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（江苏专版）

2 3 4 5 6 7 8 1 1.(4分)(2025·广西卷改编)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中(　　) A.估测油酸分子大小时,油酸分子可以视为球形 B.油膜的形状稳定后,油酸分子静止不动 C.计算油膜面积时,忽略所有不完整的小正方形 D.与油酸酒精溶液相比,纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 A 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:在用油膜法测分子直径的实验中,把油膜看成单分子油膜,且分子紧密排列。由于分子形状复杂,为简化计算,通常将其视为球形模型,油膜的厚度可以近似看成是球形分子的直径,故A正确;分子在永不停息地做无规则热运动,与宏观物体是否处于稳定状态无关,油膜稳定时,油酸分子仍然在做热运动,故B错误;在计算油膜面积时,为了更准确地估算油膜的面积,对于周边不完整的格子,大于半格的计为一个单位面积,小于半格的不计面积,而不是不完整的格子不计面积,故C错误;酒精可以溶解油酸,使油酸更容易在水面上展开形成单分子油膜,所以实验时加酒精比不加酒精能更好地展开油膜,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 2.(6分)(2025·山东潍坊一模)如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤: 2 3 4 5 6 7 8 1 (1)下列有关该实验的说法正确的是　　　　。  A.实验步骤正确的操作顺序是丙→丁→乙→甲 B.图乙中撒痱子粉是为了防止滴入溶液时液体飞溅出来 C.图丙配制溶液时浓度要大一些,1滴溶液才能在水面形成足够厚的油膜便于测量 D.油酸酒精溶液配制好后,不能搁置很久才做实验,以防酒精挥发影响溶液浓度 D 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:图中实验步骤应先配制油酸酒精溶液,后在浅盘的水面撒入痱子粉,再向浅盘中滴入油酸酒精溶液,最后描绘油膜轮廓,即实验步骤正确的操作顺序是丙→乙→丁→甲,故A错误;图乙中撒痱子粉是为了更加精确地描绘出油膜的轮廓,故B错误;图丙配制溶液时浓度要小一些,1滴溶液才能在水面形成单分子油膜,便于精确测量,故C错误;实验中的酒精容易挥发,油酸酒精溶液配制好后,不能搁置很久才做实验,以防酒精挥发影响溶液浓度,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 (2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%,用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1 mL,取1滴这样的溶液滴入浅盘中,滴入浅盘中的纯油酸体积为　　　 　mL(结果保留两位有效数字)。  1.0×10-5 解析:若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%,用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1 mL,取1滴这样的溶液滴入浅盘中,滴入浅盘中的纯油酸体积为V=×0.1% mL=1.0×10-5 mL。 2 3 4 5 6 7 8 1 (3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到以下油膜形状,对油膜形状的分析正确的是　　　　　　。  A.甲图油膜比较理想,油膜与痱子粉边界清晰,且边界线大致为直线,便于绘制边界 B.乙图油膜不理想,痱子粉撒得太少且不均匀,导致边界不清不便绘制边界 C.丙图油膜满足实验要求,油膜边界比较清晰,痱子粉撒得比较均匀 BC 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:甲图油膜不理想,痱子粉撒得过多,导致油膜过厚,没有形成单分子油膜,故A错误;乙图油膜不理想,痱子粉撒得太少且不均匀,导致边界不清不便绘制边界,故B正确;丙图油膜满足实验要求,油膜边界比较清晰,痱子粉撒得比较均匀,故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 3.(4分)(2025·北京卷)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　　　　(选填“A”或“B”)处。  解析:双缝应置于单缝后边,因此A处为单缝,B处为双缝。 B 2 3 4 5 6 7 8 1 (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　　　 　mm。  解析:螺旋测微器读数为3 mm+18.5×0.01 mm=3.185 mm。 3.185(±0.001均可) 2 3 4 5 6 7 8 1 4.(6分)(2025·安徽卷)利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。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。 2 3 4 5 6 7 8 1 (1)实验中透镜的主要作用是　　　　。  A.将复色光变成单色光 B.获得平行于遮光筒轴线的平行光 C.减小照射到遮光筒的单色光的强度 B 解析:在双缝干涉实验中,凸透镜的主要作用是将光源发出的发散光转换成平行光束,以形成清晰的干涉条纹,故选B。 2 3 4 5 6 7 8 1 (2)若在调节过程中,观察到图乙所示的干涉条纹,则应调节 　 　　　(选填“单缝”“测量头”或“光源的高度”)。  解析:图乙中镜头内未全部被照亮,是因为设备安装时,没有调节光源高度,使光线把整个光屏都照亮,所以应调节光源的高度。 光源的高度 2 3 4 5 6 7 8 1 (3)若测量头分划板的中心刻线分别与暗条纹中心对齐,如图丙所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数分别为a、b(b>a),若双缝之间的距离为d,双缝到光屏的距离为s,则该单色光波长的表达式为λ=　　　　　。  解析:根据Δx=λ可得λ=Δx=·=(b-a)。 (b-a) 2 3 4 5 6 7 8 1 5.(6分)(2025·江苏无锡模拟预测)某实验小组在如图1所示的光具座上摆放各实验装置,利用双缝干涉测定光的波长。双缝间距为d=0.300 mm,双缝到光屏的距离为L=1.20 m,实验时,接通电源,小灯泡作为光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。已知测量头游标尺为50分度。 2 3 4 5 6 7 8 1 (1)某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,先得到图2(a),此时图2(b)中游标卡尺的读数x1=　　　mm,接着再转动手轮,又得到如图3(a),此时图3(b)中游标尺上的读数x2=　　　mm,可得两个相邻条纹间距Δx=　　　mm。  1.16 15.02 2.31 解析: 50分度游标卡尺的精确值为0.02 mm,由题图2(b)可知读数为x1=1 mm +8×0.02 mm=1.16 mm,由题图3(b)可知读数为x2=15 mm+1×0.02 mm= 15.02 mm,则两个相邻条纹间距为Δx== mm=2.31 mm。 2 3 4 5 6 7 8 1 (2)利用上述测量结果,经计算这种色光的波长λ=　　　　nm(结果保留三位有效数字)。  578 解析:根据Δx=λ可得波长为λ== m≈5.78×10-7 m =578 nm。 2 3 4 5 6 7 8 1 (3)若在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片,在旋转偏振片一周的过程中,在目镜中将看到　　　　。  A.因无法干涉,视野中不再有条纹 B.随着偏振片转动,视野中仍有条纹但亮度忽明忽暗 C.随着偏振片转动,视野中仍有条纹且亮度不变化 D.仅当偏振片转动至其透振方向与单、双缝平行时才有清晰条纹,而转至其他角度时条纹几乎无法看到 C 2 3 4 5 6 7 8 1 解析:若在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片,到达双缝的光是从同一偏振片分解出来的,它们满足相干条件,所以视野中仍有条纹,故A错误;在旋转偏振片一周的过程中,在视野中仍有条纹且亮度不变化,只是亮度比没有加偏振片时要暗,故B、D错误,C正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 6.(6分)某实验小组在“测量玻璃的折射率”的实验中,在水平白纸上放好长方形玻璃砖,ab和cd分别是玻璃砖与空气界面的投影。如图(a)所示,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在另一侧透过玻璃砖观察并先后插上大头针P3和P4。 2 3 4 5 6 7 8 1 (1)下列说法正确的是　　　　。  A.P3只需挡住P1的像 B.P4只需挡住P2的像 C.P3需同时挡住P1和P2的像 D.P4需同时挡住P1和P2的像以及P3 CD 解析:该实验用大头针标记光路,要求P3需同时挡住P1和P2的像,P4需同时挡住P1和P2的像以及P3,故选C、D。 2 3 4 5 6 7 8 1 (2)下列措施能提高测量准确度的是　　　　。  A.插在玻璃砖同侧的两大头针的间距尽量大一些 B.选用厚度(即ab与cd间距)较大的玻璃砖 C.选用较粗的大头针 AB 解析:所用玻璃砖的厚度以及插在玻璃砖同侧的大头针的间距尽量大一些,均可减小测量的相对误差,故A、B正确;选用较细的大头针有利于提高准确度,故C错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 (3)如果在某次实验过程中,得到如图(b)所示的光路图,P点为出射光线的反向延长线与玻璃砖右边界的交点。测得NP和NM的长度分别为L1 和L2,则该玻璃砖的折射率为n=　　　　(用L1和L2表示)。  解析:设光线在N点的折射角为θ1,入射角为θ2,如图所示, 根据几何关系有sin θ1=,sin θ2=,根据折射定律有n====。 2 3 4 5 6 7 8 1 7.(6分)(2025·江苏南京模拟预测)某同学用激光测半圆形玻璃砖的折射率,实验过程如下: A.将白纸固定在木板上,画出一条直线,将半圆形玻璃砖的直径边与光屏P平行放置在白纸上,光屏与直线重合; B.从另一侧用平行白纸的激光笔从圆弧A点沿半径方向射入玻璃砖,此时在光屏上的S1处有光点; C.移走玻璃砖,光点移到S2处,移走光屏(此前已在白纸上记录A、O、S1、S2的位置,其中O点为半圆形玻璃砖的圆心); D.以O点为圆心,以OS1为半径画圆,交OS2延长线于C点; E.过O点作OB⊥S1S2所在直线相交于B点,过C点作CD⊥OB延长线相交于D点。 2 3 4 5 6 7 8 1 (1)请在图中画出激光束经半圆形玻璃砖折射后完整的光路图。 解析:光路如图所示。 答案:图见解析　 2 3 4 5 6 7 8 1 (2)若不使用量角器,要测量该玻璃砖的折射率,需要测量CD的长度L1和 　　　　的长度L2,该玻璃砖的折射率可以表示为n=。  BS1 解析:因为n===,则要测量该玻璃砖的折射率,需要测量CD的长度L1和BS1的长度L2,该玻璃砖的折射率可以表示为n=。 2 3 4 5 6 7 8 1 (3)相对误差的计算式为δ=||×100%,为了减小折射率测量的相对误差,实验中激光的入射角应适当　　　　(选填“大”或“小”)一些。  大 解析:为了减小折射率测量的相对误差,实验中激光的入射角应适当大一些。 2 3 4 5 6 7 8 1 8.(6分)(2025·江苏无锡二模)某学校的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律,在注射器中密封了一定质量的气体。 2 3 4 5 6 7 8 1 (1)下列实验操作中正确的是　　　　。  A.密封气体前,在柱塞上均匀涂抹润滑油 B.推拉柱塞时,用手握住注射器气体部分 C.实验时应快速移动柱塞 A 解析:密封气体前,在柱塞上均匀涂抹润滑油,可以防止漏气,A正确;实验要保证封闭气体的温度不变,推拉活塞时,手不能握住注射器含有气体的部分,若手握着含有气体的部分,会造成温度变化,B错误;急速推拉活塞,则可能造成漏气和等温条件的不满足,应缓慢推拉活塞,C错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 (2)甲同学在不同温度下进行了两次实验,得到的p-图像如图乙所示,由图可知一定质量的气体,在温度保持不变的条件下,压强与体积成　　　(选填“正”或“反”)比。进一步分析可知两次实验的温度大小关系 为T1　　　　(选填“<”“=”或“>”)T2。  反 解析:根据题图乙所示的p-图像是延长线经过原点的直线,可得p与成正比,即一定质量的气体,在温度保持不变的条件下,压强与体积成反比;由理想气体状态方程=C可知,p-图像的斜率越大,温度越高,分析可知两次实验的温度大小关系为T1>T2。 > 2 3 4 5 6 7 8 1 (3)若橡胶套内的气体不可忽略,乙同学在实验过程中移动柱塞,多次记录注射器上的体积刻度V和压力表读数p,绘出的p-图像可能为　　　　。  解析:若橡胶套内的气体不可忽略,设其体积为V0,多次记录注射器上的体积刻度V和气压计读数p,由玻意耳定律得p==·=·,当增大时,p-增大而减小,故选C。 C $