第18讲 热学和光学实验(强化练)-【优化探究】2026年高考物理二轮专题复习配套课件（广东专版）

2 3 4 5 6 1 [基础保分练] 1.(6分)(2025·广东中山模拟)某同学在“用油膜法估测油酸分子直径大小”的实验中,进行了如下操作: A.将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中,记下50滴溶液的体积为2 mL B.向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀地撒入痱子粉 C.将1 mL纯油酸加入酒精中,得到2×103 mL的油酸酒精溶液 D.把玻璃板放在坐标纸上,计算出薄膜的面积 E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待水面稳定后将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓 F.按照得到的数据,估算出油酸分子的直径 2 3 4 5 6 1 (1)上述操作正确的顺序是　 　　　(填步骤前的字母)。  解析:在“用油膜法估测油酸分子直径大小”的实验中,正确的操作顺序是:将1 mL纯油酸加入酒精中,得到2×103 mL的油酸酒精溶液;将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中,记下50滴溶液的体积为2 mL;向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀地撒入痱子粉;把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待水面稳定后将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓;把玻璃板放在坐标纸上,计算出薄膜的面积;按照得到的数据,估算出油酸分子的直径。故正确的操作顺序是CABEDF。 CABEDF 2 3 4 5 6 1 (2)将描出油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,已知坐标纸中正方形小方格的边长为2 cm, 则本次实验测得的油酸分子直径大小约为　　 　　m (结果保留两位有效数字)。  解析:图中油膜中大约有60个小方格,则油膜面积为S=60×22 cm2= 2.4×10-2 m2,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0=×× 10-6 m3=2×10-11 m3,则本次实验测得的油酸分子直径大小约为d== m≈8.3×10-10 m。 8.3×10-10 2 3 4 5 6 1 (3)若实验时痱子粉撒得太厚,会导致所测的分子直径　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。  解析:若实验时痱子粉撒得太厚,则油膜面积测量值比单层分子油膜面积真实值偏小,根据d=可知会导致所测的分子直径偏大。 偏大 2 3 4 5 6 1 (4)若已知纯油酸的密度为ρ,摩尔质量为M,在测出油酸分子直径d 后,还可以继续测出阿伏伽德罗常数NA=　　　　(用题中给出的物理量符号表示)。  解析:纯油酸的摩尔体积为V=, 一个油酸分子的体积为 V1=π()3=, 则阿伏伽德罗常数为NA==。 2 3 4 5 6 1 2.(6分)(2025·广东茂名二模)某同学为了测量固体药物的体积,设计了如图甲所示的测量装置(装置密封性良好)。 测量步骤如下: ①把待测药物放进注射器内;②把注射器活塞推至适当位置,然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接;③移动活塞,记录注射器的刻度值V以及气体压强值p;④重复上述步骤③,多次测量;⑤根据记录的数据,作出图像,并利用图像计算固体药物体积。 2 3 4 5 6 1 解析:在操作步骤③中,为了保证气体温度不变,应缓慢移动活塞。 缓慢 (1)在操作步骤③中,　　　　(选填“缓慢”“快速”或“以任意速度”)移动活塞。   2 3 4 5 6 1 解析:设固体药物的体积为V0,以气体为研究对象,根据玻意耳定律可得p(V-V0)=c,整理可得V=c·+V0,为了得到直线图像,纵坐标是V,则横坐标应该选用。 (2)在操作步骤⑤中,为了得到直线图像,纵坐标是V,则横坐标应该选用 　　　(选填“p”“”或“p2”)。   2 3 4 5 6 1 解析:根据V=c·+V0,结合题图乙可知,待测药物的体积为V0=b。 b (3)选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到的直线图像如图乙所示,其延长线分别交横、纵坐标的坐标值为a、b,则待测药物的体积为 　　　　(用题目中已知量表示)。   2 3 4 5 6 1 解析:由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积,设该容积为V1,以气体为研究对象,根据玻意耳定律可得p(V+V1-)=c,整理可得V=c·+-V1,结合题图乙可知-V1=b=<,可知造成的测量值比真实值偏小。 偏小 (4)由于压强传感器和注射器连接处软管存在一 定容积,由此造成的测量值比真实值　　　(选填 “偏大”“偏小”或“相同”)。   2 3 4 5 6 1 3.(6分)(2025·广东湛江模拟)在“用双缝干涉实验测定光的波长”的实验中: (1)如图所示,光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件,其中a、b、c、d各元件的名称依次是　　　　。   A.单缝、滤光片、双缝、光屏 B.单缝、双缝、滤光片、光屏 C.滤光片、单缝、双缝、光屏 D.滤光片、双缝、单缝、光屏 解析:根据实验原理可知,a、b、c、d各元件的名称依次是滤光片、单缝、双缝、光屏,故选C。 C 2 3 4 5 6 1 (2)在实验中观察到的干涉条纹如图甲所示,转动手轮,分划板上的刻度线处于x1、x2位置时,螺旋测微器对应的示数如图乙、丙所示,图丙读数为 x2= 　 　　　mm。已知双缝间距离为d,双缝到光屏的距离为 L,实验测得光的波长λ=　　　　(结果用x1、x2、d、L表示,不能引入新的字母)。   解析:螺旋测微器的精确度为0.01 mm,读数为7.5 mm+36.8×0.01 mm= 7.868 mm。由干涉条纹间距公式有Δx=λ,其中Δx=,解得λ=。 7.868(±0.001均可) 　 2 3 4 5 6 1 (3)若在另一次实验操作中,发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丁所示,则此情形下波长的测量值　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。   解析:此情形将造成条纹间距的测量值偏大,根据双缝干涉的条纹间距公式可知波长的测量值将偏大。 大于 2 3 4 5 6 1 [提能争分练] 4.(8分)(2025·广东梅州模拟)学校物理小组的同学们利用 如图甲所示的实验装置探究一定质量的气体等压变化规 律。注射器竖直固定在铁架台上,其中密封了一定质量的 气体,柱塞上固定一重物,被密封的空气柱浸没在烧杯的液 体中,液体中放置有温度计(图中未标出)。忽略柱塞与注射 器之间的摩擦,通过改变烧杯内液体温度 读取多组温度、体积数值,并作体积— 温度图像。 2 3 4 5 6 1 (1)下列说法正确的是　　　　。  A.温度计位置应尽量远离空气柱 B.柱塞上应涂上润滑油 C.每次改变烧杯中液体的温度时,应立即读出空气柱的体积 解析:温度计应尽量靠近注射器空气柱位置,以免温度计测得的温度和空气柱温度存在温差,A项错误;柱塞上涂上润滑油可增强密封性,B项正确;应该等充分热交换后温度计示数稳定后再读取空气柱体积,C项错误。 B 2 3 4 5 6 1 (2)某同学作出的V-T图像如图乙所示,图像不过原点的原因可能是  　　　　　　　　。  解析:设橡胶塞内气体体积为ΔV,则有=c,即V=T-ΔV,所以图像不过原点的原因是未考虑橡胶塞内注射器细管中的气体体积。 未考虑橡胶塞内注射器细管中的气体体积 2 3 4 5 6 1 (3)保持密封空气柱质量不变,改变重物质量,通过两次实验作出V-T图像得到的两条直线如图丙所示。若两条直线斜率分别为k1、k2,两次重物及柱塞的总质量分别为m1、m2,柱塞横截面积为S,重力加速度为g,则大气压强可表示为 　 　　　(用题中所给字母表示)。  解析:由(2)知k1=,k2=,对柱塞及重物由平衡条件有p1S=m1g+p0S,p2S=m2g+p0S,解得p0=。 2 3 4 5 6 1 5.(8分)如图所示的阴影部分ABC为一透明光学元件的横截面,AC为圆心在O点的圆弧面,ABCO构成正方形。现要测定该元件的折射率,可供选用的器材还有:大头针、笔、刻度尺、圆规、平整的木板、图钉、白纸。 2 3 4 5 6 1 (1)某小组进行了如下的实验操作,下列实验操作步骤的正确顺序是　　 　。  A.移去大头针和光学元件,记录好P1、P2和P3的孔洞位置,在固定好的白纸上作出直角坐标系xOy,Ox轴与OC重合,Oy轴与OA重合 B.将白纸用图钉固定在平整木板上,在白纸上画出光学元件的横截面图,标好对应关系,把光学元件放在白纸上,使它的横截面与图中画线对齐 C.用刻度尺测出P1、P2和P3在直角坐标系xOy中的坐标P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3),计算出此光学元件的折射率n D.在O点竖直插大头针P,在D点竖直插大头针P1,在AB外侧调整视线观察到大头针P和P1的像在一条直线上,再竖直插上两枚大头针P2、P3,使P2挡住P和P1的像,P3挡住P、P1的像和P2 BDAC 2 3 4 5 6 1 解析:实验操作步骤为:将白纸用图钉固定在平整木板上,在白纸上画出光学元件的横截面图,标好对应关系,把光学元件放在白纸上,使它的横截面与图中画线对齐;在O点竖直插大头针P,在D点竖直插大头针P1,在AB外侧调整视线观察到大头针P和P1的像在一条直线上,再竖直插上两枚大头针P2、P3,使P2挡住P和P1的像,P3挡住P、P1的像和P2;移去大头针和光学元件,记录好P1、P2和P3的孔洞位置,在固定好的白纸上作出直角坐标系xOy,Ox轴与OC重合,Oy轴与OA重合;用刻度尺测出P1、P2和P3在直角坐标系xOy中的坐标P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3),计算出此光学元件的折射率n。故实验操作步骤的正确顺序是BDAC。 2 3 4 5 6 1 (2)根据实验所得的P1、P2和P3坐标,求出此光学元件折射率测量值的表达式为n=　　　 　(用测量的坐标值表示)。  解析:根据几何关系可得,入射角的正弦值为sin α=,折射角的正弦值为sin β=,根据折射定律可得,此光学元件折射率测量值的表达式为n==。 2 3 4 5 6 1 (3)步骤D中,在D点竖直插大头针P1,发现在AB外侧无论怎样调整视线都不能观察到大头针P和P1的像在一条直线上,这是为什么?  　 　 　 　 　 　 　 　。  解析:在D点竖直插大头针P1,发现在AB外侧无论怎样调整视线都不能观察到大头针P和P1的像在一条直线上,是因为沿OD方向射入的光线在AB边发生了全反射。 沿OD方向射入的光线在AB边发生了全反射 2 3 4 5 6 1 6.(8分)在“用双缝干涉实验测定光的波长”实验中,双缝间距为d,双缝到光屏间的距离为L,在调节好实验装置后,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹,当分划板在图中B位置时,对应游标卡尺读数如图。 2 3 4 5 6 1 (1)分划板在图中B位置时游标卡尺读数xB=　　　　mm。  解析:由题图可知游标卡尺主尺刻度为15 mm, 而游标尺为10分度,精度为0.1 mm,游标尺第5 格与主尺刻度对齐,可知游标尺读数为5× 0.1 mm=0.5 mm,分划板在题图中B位置时 游标卡尺读数xB=15 mm+0.5 mm=15.5 mm。 15.5 2 3 4 5 6 1 (2)若分划板在图中A位置时游标卡尺读数为xA(xA<xB),则该单色光的波长的表达式为λ=　 　　　(用xA、xB及题中所给字母及必要的数字表示)。  解析:由相邻条纹间距公式Δx=λ,结合图示两分划板的位置可知,该单色光的波长为λ=。 2 3 4 5 6 1 (3)若用频率更高的单色光照射,同时增大双缝间的距离,则相邻条纹间距　　　　(选填“变宽”“变窄”或“不变”)。  解析:由光的频率与波长之间的关系λ=可知,光的频率越高,波长越短,则由Δx=λ可知,若用频率更高的单色光照射,同时增大双缝间的距离d的情况下,相邻条纹间距将变窄。 变窄 $