专题七 第18讲 热学、光学实验-【衡中学案】2026年高考物理二轮总复习学案

题型4 真题研究 1.(1)2002.4(2)100(3)0.9 【解析】(1)根据题图可知电流表的分度值为5mA, 故读数为200m4; 学生电源的输出功率P,=12×200×10-3W=2.4W。 (2)低压输电时电阻箱消耗的功率为P,=6×200× 10-3W=1.2W 200×10-0=302 6 电阻箱的接入的电阻为R 高压输电时，电阻箱消耗的功率为P=30×20×10-3 ×20×10-3W=0.012W 可得号-a0品=1w 即低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的 100倍。 (3)A,示数为125mA时，学生电源的输出功率P,=12 ×125×10-3W=1.5W 高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 △P=P,-P4=2.4W-1.5W=0.9W。 2.(1)8000(2)见解析(3)c (5)R2(6)大于 【解析】(1)多用电表选择开关旋转到“×1k”挡，故 根据图1可知读数为8000D。 (2)长方体导电水泥块样品的电阻R,>√RR,,故采 用电流表内接法：实验中要求滑动变阻器采用分压接 法，故连接实物图如图。 (3)根据电阻定律R=比 可知p=Sc L-a (5)根据图3可知压力越大电阻率越小，即电阻越小； 回路中电流增加，R2电压增加，R,电压减小，而报警器 在两端电压大于或等于3V时启动，故应将报警器并联 在R2两端。 (6)电源电动势E减小，要使报警器启动，即R,两端电 R。E=R 压要仍为3V,根据串联分压有U,R,+RB 1一E +1 R, 可知E减小需要R,更小，又因为F越大R,越小，可知 F,需要大于F。 28 第18讲热学、光学实验 题型1 真题研究 AB在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，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，B正确：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，大于半格记为一个单位面积，小于半格的 不计面积，而不是所有不完整的格子都不计面积，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更好地 展开油膜，D错误。故选AB。 对点训练 (5)①1.0×10-9②1016③3.2×10-4 【解析】(5)①一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 50×1000ml=2.0×105mL=2.0×10-"m 1 把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸 分子直径为d= V2.0×10-"m=1.0×10-9mg 3=200×104m ②每-个油酸分子的体积为%=青m·(号)广=0.523 ×10-27m 油酸分子个数为n==3.82×10 1滴该油酸酒精溶液含有油酸分子个数的数量级 为1016。 ③设油酸的摩尔体积为V,则有=n 解得Vn=3.2×10-4m3·mol'。 题型2 例：(1)AB (2)注射器与压强传感器之间存在一定体积的气体 (3)在实验误差允许范围内，一定质量的气体，在温度 不变的情况下，压强与体积成反比 【解析】(1)为保证注射器内封闭气体的温度不发生 明显变化，要尽可能保持环境温度不变，A正确：实验 过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温 度相同，B正确；实验过程中用手握紧注射器并快速推 拉活塞，气体温度将升高，C错误；在活塞与注射器壁 36 间涂适量的润滑油的作用是不漏气，不能保证温度不 变，D错误。故选AB。 (2)在注射器与压强传感器之间的气体体积V。不可 忽略时，被封闭气体的初状态的体积为V。+V。气体 做等温变化，则p(V+V)=C 整理得pV+V。1+号 V V0 设=，原式变形为p=1+ C 图线的斜率为k=1+V。x 随着x的增大，斜率逐渐变小。故出现该情况的原因 是注射器与压强传感器之间存在一定体积的气体。 (3)在实验误差允许范围内，一定质量的气体，在温度 不变的情况下，压强与体积成反比。 对点训练 (1)AC (2)未考虑橡胶塞内气体体积(3)P= g(m2k2-m1k,） S(k2-k,) (4)正确 【解析】(1)改变温控箱温度后，应该等待足够长时 间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积，A项正确；柱 塞处涂抹润滑油的目的是为了密封气体保证空气柱密 闭性良好，B项错误：该实验过程要保证空气柱密闭性 良好，C项正确。故选AC。 (2)设橡胶塞内气体体积为△W,有(V+△=C,整理 T 有V=CT-Ay D 所以图像不过原，点原因是未考虑橡胶塞内气体体积。 (3)由上迷分析可知，V-T图像的斜率为C,所以有k, -G,k- P P2 对柱塞及重物受力分析，有p1S+m1g=PoS 又有pS+m台=%S,解得-，6。-m) S(k,-k,) (4)若将控温箱密闭，当控温箱内温度升高时，假设柱 塞不动，有岩=号 注射器内气体与温控箱内气体温度始终相同，结合之 前的分析可知P空气桂<P控温箱 所以有△P空气桂<△p温箱，即柱塞会上升，所以该观点 正确。 28 题型3 真题研究 1.(1)B(2)大(3)> 【解析】(1)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a'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α和a',A错误；在玻璃砖一侧插上大 头针P、P2,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针， 使P,把P,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P,使它把P、P2都挡 住，再插上大头针P4,使它把P、P2、P,都挡住，这样就 可以确定出射光线和出射点O2,B正确；实验时入射角 9应尽量大一些，但也不能太大（接近90°），以减小实 验误差，C错误。故选B。 (2)由图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光 的折射角，根据光的折射定律 血可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为 n= sin B 绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大。 (3)根据折射定律可知，玻璃的折射率为严城瑞m4, sin a 该介质的折射率为分魔= in0,其中a2<a,所以 sin a3 n2 >n3o 2.(3)P,和P2(4)不需要(5)cs sin 6 【解析】(3)要求P,和P2在一条光线上，该光线透过 玻璃砖后过P,故P要能挡住P,和P,的虚像。 (4)cd与ab垂直，则过P,和P,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)根据几何关系可知入射角为0，折射角为受-0，故 (- cOS a n=- sin 0 sin 0 题型4 真题研究 绿光 d1,可得= L 【解析】根据△x= d△x L 由图表代入数据可知△，=18.6410.60mm= 5 87 1.608mm,4x,=18.08-8.4 mm=1.928mm 5 故△x,<△x2,则入1<入2，绿光的波长小于红光波长，则 单色光1是绿光。 对点训练 (1)D(2)0.36.2×10-7 【解析】(1)从左向右的实验装置是光源、凸透镜、滤 光片、单缝、双缝、屏，故A处为单缝、B处为双缝、滤光 片在凸透镜和A之间。故选D。 (2)由图丁可知，游标卡尺读数为x,=0+3×0.1mm= 0.3mm,又x,=9.6mm 相邻条纹的间距为4x=。-4=9.6-0.3 n-1 4 mm 2.325mm 所以A=号4-02x10752325x10m=62× 75×10-2 10-7m。 第二部分考前应试策略指导 一、考前必破的3大题型 第1讲“8个妙招”巧解单选题 例1.A感应电流随时间变化的图像与横轴所围的面积 表示电荷量，其中第一象限面积取正，第四象限面积 取负。金属框从进人到穿出磁场，通过金属框的电 荷量g=-t=中0=0，故感应电流随时间变 R 化的图像与横轴所围的面积也应该为零，B、C选项 显然不符合。金属框在最后离开磁场过程中切割磁 感线的有效长度越来越大，故产生的感应电流也越 来越大，排除D。 链接高考 1.C应用右手定则可以判断开始阶段电动势方向沿O 指向A,电动势为正，可排除D选项；导体杆转动产生的 电动势可用公式￡=Bω计算，但导体杆切割磁感 线的长度l=2 Rsin wt,感应电动势E既不恒定，也不均 匀变化，故A、B均不正确；正确选项只有C。 例2.B在m2小于m,之前两物体都不动，所以加速度为 零，当m2大于m1时开始运动，随m2的增大，合力逐 渐变大，加速度随之逐渐增大，当m2多m1时，加速度 趋近于g,但不可能等于g,故选项B正确。 链接高考 2.A取特殊情况，当d=R时，重力加速度之比应该为 零，排除B,D;取d=号，根据黄全代换式GM=gR得g -28 :兴，重力加选度之比不等于宁（因为质量M不一 样)，排除C,故选A。 例3.A当a趋近于0时，细线的拉力T=mgsin0,而F、 =mgcos0,由此可知只有A正确。 链接高考 3.C设滑轮的质量为零，即看成轻滑轮，若物体B的质 量较大，由整体法可得加速度a=mg,隔离物体 m1+m2 A,据牛顿第二定律可得T,= 2m,m2 g。应用极限法，将 m,+m m=0代人四个选项分别对照，可得选项C是正确的。 例4.BD对篮球上升过程进行逆向分析，根据运动的对 称性可看成平抛运动，则在抛出时竖直方向的分速 度为v,=,=3m/s,水平方向的分速度为v.= √2-v,2=4m/s,根据动量定理可得-Ft2=-m1 -mw,解得F=30N,则篮板对球的平均作用力大小 为30N,故A错误，B正确：篮球被抛出后上升的最 大高度为A0.45m,故C错误：小明投篮处距 篮板水平距离为x=,t,=1.2m,故D正确。故 选BD。 链接高考 4.C运动员起跳到达最高点的瞬时速度为零，又不计空 气阻力，故可逆向处理为自由落体运动。则根据初速 度为零的匀加速运动，相等相邻位移时间关系为1： (2-1):(5-2):(2-5):(5-2)…,可知3 1 =2+3,即3<2<4，故本题选C。 2-5 TT」 例5.B以向B板运动为正方向，分别作出从0、42时 刻释放的粒子的v-t图像，如图所示。则由图像可 看出，若0<%<子平<<T或T<,<粒子在 一个周期内正向位移大，即最终打到B板：若子<， <,粒子在一个周期内负向位移大，最终打到A 3T 板。故B正确。 5T 88102 第18讲 热学、光学实验 〈命题热点巧突破 题型1用油膜法估测油酸分子的大小 装置图： 浮在水面上的 痱子粉 油酸膜 油酸分子 OXOXXOXXXXXXX 乙 1,原理：d=y 2.对“的测量 (1)配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其浓度为； (2)用注射器吸取一段油酸溶液，读出它的体积为V。; (3)再把它一滴滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数N; (4)则一滴油酸酒精溶液中，油酸的体积V-点。 n。 3.对“S”的测量 (1)浅盘里盛水，把适量的爽身粉均匀撒在水面上； (2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将带方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描 下薄膜的形状； (3)数出轮廓范围内正方形的个数o,不足半个舍去，多于半个的算一个； (4)用正方形的个数乘单个正方形的面积S。(即nS。)计算出油膜的面积S。 》真题研究 (多选)(2025·广西卷)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，油酸分子仍然在做热运动 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 》对点训练 (2025·广东深圳模拟)微量累积法是物理学中经常用到的研究物理问题方法，如“油膜法估测油酸分子的大 小”实验中，就用到了这种方法。该实验的实验步骤如下： (1)用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此 计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 (2)往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 (3)用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。 (4)将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 ●103 (5)将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直 径的大小；（以下计算中π取3.14） ①将1mL的油酸溶于酒精，制成1000mL的油酸酒精溶液；测得1mL的油酸酒精溶液有50滴。现取1 滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是2O0cm。由此估算出油酸分子的直径为 m(结果保留2位有效数字)； ②1滴该油酸酒精溶液含有油酸分子个数的数量级为 个（如：碳原子质量为1.992×1026kg,其质 量的数量级为10-26kg); ③取阿伏加德罗常数为6.02×10”mol-1,则油酸的摩尔体积约为 m3/mol(结果保留2位有效数 字)。 题型2探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 装置图： 压力表 柱寒 空气柱 橡胶食 1.用注射器封闭一段空气，把橡胶套塞住，保证气体的质量不变。 2.读出空气柱的长度L和空气柱的压强p。 3.缓慢向下压或向上拉，分别读取空气柱的长度和气体压强的大小，记录数据。 4根据数据得出p-V图像或p-十图像，得出p.V的关系。 例 (2025·安徽合肥三模)如图甲所示，用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体压强与体积的 关系，实验中所研究的对象是封闭在注射器内的气体，保持温度和气体质量不变，从注射器刻度直接读出它 的体积，它的压强由压强传感器等计算机辅助系统得到。 压强 注射器 传感器 数据采集器 计算机 甲 乙 (1)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，下列说法正确的是 A.要尽可能保持环境温度不变 B.实验过程中应缓慢地推动活塞 C.实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 D.实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 (2)某同学在一次实验中，计算机根据实验数据描绘出的图线如图乙所示，出现该情况的原因是 (3)重复实验，多次测量并记录，根据计算机绘制的图像，分析得出结论： 104 ）对点训练 (2025·河北石家庄模拟)某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。 注射器中密封了一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与 外界相通，通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积一热力学温度图像。 四且四 空气柱 柱塞 温度计 V 白重物 箱 甲 (1)实验过程中，下列说法正确的是 A.改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积 B.柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体 C.实验过程要保证空气柱密闭性良好 (2)若实验操作规范无错误，作出V-T图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是V, (3)改变重物质量，再次实验，得到两条直线，如图所示，两条直线斜率分别为k,、2,重 物及柱塞质量之和分别为m1、m2,若测得柱塞横截面积为S,重力加速度为g,大气0 T 压强可表示为： (忽略柱塞与注射器之间的摩擦，使用题中 所给字母表示)。 (4)某组员认为：若将控温箱密闭，与外界大气不相通，当控温箱内温度缓慢升高时，柱塞和重物的高度会不降 反升，请问其观点是否正确？ (选填“正确”或“不正确”)。 题型3测量玻璃的折射率 装置图： N AQ E BB 玻璃 玻璃 H O D 乙 1原理以品合 2.操作步骤 (1)在桌面上铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的两个边a和a'。 (2)在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B,AB的延长线与直线α的交点就是O,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个 大头针，此时再插入第三个大头针C,使它把A、B都挡住，再插第四个大头针D,使它把前三个大头针都挡住。 (3)取下玻璃砖，把AB、CD用直线连接起来，分别交直线a、a'于O、0',再连接O0',用量角器得出入射角01和 折射角62，如图甲所示，代入公式计算出玻璃的折射率。 又也可以作单位围，如图乙所示.测量EF和G的长度，用公式n-需得出玻璃的折射率。 .105 》真题研究 1.(2024·安徽卷)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，按图甲所示进行实验，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' P> 0 B.在玻璃砖一侧插上大头针P,、P2,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针， 使P2把P,挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O,。在眼睛这一侧，插 玻璃 上大头针P,使它把P、P2都挡住，再插上大头针P4,使它把P、P2、P,都挡 住，这样就可以确定出射光线和出射点O2 02 C.实验时入射角0，应尽量小一些，以减小实验误差 N (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 图甲 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”)。 玻 某介后 玻 一红 绿 图乙 图丙 图丁 (3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相 同的入射角心1，测得折射角分别为a2、(2<a),则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃」 介质（填“>”或“<”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。 2.(2024·浙江6月选考)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。 e (1)在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点； P (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P,和P2,从侧面B透过玻璃砖观察P,和P2,插上大头针 P,要求P3能挡住 （选填“P”“P2”或“P1和P2”)的虚像； B (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e的夹角为，则玻璃砖折射率n= 题型4用双缝干涉测量光的波长 装置图： 光源 凸透镜单缝双缝拨杆遮光筒 毛玻璃 目镜 1,原理：入=一4：双缝间距d是已知的，双缝到屏的距离1可以用刻度尺测出，相邻两条亮条纹间的距离4需要 用测量头测出，先使分划板的中心刻线与条纹中心对齐，记下手轮的读数，然后转动测量头，使分划板中心刻线 与另一条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数，用两次读数之差计算相邻两个条纹间距离△x。 2.操作步骤 (1)先取下双缝，打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮，然后放好单 缝和双缝，注意使单缝和双缝平行，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上； 106 (2)在单缝与光源之间放上滤光片就可以观察到单色光的双缝干涉图样； (3)测量双缝到屏的距离1和相邻两条亮条纹间的距离△x; (4)改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出波长的大小。 3.4是已知的，1和A个条纹间的矩离a是直接测量值，则由=兰4：=7肥)得波长。 da 〉】真题研究 (2024·河北卷)某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游 标尺、分划板、手轮、目镜等。 凸透镜滤光片单缝双缝 遮光筒 测量头 光源 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心位 置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 x/mm x6/mm 单色光1 10.60 18.64 单色光2 8.44 18.08 根据表中数据，判断单色光1为 (填“红光”或“绿光”)。 )对点训练 (2025·四川遂宁模拟)某实验小组用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图甲所示。 光源凸透镜 拨杆 测量头 12345 遮光筒 目镜 丙 0 2 甲 0 510 0510 丁 农 (1)将实验仪器按要求安装在光具座上，在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是(） 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A和B之间 C.A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内 D.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 (2)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如图丙所示的第1条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丁所 示，读数为x1=_m,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 条纹中心，如图丙所示，此时游标卡尺示数如图戊所示，则游标卡尺上的读数x2=9.6mm。由以上已知数 据和测量数据，可测得该单色光的波长是（最后一空计算结果保留两位有效数字）。 温馨提示：复习至此，请做练案[23]