所绘图线可知，糖水浓度每增加10.0%，折射率增大 。（结果保留2位有效数字） 【答案】 0.020 【解析】（3）[1]设入射角为，折射角为，根据几何关系有， 根据折射定律 可得糖水的折射率为 （5）[2]将浓度的数据点为补在图上并绘制拟合直线，“”图线如图所示 （6）[3]由图线可知，图线斜率为0.20，即浓度每增加10.0%，折射率增大0.020。 3．（2024·北京·真题）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图，测出了入射角i和折射角r，则此玻璃的折射率n = 。 【答案】 【解析】根据折射定律有 sini = nsinr 解得 4．（2025·河北·高考真题）自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定振荡电路的频率来确定水位高度。 某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。 (1)研究集气室内气体压强与体积的关系 ①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小 （填“会”或“不会”）影响集气室内气体压强的大小。 ②测量集气室高度、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 0.33 0.40 0.42 0.52 0.61 0.70 0.78 0.87 实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量，根据数据判断，测量 （填“H”或“h”）产生的相对误差较小。 ③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与的关系曲线，如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点，经检查实验仪器完好，实验装置密封良好，操作过程规范，数据记录准确，则该延长线不过原点的主要原因是 (2)研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的图像，u的频率即为振荡电路的频率。振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是，则图中 （填“甲”或“乙”）对应的水位较高。 【答案】(1)不会 见解析 (2)乙 【解析】（1）①[1]集气室内气体压强等于桶内水位高度H和集气室进水高度的高度差产生的压强和大气压强之和，根据可知其内径D的大小不会影响影响集气室内气体压强的大小； ②[2]由于实验中使用同一把刻度尺进行测量，分度值相同，根据数据分析，桶内水位高度明显大于集气室内进水高度，所以测量桶内水位高度产生的相对误差较小； ③[3]该延长线不过原点的主要原因是与集气室相连的细管中的气体被忽略不计，导致集气室气体体积相比于实际气体体积偏小。 （2）桶内水位高度越大，集气室内气体压强越大，铁芯进入电感线圈的长度越大，电感线圈的自感系数越大，根据可知震荡电路的周期越大，所以图3中乙对应的水位较高。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $