题型15 光热实验（题型专练）（山东专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

题型15 光热实验 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 热学实验【重难】 考向02 光学实验【重难】 考向03 光学、热学创新类实验 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 光学和热学实验是高考物理中实验板块的重要组成部分，虽然在整套试卷中所占分值比例适中，尤其在实行新高考模式的地区，实验题的独立性和综合性逐年增强。 在整个高中物理体系中，光学与热学实验承担着“理论联系实际”的重要功能。光学实验如“测玻璃折射率”“用双缝干涉测光的波长”，不仅强化学生对光的基本性质的理解，也为波动光学奠定感性基础；热学实验如“油膜法估测分子大小”“气体定律实验”，则帮助学生建立微观与宏观之间的联系，深化对热力学规律的认识。这类实验不仅是知识的验证，更是科学探究能力的重要载体。 学生在备考中常见误区包括：对实验原理理解不透，导致公式乱用；光学实验中光路图不规范，符号标记混乱；热学实验中单位换算、数量级估算失误；创新实验中无法识别实验原型，思维僵化。此外，实验步骤记忆不清、读数不规范（如游标卡尺、螺旋测微器）也是失分高发点。因此，复习中应强化实验逻辑、规范操作流程，提升对实验“为什么做、怎么做、得出什么”的整体把握。 考向01 热学实验 【例1-1】（2026·海南海口·二模）某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将纯油酸溶于酒精，制成了的油酸酒精溶液，并测得这样的溶液有100滴。 (1)该同学将1滴溶液滴入撒有爽身粉的盛水浅盘中，则滴入浅盘中的油酸的体积为 。 (2)待水面稳定后，将带有正方形小方格的玻璃板放在浅盘上，描出的油膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为，则油酸分子的直径为 m。 【答案】(1)(2) 【详解】（1）将1滴溶液滴入撒有爽身粉的盛水浅盘中，则滴入浅盘中的纯油酸的体积为 （2）由图1可数得油膜的面积为，则油酸分子的直径为 【例1-2】（2025·河北石家庄·三模）利用如图甲装置做“探究气体等温变化的规律”实验。主要实验步骤如下： ①将压力表的指针校准到0Pa； ②在柱塞上均匀涂抹润滑油，然后将柱塞移至注射器适当刻度处； ③将橡胶套套在注射器下端的开口处，它和柱塞一起把一段空气柱封闭； ④缓慢推动柱塞，记录多组注射器内气体的体积V及相应的压力表示数p。 (1)请指出以上哪些步骤中存在不妥之处： （填写序号）； (2)甲同学按正确步骤进行了实验，下表为记录的部分实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，错误的是 （填对应的实验序号）； 实验序号 1 2 3 4 封闭空气柱长度L/cm 3.50 3.00 2.80 2.50 封闭空气柱压强p/（×105Pa） 1.01 1.17 1.26 1.70 (3)该同学重新按正确步骤进行实验，根据实验所采集数据绘制了图像，如图乙所示，出现这种情况的可能原因是 （写出一种原因即可）。 【答案】(1)① (2)4 (3)实验过程中有漏气现象或者环境温度降低 【详解】（1）第①步应将压力表的指针校准到1.0×105Pa； （2）若实验数据无误，则每组数据的pL乘积应该近似相等，由表中数据可知，前3组数据pL乘积约为3.5×105 cm Pa，但第4组数据4.3×105 cm Pa，可知第4组数据有误； （3）根据（C与气体的质量有关）可知因图像末端斜率减小，可知其原因可能是气体质量减小，由漏气现象，或者环境温度降低。 1.用油膜法估测油酸分子的大小 装置图 操作要点 数据处理 1.取适量纯油酸配制油酸酒精溶液。 2.用量筒测出体积Vn的溶液的滴数n。 3.将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上,将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。 4.油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓 1.算出每滴油酸酒精溶液的体积V0=。 2.算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。 3.利用坐标纸估算油膜面积S。数格时不足半个的舍去,多于半个的算一个 4.算出薄膜的厚度d=(分子直径) 用油膜法估测分子的大小实验注意点： (1)理想化:认为油酸薄膜是由单层的油酸分子紧密排列组成。 (2)模型化:在估测油酸分子大小的数量级时,把每个油酸分子简化为球体。 (3)厚度直径化:认为油膜的厚度等于油酸分子的直径。 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 操作要点 数据处理 1.柱塞涂抹润滑油减小摩擦、防止漏气,保证气体质量不变。 2.缓慢改变气体体积,保证气体温度不变。实验中手不能握住注射器 3.改变气柱长度,测气柱长度(表示体积)与压强 画出气体等温变化的p-图像,图像是过原点的倾斜直线,说明压强与体积成反比 【变式1-1】（2025·广东湛江·模拟预测）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中： (1)所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积的上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中油酸薄膜的面积为S，则可求得油酸分子的直径为 （用、n、S表示）。 (2)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为___________。 A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 【答案】(1) (2)BC 【详解】（1）由于所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，则溶液的浓度为 用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有n滴，则一滴溶液中纯油酸的体积为 油酸分子直径为 联立解得 （2）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，根据 A．油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油膜面积测量值偏大，则油酸分子直径测量值偏小，故A错误； B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏大，故B正确； C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏大，故C正确； D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，导致油酸体积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏小，故D错误。故选BC。 【变式1-2】（2025·新疆·三模）某实验小组用如图甲所示的圆柱形针筒装置探究气体等温变化的规律。 (1)实验中为了控制气体的质量和温度不变，下列操作正确的是______。 A．快速推动柱塞 B．缓慢推动柱塞 C．用手握住注射器 D．在柱塞上涂抹润滑油 (2)实验中 （选填“需要”或“不需要”）测量空气柱的横截面积。 (3)某小组利用测量得到的数据绘制的p—V图像如图乙所示，提高环境温度后重复实验，所得的曲线应位于图乙中曲线a的 （选填“左下侧”或“右上侧”）。该小组同学由图乙中的曲线a （选填“能”或“不能”）得出一定质量的气体在温度不变时，气体的压强与体积成反比。实验小组若想更直观地探究气体等温变化的规律，应绘制某温度下一定质量气体的 （选填“”或“”）图像。 【答案】(1)BD (2)不需要 (3) 右上侧 不能 【详解】（1）D．为了控制气体质量不变，实验中应在柱塞上涂抹润滑油，故D正确； ABC．为了控制气体的温度不变，实验中应缓慢推动柱塞，且不能用手握住注射器，故AC错误，B正确。 故选BD。 （2）空气柱的横截面积相等，能够以空气柱的长度间接表示气体的体积，即实验中不需要测量空气柱的横截面积。 （3）[1]根据理想气体状态方程有 变形得 可知，等温变化过程的图像为一条双曲线，压强p与体积V的乘积能够间接表示温度高低，可知，提高环境温度后，压强p与体积V的乘积增大，则所得的曲线应位于图乙中曲线a的右上侧。 [2]根据图乙仅仅知道图像为一条曲线，并不能够确定其是一条双曲线，可知，由图乙中的曲线a不能得出一定质量的气体在温度不变时，气体的压强与体积成反比。 [3]结合上述有 若温度一定，则为一条过原点的倾斜直线，可知，若想更直观地探究气体等温变化的规律，应绘制某温度下一定质量气体的图像。 考向02 光学实验 【例2-1】（2025·福建·高考真题）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 【详解】（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。 【例2-2】（2025·浙江·一模）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中， (1)如图甲双缝安装在图甲 位置（选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”） (2)某次测量条纹间距的时候，由于游标卡尺0刻度处标记不清，目镜测量头显示如图乙所示，箭头为游标卡尺与主尺对齐处，则读数为 mm。 (3)如图甲所示，某同学测得图中装置中A、B、C、D、E之间的距离分别为L1、L2、L3、L4，又测得第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为，已知单缝宽度为d1，双缝间距为d2，则该单色光波长的表达式为 。 【答案】(1)C (2)10.70 (3) 【详解】（1）双缝干涉仪从左到右的顺序依次为光源、滤光片、单缝、双缝，因此C位置为双缝。 （2）由图可知，主尺的读数为，游标尺为20分度，故其精确度为 则游标尺的分度值为 其读数为 （3）由题可知，相邻条纹间距为又因为解得 1.测量玻璃的折射率 装置图 操作要点 数据处理 1.把白纸固定在木板上。 2.画线、插针交替进行。 3.补全光路图。 4.测量入射角i和折射角γ,并查sin i和sin γ的值 如装置图,通过画单位圆,可以测量线段代替测量角度　　 1.由n=计算取平均值。 2.作sin i-sin γ图像,其斜率为折射率n 2.用双缝干涉实验测光的波长 装置图 操作要点 数据处理 1.同轴安装,双缝和单缝的缝平行。 2.观察白光和单色光的干涉条纹。 3.测量条纹间距，学会使用测量头测条纹间距 1.条纹间距Δx=。 2.波长λ=Δx。 3.测量多组数据,求λ的平均值 【变式2-1】（2026·陕西延安·一模）如图所示，用“插针法”测量一等腰直角三角形玻璃砖的折射率。主要步骤如下： （1）在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； （2）将玻璃砖斜边AB沿ab放置，并确定直角边BC的位置ef，cd与ef的交点为； （3）在cd上竖直插上大头针和，从侧面BC透过玻璃砖观察和，插上大头针，要求能挡住 （选填“”“”或“和”）的虚像； （4）撤去玻璃砖和大头针，连接与，过作ef的垂线，垂足为D，用刻度尺量出的长度，的长度，则玻璃砖的折射率 。（用题给物理量字母表示） （5）为了减小实验误差，大头针的位置应离较 （选填“近”或“远”）一些。 【答案】 和 远 【详解】[1]实验要求和在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过，故要挡住和的像； [2]作出光线在分界面处的法线，如图所示 根据折射定律可得 [3]为了减小实验误差，大头针的位置应离较远一些，光线所在的方向更准确。 【变式2-2】（2025·山东·模拟预测）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1所示。 (1)下列说法中正确的是___________。 A．要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现 B．使用间距更小的双缝，可增加从目镜中观察到的条纹个数 C．测量某条亮纹位置时，应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐 (2)该同学调整好实验装置后，测出双缝间距，双缝到屏的距离，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螺旋测微器示数如图2所示，则所测光的波长为 nm。 (3)该同学在实验操作中将一厚度为、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的，如图3所示，他观察到的中点处为___________（填正确答案前的字母）。 A．亮纹 B．暗纹 【答案】(1)C(2)713(3)B 【详解】（1）A．若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行，要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行，故A错误； B．根据相邻两亮（暗）干涉条纹的间距可知要增加观察到的条纹数，即越小，可使用间距更大的双缝，故B错误； C．测量某条干涉亮纹位置时，应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐，故C正确。故选C。 （2）由题图2可知，螺旋测微器的读数分别为， 相邻亮条纹的间距根据可得所测光波的波长 （3）光源发出的光到、的距离相同，透明薄片相当于增加光程半波长的奇数倍，即、振动方向始终相反，到、的距离相同，光程差，点为减弱点，即为暗条纹。故选B。 考向03 光学、热学创新类实验 【例3-1】（2024·重庆九龙坡·模拟预测）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_______。（填正确答案标号） 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p、V数据，记录并作出图像，若图像为曲线即可说明p、V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p和体积V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_______。（填正确答案标号） A． B． C． (3)在同一温度环境下，另一位同学对两部分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 （填“”“”或“”）。 【答案】(1)AC(2)C(3)> 【详解】（1）A．本实验必须保证气体质量一定，在注射器柱塞上涂抹润滑油可以防止封闭气体泄露，故A正确； BC．实验必须保证气体温度一定，用手握住注射器或迅速推拉活塞会使气体温度升高，故B错误，C正确； D．图像为双曲线的一支才能说明p、V成反比，故D错误。故选AC。 （2）若橡胶管中含有一定质量的气体，由得即图像为一次函数，纵轴截距为负数。故选C。 （3）取任一等容过程，由图可知；由可知 【例3-2】（2026·四川雅安·一模）某实验小组用激光笔测量平行玻璃砖的折射率。步骤如下：光屏与玻璃砖平行放置，记录屏MN和玻璃砖abcd的位置；用激光笔以一定角度照射玻璃砖，记录入射点O1和屏上光点S1的位置；移走玻璃砖，记录屏上光点S2的位置；做相应辅助线，其中，，O1、O2、Q在一条直线上；用刻度尺测得：O2S1=9.90cm，O2Q=7.90cm，S1P=7.10cm，PQ=3.85cm。 (1)记录玻璃砖位置时，某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线，这种操作 （选填“正确”或“错误”）； (2)根据所测数据计算玻璃砖的折射率n= （结果保留三位有效数字）； (3)若换用频率更大的激光进行实验，其他条件保持不变，观察到S1与S2的间距 （选填“变大”或“变小”）。 【答案】(1)错误(2)(3)变大 【详解】（1）记录玻璃砖位置时，某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线，这种操作错误。不能用玻璃砖替代直尺画线，避免划伤和污染玻璃的光学面，可以先在白纸上描出玻璃砖每个界面的两个点，然后取下玻璃砖再用直尺连成线。 （2） 如图所示，根据折射定律有 其中，，又O2S1=9.90cm，O2Q=7.90cm，S1P=7.10cm，PQ=3.85cm，可得折射率 （3）根据第（2）问的分析可知激光的入射光线和出射光线平行，换用频率更大的激光进行实验，折射率更大，则折射角更小，可知出射点O2向右偏移，可知屏上光点S1的位置向右偏移，可得S1与S2的间距变大。 【例3-3】（2025·重庆·三模）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.光学实验创新 光学实验中“测量玻璃的折射率”的原型实验是通过“插针法”获得光路图进行实验的,在创新考法中可以改变获得光路图的方法进行实验;“用双缝干涉测量光的波长”的实验是用双缝获得相干光源来进行实验的,在创新考法中可以用反射法获得相干光源进行实验。 2.热学实验创新 热学实验中“用油膜法估测分子的大小”这个实验很难有创新的考法;探究“等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的原型实验是注射器与压强传感器组合进行,考查玻意耳定律,本实验既可以从实验器材上进行创新,也可以从实验原理上进行迁移探究“等容情况下一定质量气体压强与温度的关系”。 【变式3-1】（24-25高三上·上海徐汇·期末）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。 实验室温度保持不变，将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气（可看作理想气体），下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一台托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和体积V（气体体积V等于注射器示数V0与塑料管容积之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。 (1)在放置砝码到气体状态稳定的过程中：封闭气体的分子平均动能 （变大  B．变小  C．不变），气体 （A．吸热  B．放热  C．既不吸热也不放热） (2)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体 。（A．p与V成正比  B．p与成正比） (3)若气体被压缩到V=10.0mL，由图乙可读出封闭气体压强为 Pa（保留3位有效数字）。 (4)同桌甲乙两名同学进行实验时，甲同学在记录数据时漏掉了，则在计算pV乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据的乙同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而 （A．增大  B．减小）。若图乙是乙同学绘制的，请在图乙上大致画出甲同学的曲线 。 【答案】(1) C B (2)B (3) (4) A 【解析】(1)[1]放置砝码到气体状态稳定的过程中，气体温度不变，故封闭气体的分子平均动能不变。故选C。 [2]放置砝码过程，气体体积减小，外界对气体做功（W>0），由于温度不变，封闭气体内能不变（），根据热力学第一定律可知，故气体放出热量。故选B。 (2)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体，p与成正比。故选B。 (3)若气体被压缩到V=10.0mL，则结合图像乙可知，此时压强 (4)[1]某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算pV乘积时，根据可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而增大。故选A。 [2]结合以上分析可知，同一压强下，甲同学的偏大，故甲同学的曲线大致如下 【变式3-2】（25-26高三上·河北雄安·期末）某同学用激光笔和透明半圆柱形玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： （1）在水平桌面上依次放置白纸和玻璃砖，让光屏ef与玻璃砖直径ab平行，在白纸上标记玻璃砖的界面、圆心O点及光屏ef位置，玻璃砖与光屏交于P点，如图甲所示； （2）激光笔发出的激光对准玻璃砖的O点入射，在光屏上得到一个亮点，在白纸上标记激光笔位置Q和亮点M；多次改变入射角，测得入射角i和折射角r，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出如图乙所示的图像，由该图像可知该玻璃的折射率 ； （3）本实验也可以这样操作，用游标卡尺测出玻璃砖的半径为R，如图丙所示，游标卡尺的读数为 cm； （4）在白纸上根据标记作出激光的光路，并做QO的延长线与ef交于N点；用刻度尺测出P点与M、N两点间的距离分别为和，则玻璃的折射率表达式 [用（3）（4）中测量的物理量对应的字母表示]； （5）为了减小实验相对误差，激光在O点入射时的入射角应尽量 （选填“大”或“小”）。 【答案】 1.5 1.66 大 【详解】（2）[1]根据折射定律结合图像有 （3）[2]游标卡尺的精确度为0.1mm，读数为 （4）[3]根据几何关系可知， 根据折射定律有 （5）[4] 激光在O点入射时的入射角应尽量大一些，可减小测量误差。 【变式3-3】（2025·福建·模拟预测）1834年，爱尔兰物理学家洛埃，利用平面镜成功得到了杨氏干涉的结果。洛埃镜实验的基本装置如图甲所示，为单色光源，为平面镜，光源直接发出的光和经过平面镜反射的光形成一对相干光。光源到光屏的垂直距离和到平面镜的垂直距离可分别由图丙和图丁读出，光的波长为，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。黄光的波长范围为。       (1)图丙的测量工具名称是 ，游标卡尺的读数为 cm。 (2)已知光屏上第一条亮条纹到第七条亮条纹之间间距为6.6mm，则该单色光的波长 nm（结果保留三位有效数字），该单色光为 光（选填“红”，“黄”或“蓝”）。 (3)某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度。若沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距将 ；若 ，沿OA向任意位置略微平移平面镜，干涉条纹间距不变。 (4)若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为，平面镜宽为，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为 （用、、和表示） 【答案】(1) 毫米刻度尺 0.025 (2) 734 红光 (3) 变大 0 (4) 【详解】（1）[1][2]图丙的测量工具名称是毫米刻度尺，游标卡尺的读数为 （2）[1][2]根据公式，联立解得其中， 解得波长大于黄光波长，为红光。 （3）[1][2]画出光路图有    沿OA向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出双缝的间距即S与像的间距减小，则干涉条纹间距变大。若，则沿OA向任意位置略微平移平面镜，双缝间距不变，干涉条纹间距不变。 （4）画出光路图    根据几何关系，打到最上面的点到P点距离设为，则 打到最下面的点到P点距离设为，则 出现干涉条纹区域的竖直长度为 1．（2024·云南·模拟预测）某同学在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每溶液中有油酸。用注射器测得上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状如图所示。 (1)该实验中的理想化假设是 。 A．将油膜看成单分子层油膜 B．考虑了各油酸分子间的间隙 C．将油酸分子看成球形 (2)坐标纸中每个小正方形方格的边长为，该同学测出油酸分子的直径是 m（结果保留一位有效数字）。 (3)该学生完成实验后，查阅资料发现计算出的油酸分子直径偏大，可能的原因是 。 A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些 B．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大 C．在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些 【答案】(1)AC (2)（提示：格子数为61左右） (3)A 【详解】（1）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子层分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间空隙不计。 故选AC。 （2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 按照超过半格的算一个，不足半格的舍去原则，可得共有61格，则油酸膜的面积为 估测出油酸分子的直径为 代入得 （3）A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸浓度比计算值小了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值大，由 可得d变大，A符合题意； B．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取一溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，一滴油酸酒精溶液的实际体积变大，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变大，对应的油膜面积S变大，但体积V还是按原来的细的计算，可得d变小，B不符合题意； C．由公式知 计算的面积比实际面积大一些，可得d变小，C不符合题意。 故选A。 2．（21-22高二下·陕西咸阳·月考）（1）如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）； （2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每溶液中有油酸。用注射器测得上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为，试求： ①油酸膜的面积是 ； ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ； ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。（结果保留两位有效数字） （3）如果实验中油膜没有完全散开，测得的油酸分子直径 。（选填“偏大”或“偏小”） 【答案】 bcad 132 偏大 【详解】（1） [1]“用油膜法估测分子的大小”实验中，首先要测量1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积，然后将1滴油酸酒精溶液滴入水槽中，在玻璃板上画出油酸油面的轮廓，最后计算油酸油面的面积，则将它们按操作先后顺序排列应是bcad； （2）①[2]通过油膜的格子数可知，油酸膜的面积是 S=132×1cm2=132cm2 ②[3]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ③[4]按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 （3）[6]如果实验中油膜没有完全散开，则S测量值偏小，则测得的油酸分子直径偏大。 3．（2024·山西晋中·二模）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。          (1)某同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，然后缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从初始体积20.0mL减为12.0mL。实验共测出五组数据，每次体积值直接从注射器的刻度读出并输入计算机，同时由压强传感器测得对应体积的压强值，实验完成后，计算机屏幕上显示出如下表所示的实验结果： 序号（组） 1 2 3 4 5 V（mL） 20.0 18.0 16.0 14.0 12.0 p（×105Pa） 1.02 1.13 1.38 1.45 1.68 以上测量数据可能错误的是第 组。 (2)某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图乙所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的 。 A．热力学温度T B．摄氏温度t C．体积V D．体积的倒数 (3)如果由注射器的满刻度处开始推动活塞，记录刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p，用图像处理实验数据，得出图丙所示的图线，如果实验操作规范正确，那么V0代表 。 【答案】(1)3 (2)D (3)注射器与压强传感器连接部分的气体体积 【详解】（1）组实验数据，压强和体积V（mL）的乘积分别为20.40、20.34、22.08、20.30、20.16。根据玻意耳定律，一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，压强和体积的乘积不变。第1、2、4、5组数据在测量误差范围内，第3组测量数据可能错误。 （2）根据理想气体状态方程，并结合题目可知 则图像是过原点的直线，即横坐标表示的物理量是封闭气体体积的倒数。 故选D。 （3）实验时气体的实际体积比注射器刻度值V大出V0，根据 C为定值，则 如果实验操作规范正确，而如题图丙所示的图线不过原点，则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。 4．（2024·河南·三模）某同学想探究气体压强与体积的关系。如图（a）所示仪器，在一有毫米刻度的直尺上固定一根一端封闭的细直均匀玻璃管，封闭端内腔顶部对准直尺的零刻度线，管内有一段被水银封闭的空气柱。 操作步骤如下： ①如图（b）所示，用铁支架固定木板，钉上白纸，用重锤检查使木板竖直，并在纸上作出一条竖直方向的直线。 ②使直尺贴近白纸。从刻度尺上读出空气柱长度l；用铅笔画出水银柱长度h'。 ③将h'投影到竖直线上，量出水银柱投影的高度h（mm），将所得l、h的值填入事先设计好的表格中。 ④使玻璃管在图示平面内按不同角度倾斜，逐次测出l、h值并填入表内。 ⑤分别计算封闭气体压强p值、体积V值（由于玻璃管是均匀的，设其截面积为S）。 根据实验完成下列填空： (1)测得本地大气压强值为h0（mmHg），若某次使玻璃管开口向上竖直放置，测得空气柱长度l1。水银柱投影h1，则此状态下，空气柱的压强写做。另一次使玻璃管开口向下竖直放置（水银未溢出），测得空气柱长度l2，水银柱投影h2。若实验成功，则h0、l1、h1、l2、h₂应验证满足的关系为 。 (2)为了更直观得出气体的压强p和体积V是否成反比例关系，可将p-V图像转化为 图像。 (3)①将被封闭的空气柱置于另一温度环境中，重复实验操作步骤；②换用不同气柱重复实验操作步骤。综合实验和日常学习可以总结出“气体的体积和压强成反比”成立的条件为： 。 【答案】(1) (2)或 (3)质量不变，气体不变，温度不变或气体物质的量不变，温度不变 【详解】（1）玻璃管开口向上时，封闭气体压强为，玻璃管开口向下时，封闭气体压强为，根据玻意耳定律可得即 （2）根据玻意耳定律可知所以或者由此可知，为了更直观得出气体的压强p和体积V是否成反比例关系，可将p-V图像转化为或图线。 （3）若气体的体积和压强成反比，则所以气体的体积和压强成反比”成立的条件为：质量不变，气体不变，温度不变或气体物质的量不变，温度不变。 5．（2024·广东佛山·二模）在探究气体压强与体积关系实验中，某兴趣小组设计如图实验装置．已知重力加速度为g，注射器气密性和导热良好且外界环境温度保持不变，不计一切摩擦． （1）用刻度尺测得注射器刻度上到的长度为，注射器活塞的横截面积为 ； （2）取下沙桶，向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，此时的气体压强为大气压； （3）挂上沙桶，稳定后，测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m，则气体压强的表达式 ；（请选用、g、S、m表示） （4）在沙桶内适量添加沙子，重复步骤（3）； （5）以沙桶的总质量m为纵轴，以为横轴，绘制图像，其图像如图乙所示，图中横轴截距为a，纵轴截距为b，可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积 ，实验时当地的大气压强 。（请选用a、b、g、S表示） 【答案】 10 【详解】（1）[1]注射器活塞的横截面积为 （3）[2]根据受力平衡可得 解得气体压强的表达式为 （5）[3][4]根据玻意耳定律可得 整理可得 结合图像可得 ， 解得 ， 6．（2024·全国·模拟预测）两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。 （1）第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。 ①实验过程中，下列操作正确的是 。（填正确答案标号） A．应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积 B．实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量 C．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定 ②实验时，缓慢推动活塞，注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低，测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，则实验得到的图像应为下图中的 。（填正确答案标号） （2）第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验，实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图像，发现图线不过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是 ；图丙中的物理含义是 。 【答案】 CD/DC A 胶管的容积不可忽略 连接压强传感器和注射器的胶管的容积 【详解】（1）①[1]A．应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积，以避免操作动作过快使空气柱的温度发生改变，A项错误； B．因压强由压力表测得，不是由平衡条件计算出的，所以实验前不需要利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量，B项错误； C．实验过程中手不能握住注射器前端，以免改变空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，C项正确； D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定，D项正确。 故选CD。 ②[2]根据理想气体状态方程 可得 可知随着环境温度逐渐降低，图像的斜率会逐渐减小，A项正确。 （2）[3][4]根据玻意耳定律得 解得 造成这一结果的原因是胶管的容积不可忽略；图丙中的物理含义是连接压强传感器和注射器的胶管的容积。 7．（2025·河南·一模）某实验小组的同学在测定玻璃砖的折射率时，从实验室选择了截面为直角三角形的玻璃砖，∠C=θ，其中BC和AC面为光学面，实验时在BC下侧插了两枚大头针P1、P2，且P1P2⊥BC，并在AC面的上侧按正确操作插入另两枚大头针P3、P4，如图甲所示。 (1)在插大头针P4时，应保证________； A．P4挡住P3 B．P4挡住P3和P2的像 C．P4挡住P3和P1、P2的像 (2)在处理实验数据时，甲同学用量角器测量了出射光线P3、P4与AC界面的夹角也为θ，则玻璃砖的折射率为n= ，乙同学以出射点O为圆心，适当的长度为半径画圆，圆与入射光线、出射光线的交点分别为a、b，过a、b两点作法线的垂线，垂足分别为c、d，如图乙所示，用刻度尺测量圆的半径为R，ac=L1，bd=L2，则玻璃砖的折射率为n= 。 【答案】(1)C (2) 或 【详解】（1）利用插针法测量玻璃砖的折射率时，在插P3时，应使P3挡住P1、P2的像，在插P4时，应使P4挡住P3和P1、P2的像。故选C。 （2）[1]由题意可知，P1P2⊥BC，则光线在玻璃砖中的入射角为θ，出射光线P3、P4与AC的夹角为θ，则出射光线的折射角为（90°-θ），由折射定律得 则玻璃砖的折射率为。 [2]若按乙同学的方案处理数据时，光在玻璃砖中的入射角的正弦值为 出射光线的折射角的正弦值为 由折射定律得 则玻璃砖的折射率为。 8．（2025·四川眉山·模拟预测）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。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必要步骤有__________ 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，过作垂直于的直线，连接。测量图中角和的大小。则玻璃砖的折射率 ； (3)如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画斜了。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”）。 【答案】(1)BD (2) (3)小于 【详解】（1）该同学接来要完成的必要步骤有：确定大头针的位置的方法是插上大头针，使能挡住、的像，确定大头针的位置的方法是大头针能挡住和、的像，故该同学接下来要完成的必要步骤是BD。 故选BD。 （2）根据折射定律，可得玻璃砖的折射率为 （3）如图为在图中分别做出的实际光路图（图中实线）和以、界面，以大头针留的痕迹做出出射画的实验光路图（图中虚线） 比较实地光路图的折射角与实验图的折射角关系，可知：折射角测量值偏大，则折射率偏小。 9．（2025·福建福州·模拟预测）某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率，准备的器材有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如图是该小组设计的实验方案示意图，下面是该小组的探究步骤： ①用刻度尺测量玻璃砖的直径； ②把白纸固定在水平桌面上，在白纸上建立直角坐标系，将玻璃砖放在白纸上，使其底面圆心和直径分别与点和轴重合，再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于轴放置； ③打开激光笔开关，让激光笔发出的激光束始终指向圆心射向玻璃砖，从轴开始在平面内缓慢移动激光笔，在某一位置时，刻度尺上出现两个清晰的光点，通过刻度尺读取两光点与轴的距离分别为、（）； 请回答下面问题： (1)甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为 （用测得的、、表示）； (2)乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置，直到刻度尺上恰好只有一个光点，读取该光点与轴的距离为，计算该玻璃砖的折射率为 （用测得的、表示）； (3)比较甲、乙两同学测量折射率的方案， （选填“甲”或“乙”）同学的测量误差更小，理由是 ； (4)在操作步骤②中，刻度尺没有与轴严格垂直，而是逆时针偏离垂直轴位置，则甲同学测得的折射率较真实值是 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) (2) (3) 甲 见解析 (4)偏大 【详解】（1）刻度尺上出现两个清晰的光点，一个点为反射光与刻度尺交点，另一个为折射光与刻度尺的交点，令入射角与折射角分别为、，由于 可知，为反射光对应交点距离x轴的间距，为折射光对应交点距离x轴的间距，根据几何关系有， 甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率 解得 （2）刻度尺上恰好只有一个光点，表明恰好发生全反射，此时入射角等于临界角，根据几何关系有 乙同学利用步骤④测得数据计算该玻璃砖的折射率 解得 （3）[1][2]比较甲、乙两同学测量折射率的方案，甲同学的测量误差更小，乙同学方案中“恰好只有一个光斑”的状态确定不够准确。 （4）刻度尺逆时针偏离垂直轴位置，则偏大，偏小，结合上述可知，测量结果偏大。 10．（2025·重庆·模拟预测）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。 11．（2025·甘肃甘南·模拟预测）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屏、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 (1)在实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和测量头，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把毛玻璃屏照亮，装上单缝和双缝并使二者相互 （选填“平行”或“垂直”）。 (2)该同学分别用红色、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 x1/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 （选填“红光”或“绿光”）。 (3)已知双缝间距，测得双缝到屏的距离L=0.600m，可得所测单色光2的波长λ= m（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)平行 (2)绿光 (3) 【详解】（1）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，应使单缝和双缝相互平行。 （2）根据双缝干涉条纹间距公式 可得 由表格代入数据可知， 可知，则，由于绿光的波长小于红光波长，知单色光1是绿光。 （3）对单色光2有 代入题中数据，解得 12．（2025·福建福州·三模）如图甲所示，在利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距为d，双缝到光屏的距离为L。 (1)实验得到明暗相间的条纹，转动手轮，使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，则对准第1条时示数x1= mm；分划板的中心刻度线对准第6条亮条纹的中心时，手轮上的示数x2；计算波长的表达式为λ= （用题目中所给符号表示）。 (2)某同学观察到如图丙所示图像，应调节图中的 （填“单缝”或“测量头”）；若没有调节，会导致波长的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 【答案】(1) 9.812/9.811/9.813 (2) 测量头 大于 【详解】（1）[1] 对准第1条时示数，由于读数误差，在9.811mm~9.813mm范围内均可。 [2]由，则波长的表达式为 （2）[1][2]条纹倾斜，与刻线没有平行，则应调节图中的测量头。若没有调节，则导致条纹间距Δx偏大，进而导致波长的测量值大于其实际值。 13．（2025·山东聊城·三模）某兴趣小组利用如图甲所示装置研究光的波动性。О处为单色激光笔，A处为狭缝片。B处为水平放置的光强传感器。 (1)若仅改变图甲中AB间的距离，先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图乙，图丙所示﹐下列判断中正确的是___________ A．A处为双缝，图乙中AB间的距离大 B．A处为双缝，图丙中AB间的距离大 C．A处为单缝，图乙中AB间的距离大 D．A 处为单缝，图丙中AB间的距离大 (2)若在A处安装双缝，测出OA间的距离为，AB间的距离为；连续四条亮纹间的距离为，使用的双缝间距为d ，则该激光的波长为 ； (3)在利用此装置测量激光的波长时，下列说法中正确的是__________ A．适当增加OA间的距离可以减小测量误差 B．适当增加AB间的距离可以减小测量误差 C．实验中应保证OAB连线与接收器B垂直 【答案】(1)A (2) (3)BC 【详解】（1）从图中乙、丙的光强分布看，都出现了一系列间距几乎均匀的明暗相间条纹，这更符合“双缝干涉”而非“单缝衍射”特征（单缝衍射条纹中央亮纹最宽、最亮，旁侧亮纹迅速减弱），因此A处为双缝，乙图条纹间距大于丙图，根据可知，乙图AB间距大。 故选A。 （2）根据题意有 得 （3）A．由可知，波长与OA间的距离无关，所以适当增加OA间的距离并不能减小测量误差，故A错误； B．适当增加AB间的距离，测量的相对误差会减小，同时相邻亮条纹间的距离也会增大，测量的相对误差也会减小，由可知，波长的测量误差减小，故B正确； C．若OAB连线与接收器B不垂直，会导致相邻两条亮条纹间的距离随着沿平行于条纹方向的移动而变化，因此，保证OAB连线与接收器B垂直可使相邻亮条纹间距离的测量误差减小，故C正确。 故选BC。 14．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）某实验小组按图1所示在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，双缝到光屏的距离为，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。 (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 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 mm；可得两个相邻条纹间距 。 (2)利用上述测量结果，经计算这种色光的波长 nm。（结果保留三位有效数字） (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 【答案】(1) 1.16 15.02 2.31 (2)578 (3)C 【详解】（1）[1]50分度游标卡尺的精确值为，由图2（b）可知读数为 [2]由图3（b）可知读数为 [3]则两个相邻条纹间距为 （2）根据，可得波长为 （3）A．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； BCD．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BD错误，C正确。 故选C。 15．（2025·安徽·模拟预测）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图甲所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 (1)在安装好实验装置后，发现虽然光源亮度很高，但是目镜观察到的条纹比较模糊，要得到清晰的条纹，进行的操作是__________；（填选项前字母） A．拆除目镜 B．取走凸透镜 C．调节拨杆使单缝与双缝平行 (2)如果观测到如图乙所示的干涉条纹，直接进行测量，则测得光的波长会 （填“偏大”或“偏小”）； (3)经过正确调整后，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，此时手轮上的示数如图丙中a图所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙中b图所示，则相邻亮条纹的间距 mm。 【答案】(1)C (2)偏大 (3)2.310 【详解】（1）在安装好实验装置后，发现虽然光源亮度很高，但是目镜观察到的条纹比较模糊，要得到清晰的条纹，进行的操作是调节拨杆使单缝与双缝平行。 故选C。 （2）条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值 为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，则有 根据可得， 可知测得光的波长会偏大。 （3）螺旋测微器的精确值为，由图a、b可得第1条亮纹、第6条亮纹对应的读数分别为 则相邻亮条纹的间距为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型15 光热实验 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 热学实验【重难】 考向02 光学实验【重难】 考向03 光学、热学创新类实验 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 光学和热学实验是高考物理中实验板块的重要组成部分，虽然在整套试卷中所占分值比例适中，尤其在实行新高考模式的地区，实验题的独立性和综合性逐年增强。 在整个高中物理体系中，光学与热学实验承担着“理论联系实际”的重要功能。光学实验如“测玻璃折射率”“用双缝干涉测光的波长”，不仅强化学生对光的基本性质的理解，也为波动光学奠定感性基础；热学实验如“油膜法估测分子大小”“气体定律实验”，则帮助学生建立微观与宏观之间的联系，深化对热力学规律的认识。这类实验不仅是知识的验证，更是科学探究能力的重要载体。 学生在备考中常见误区包括：对实验原理理解不透，导致公式乱用；光学实验中光路图不规范，符号标记混乱；热学实验中单位换算、数量级估算失误；创新实验中无法识别实验原型，思维僵化。此外，实验步骤记忆不清、读数不规范（如游标卡尺、螺旋测微器）也是失分高发点。因此，复习中应强化实验逻辑、规范操作流程，提升对实验“为什么做、怎么做、得出什么”的整体把握。 考向01 热学实验 【例1-1】（2026·海南海口·二模）某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将纯油酸溶于酒精，制成了的油酸酒精溶液，并测得这样的溶液有100滴。 (1)该同学将1滴溶液滴入撒有爽身粉的盛水浅盘中，则滴入浅盘中的油酸的体积为 。 (2)待水面稳定后，将带有正方形小方格的玻璃板放在浅盘上，描出的油膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为，则油酸分子的直径为 m。 【例1-2】（2025·河北石家庄·三模）利用如图甲装置做“探究气体等温变化的规律”实验。主要实验步骤如下： ①将压力表的指针校准到0Pa； ②在柱塞上均匀涂抹润滑油，然后将柱塞移至注射器适当刻度处； ③将橡胶套套在注射器下端的开口处，它和柱塞一起把一段空气柱封闭； ④缓慢推动柱塞，记录多组注射器内气体的体积V及相应的压力表示数p。 (1)请指出以上哪些步骤中存在不妥之处： （填写序号）； (2)甲同学按正确步骤进行了实验，下表为记录的部分实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，错误的是 （填对应的实验序号）； 实验序号 1 2 3 4 封闭空气柱长度L/cm 3.50 3.00 2.80 2.50 封闭空气柱压强p/（×105Pa） 1.01 1.17 1.26 1.70 (3)该同学重新按正确步骤进行实验，根据实验所采集数据绘制了图像，如图乙所示，出现这种情况的可能原因是 （写出一种原因即可）。 1.用油膜法估测油酸分子的大小 装置图 操作要点 数据处理 1.取适量纯油酸配制油酸酒精溶液。 2.用量筒测出体积Vn的溶液的滴数n。 3.将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上,将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。 4.油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓 1.算出每滴油酸酒精溶液的体积V0=。 2.算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。 3.利用坐标纸估算油膜面积S。数格时不足半个的舍去,多于半个的算一个 4.算出薄膜的厚度d=(分子直径) 用油膜法估测分子的大小实验注意点： (1)理想化:认为油酸薄膜是由单层的油酸分子紧密排列组成。 (2)模型化:在估测油酸分子大小的数量级时,把每个油酸分子简化为球体。 (3)厚度直径化:认为油膜的厚度等于油酸分子的直径。 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 操作要点 数据处理 1.柱塞涂抹润滑油减小摩擦、防止漏气,保证气体质量不变。 2.缓慢改变气体体积,保证气体温度不变。实验中手不能握住注射器 3.改变气柱长度,测气柱长度(表示体积)与压强 画出气体等温变化的p-图像,图像是过原点的倾斜直线,说明压强与体积成反比 【变式1-1】（2025·广东湛江·模拟预测）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中： (1)所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积的上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中油酸薄膜的面积为S，则可求得油酸分子的直径为 （用、n、S表示）。 (2)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为___________。 A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 【变式1-2】（2025·新疆·三模）某实验小组用如图甲所示的圆柱形针筒装置探究气体等温变化的规律。 (1)实验中为了控制气体的质量和温度不变，下列操作正确的是______。 A．快速推动柱塞 B．缓慢推动柱塞 C．用手握住注射器 D．在柱塞上涂抹润滑油 (2)实验中 （选填“需要”或“不需要”）测量空气柱的横截面积。 (3)某小组利用测量得到的数据绘制的p—V图像如图乙所示，提高环境温度后重复实验，所得的曲线应位于图乙中曲线a的 （选填“左下侧”或“右上侧”）。该小组同学由图乙中的曲线a （选填“能”或“不能”）得出一定质量的气体在温度不变时，气体的压强与体积成反比。实验小组若想更直观地探究气体等温变化的规律，应绘制某温度下一定质量气体的 （选填“”或“”）图像。 考向02 光学实验 【例2-1】（2025·福建·高考真题）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） 【例2-2】（2025·浙江·一模）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中， (1)如图甲双缝安装在图甲 位置（选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”） (2)某次测量条纹间距的时候，由于游标卡尺0刻度处标记不清，目镜测量头显示如图乙所示，箭头为游标卡尺与主尺对齐处，则读数为 mm。 (3)如图甲所示，某同学测得图中装置中A、B、C、D、E之间的距离分别为L1、L2、L3、L4，又测得第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为，已知单缝宽度为d1，双缝间距为d2，则该单色光波长的表达式为 。 1.测量玻璃的折射率 装置图 操作要点 数据处理 1.把白纸固定在木板上。 2.画线、插针交替进行。 3.补全光路图。 4.测量入射角i和折射角γ,并查sin i和sin γ的值 如装置图,通过画单位圆,可以测量线段代替测量角度　　 1.由n=计算取平均值。 2.作sin i-sin γ图像,其斜率为折射率n 2.用双缝干涉实验测光的波长 装置图 操作要点 数据处理 1.同轴安装,双缝和单缝的缝平行。 2.观察白光和单色光的干涉条纹。 3.测量条纹间距，学会使用测量头测条纹间距 1.条纹间距Δx=。 2.波长λ=Δx。 3.测量多组数据,求λ的平均值 【变式2-1】（2026·陕西延安·一模）如图所示，用“插针法”测量一等腰直角三角形玻璃砖的折射率。主要步骤如下： （1）在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； （2）将玻璃砖斜边AB沿ab放置，并确定直角边BC的位置ef，cd与ef的交点为； （3）在cd上竖直插上大头针和，从侧面BC透过玻璃砖观察和，插上大头针，要求能挡住 （选填“”“”或“和”）的虚像； （4）撤去玻璃砖和大头针，连接与，过作ef的垂线，垂足为D，用刻度尺量出的长度，的长度，则玻璃砖的折射率 。（用题给物理量字母表示） （5）为了减小实验误差，大头针的位置应离较 （选填“近”或“远”）一些。 【变式2-2】（2025·山东·模拟预测）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1所示。 (1)下列说法中正确的是___________。 A．要使模糊的干涉条纹变得清晰可通过旋转测量头来实现 B．使用间距更小的双缝，可增加从目镜中观察到的条纹个数 C．测量某条亮纹位置时，应使测量头分划板刻线与该亮纹的中心对齐 (2)该同学调整好实验装置后，测出双缝间距，双缝到屏的距离，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螺旋测微器示数如图2所示，则所测光的波长为 nm。 (3)该同学在实验操作中将一厚度为、折射率为1.5的透明薄片置于了双缝中的，如图3所示，他观察到的中点处为___________（填正确答案前的字母）。 A．亮纹 B．暗纹 考向03 光学、热学创新类实验 【例3-1】（2024·重庆九龙坡·模拟预测）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_______。（填正确答案标号） 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p、V数据，记录并作出图像，若图像为曲线即可说明p、V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p和体积V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_______。（填正确答案标号） A． B． C． (3)在同一温度环境下，另一位同学对两部分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 （填“”“”或“”）。 【例3-2】（2026·四川雅安·一模）某实验小组用激光笔测量平行玻璃砖的折射率。步骤如下：光屏与玻璃砖平行放置，记录屏MN和玻璃砖abcd的位置；用激光笔以一定角度照射玻璃砖，记录入射点O1和屏上光点S1的位置；移走玻璃砖，记录屏上光点S2的位置；做相应辅助线，其中，，O1、O2、Q在一条直线上；用刻度尺测得：O2S1=9.90cm，O2Q=7.90cm，S1P=7.10cm，PQ=3.85cm。 (1)记录玻璃砖位置时，某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线，这种操作 （选填“正确”或“错误”）； (2)根据所测数据计算玻璃砖的折射率n= （结果保留三位有效数字）； (3)若换用频率更大的激光进行实验，其他条件保持不变，观察到S1与S2的间距 （选填“变大”或“变小”）。 【例3-3】（2025·重庆·三模）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.光学实验创新 光学实验中“测量玻璃的折射率”的原型实验是通过“插针法”获得光路图进行实验的,在创新考法中可以改变获得光路图的方法进行实验;“用双缝干涉测量光的波长”的实验是用双缝获得相干光源来进行实验的,在创新考法中可以用反射法获得相干光源进行实验。 2.热学实验创新 热学实验中“用油膜法估测分子的大小”这个实验很难有创新的考法;探究“等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的原型实验是注射器与压强传感器组合进行,考查玻意耳定律,本实验既可以从实验器材上进行创新,也可以从实验原理上进行迁移探究“等容情况下一定质量气体压强与温度的关系”。 【变式3-1】（24-25高三上·上海徐汇·期末）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。 实验室温度保持不变，将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气（可看作理想气体），下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一台托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和体积V（气体体积V等于注射器示数V0与塑料管容积之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。 (1)在放置砝码到气体状态稳定的过程中：封闭气体的分子平均动能 （变大  B．变小  C．不变），气体 （A．吸热  B．放热  C．既不吸热也不放热） (2)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体 。（A．p与V成正比  B．p与成正比） (3)若气体被压缩到V=10.0mL，由图乙可读出封闭气体压强为 Pa（保留3位有效数字）。 (4)同桌甲乙两名同学进行实验时，甲同学在记录数据时漏掉了，则在计算pV乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据的乙同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而 （A．增大  B．减小）。若图乙是乙同学绘制的，请在图乙上大致画出甲同学的曲线 。 【变式3-2】（25-26高三上·河北雄安·期末）某同学用激光笔和透明半圆柱形玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： （1）在水平桌面上依次放置白纸和玻璃砖，让光屏ef与玻璃砖直径ab平行，在白纸上标记玻璃砖的界面、圆心O点及光屏ef位置，玻璃砖与光屏交于P点，如图甲所示； （2）激光笔发出的激光对准玻璃砖的O点入射，在光屏上得到一个亮点，在白纸上标记激光笔位置Q和亮点M；多次改变入射角，测得入射角i和折射角r，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出如图乙所示的图像，由该图像可知该玻璃的折射率 ； （3）本实验也可以这样操作，用游标卡尺测出玻璃砖的半径为R，如图丙所示，游标卡尺的读数为 cm； （4）在白纸上根据标记作出激光的光路，并做QO的延长线与ef交于N点；用刻度尺测出P点与M、N两点间的距离分别为和，则玻璃的折射率表达式 [用（3）（4）中测量的物理量对应的字母表示]； （5）为了减小实验相对误差，激光在O点入射时的入射角应尽量 （选填“大”或“小”）。 【变式3-3】（2025·福建·模拟预测）1834年，爱尔兰物理学家洛埃，利用平面镜成功得到了杨氏干涉的结果。洛埃镜实验的基本装置如图甲所示，为单色光源，为平面镜，光源直接发出的光和经过平面镜反射的光形成一对相干光。光源到光屏的垂直距离和到平面镜的垂直距离可分别由图丙和图丁读出，光的波长为，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。黄光的波长范围为。       (1)图丙的测量工具名称是 ，游标卡尺的读数为 cm。 (2)已知光屏上第一条亮条纹到第七条亮条纹之间间距为6.6mm，则该单色光的波长 nm（结果保留三位有效数字），该单色光为 光（选填“红”，“黄”或“蓝”）。 (3)某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度。若沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距将 ；若 ，沿OA向任意位置略微平移平面镜，干涉条纹间距不变。 (4)若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为，平面镜宽为，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为 （用、、和表示） 1．（2024·云南·模拟预测）某同学在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每溶液中有油酸。用注射器测得上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状如图所示。 (1)该实验中的理想化假设是 。 A．将油膜看成单分子层油膜 B．考虑了各油酸分子间的间隙 C．将油酸分子看成球形 (2)坐标纸中每个小正方形方格的边长为，该同学测出油酸分子的直径是 m（结果保留一位有效数字）。 (3)该学生完成实验后，查阅资料发现计算出的油酸分子直径偏大，可能的原因是 。 A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些 B．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大 C．在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些 2．（21-22高二下·陕西咸阳·月考）（1）如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）； （2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每溶液中有油酸。用注射器测得上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为，试求： ①油酸膜的面积是 ； ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ； ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。（结果保留两位有效数字） （3）如果实验中油膜没有完全散开，测得的油酸分子直径 。（选填“偏大”或“偏小”） 3．（2024·山西晋中·二模）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。          (1)某同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，然后缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从初始体积20.0mL减为12.0mL。实验共测出五组数据，每次体积值直接从注射器的刻度读出并输入计算机，同时由压强传感器测得对应体积的压强值，实验完成后，计算机屏幕上显示出如下表所示的实验结果： 序号（组） 1 2 3 4 5 V（mL） 20.0 18.0 16.0 14.0 12.0 p（×105Pa） 1.02 1.13 1.38 1.45 1.68 以上测量数据可能错误的是第 组。 (2)某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图乙所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的 。 A．热力学温度T B．摄氏温度t C．体积V D．体积的倒数 (3)如果由注射器的满刻度处开始推动活塞，记录刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p，用图像处理实验数据，得出图丙所示的图线，如果实验操作规范正确，那么V0代表 。 4．（2024·河南·三模）某同学想探究气体压强与体积的关系。如图（a）所示仪器，在一有毫米刻度的直尺上固定一根一端封闭的细直均匀玻璃管，封闭端内腔顶部对准直尺的零刻度线，管内有一段被水银封闭的空气柱。 操作步骤如下： ①如图（b）所示，用铁支架固定木板，钉上白纸，用重锤检查使木板竖直，并在纸上作出一条竖直方向的直线。 ②使直尺贴近白纸。从刻度尺上读出空气柱长度l；用铅笔画出水银柱长度h'。 ③将h'投影到竖直线上，量出水银柱投影的高度h（mm），将所得l、h的值填入事先设计好的表格中。 ④使玻璃管在图示平面内按不同角度倾斜，逐次测出l、h值并填入表内。 ⑤分别计算封闭气体压强p值、体积V值（由于玻璃管是均匀的，设其截面积为S）。 根据实验完成下列填空： (1)测得本地大气压强值为h0（mmHg），若某次使玻璃管开口向上竖直放置，测得空气柱长度l1。水银柱投影h1，则此状态下，空气柱的压强写做。另一次使玻璃管开口向下竖直放置（水银未溢出），测得空气柱长度l2，水银柱投影h2。若实验成功，则h0、l1、h1、l2、h₂应验证满足的关系为 。 (2)为了更直观得出气体的压强p和体积V是否成反比例关系，可将p-V图像转化为 图像。 (3)①将被封闭的空气柱置于另一温度环境中，重复实验操作步骤；②换用不同气柱重复实验操作步骤。综合实验和日常学习可以总结出“气体的体积和压强成反比”成立的条件为： 。 5．（2024·广东佛山·二模）在探究气体压强与体积关系实验中，某兴趣小组设计如图实验装置．已知重力加速度为g，注射器气密性和导热良好且外界环境温度保持不变，不计一切摩擦． （1）用刻度尺测得注射器刻度上到的长度为，注射器活塞的横截面积为 ； （2）取下沙桶，向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，此时的气体压强为大气压； （3）挂上沙桶，稳定后，测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m，则气体压强的表达式 ；（请选用、g、S、m表示） （4）在沙桶内适量添加沙子，重复步骤（3）； （5）以沙桶的总质量m为纵轴，以为横轴，绘制图像，其图像如图乙所示，图中横轴截距为a，纵轴截距为b，可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积 ，实验时当地的大气压强 。（请选用a、b、g、S表示） 6．（2024·全国·模拟预测）两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。 （1）第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。 ①实验过程中，下列操作正确的是 。（填正确答案标号） A．应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积 B．实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量 C．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定 ②实验时，缓慢推动活塞，注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低，测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，则实验得到的图像应为下图中的 。（填正确答案标号） （2）第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验，实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图像，发现图线不过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是 ；图丙中的物理含义是 。 7．（2025·河南·一模）某实验小组的同学在测定玻璃砖的折射率时，从实验室选择了截面为直角三角形的玻璃砖，∠C=θ，其中BC和AC面为光学面，实验时在BC下侧插了两枚大头针P1、P2，且P1P2⊥BC，并在AC面的上侧按正确操作插入另两枚大头针P3、P4，如图甲所示。 (1)在插大头针P4时，应保证________； A．P4挡住P3 B．P4挡住P3和P2的像 C．P4挡住P3和P1、P2的像 (2)在处理实验数据时，甲同学用量角器测量了出射光线P3、P4与AC界面的夹角也为θ，则玻璃砖的折射率为n= ，乙同学以出射点O为圆心，适当的长度为半径画圆，圆与入射光线、出射光线的交点分别为a、b，过a、b两点作法线的垂线，垂足分别为c、d，如图乙所示，用刻度尺测量圆的半径为R，ac=L1，bd=L2，则玻璃砖的折射率为n= 。 8．（2025·四川眉山·模拟预测）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。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必要步骤有__________ 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，过作垂直于的直线，连接。测量图中角和的大小。则玻璃砖的折射率 ； (3)如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画斜了。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”）。 9．（2025·福建福州·模拟预测）某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率，准备的器材有玻璃砖、激光笔、刻度尺和白纸。如图是该小组设计的实验方案示意图，下面是该小组的探究步骤： ①用刻度尺测量玻璃砖的直径； ②把白纸固定在水平桌面上，在白纸上建立直角坐标系，将玻璃砖放在白纸上，使其底面圆心和直径分别与点和轴重合，再将刻度尺紧靠玻璃砖并垂直于轴放置； ③打开激光笔开关，让激光笔发出的激光束始终指向圆心射向玻璃砖，从轴开始在平面内缓慢移动激光笔，在某一位置时，刻度尺上出现两个清晰的光点，通过刻度尺读取两光点与轴的距离分别为、（）； 请回答下面问题： (1)甲同学利用步骤③测得数据计算该玻璃砖的折射率为 （用测得的、、表示）； (2)乙同学在步骤③后继续改变激光笔的位置，直到刻度尺上恰好只有一个光点，读取该光点与轴的距离为，计算该玻璃砖的折射率为 （用测得的、表示）； (3)比较甲、乙两同学测量折射率的方案， （选填“甲”或“乙”）同学的测量误差更小，理由是 ； (4)在操作步骤②中，刻度尺没有与轴严格垂直，而是逆时针偏离垂直轴位置，则甲同学测得的折射率较真实值是 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 10．（2025·重庆·模拟预测）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”）。 11．（2025·甘肃甘南·模拟预测）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屏、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 (1)在实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和测量头，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把毛玻璃屏照亮，装上单缝和双缝并使二者相互 （选填“平行”或“垂直”）。 (2)该同学分别用红色、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 x1/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 （选填“红光”或“绿光”）。 (3)已知双缝间距，测得双缝到屏的距离L=0.600m，可得所测单色光2的波长λ= m（结果保留两位有效数字）。 12．（2025·福建福州·三模）如图甲所示，在利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距为d，双缝到光屏的距离为L。 (1)实验得到明暗相间的条纹，转动手轮，使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，则对准第1条时示数x1= mm；分划板的中心刻度线对准第6条亮条纹的中心时，手轮上的示数x2；计算波长的表达式为λ= （用题目中所给符号表示）。 (2)某同学观察到如图丙所示图像，应调节图中的 （填“单缝”或“测量头”）；若没有调节，会导致波长的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 13．（2025·山东聊城·三模）某兴趣小组利用如图甲所示装置研究光的波动性。О处为单色激光笔，A处为狭缝片。B处为水平放置的光强传感器。 (1)若仅改变图甲中AB间的距离，先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图乙，图丙所示﹐下列判断中正确的是___________ A．A处为双缝，图乙中AB间的距离大 B．A处为双缝，图丙中AB间的距离大 C．A处为单缝，图乙中AB间的距离大 D．A 处为单缝，图丙中AB间的距离大 (2)若在A处安装双缝，测出OA间的距离为，AB间的距离为；连续四条亮纹间的距离为，使用的双缝间距为d ，则该激光的波长为 ； (3)在利用此装置测量激光的波长时，下列说法中正确的是__________ A．适当增加OA间的距离可以减小测量误差 B．适当增加AB间的距离可以减小测量误差 C．实验中应保证OAB连线与接收器B垂直 14．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）某实验小组按图1所示在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，双缝到光屏的距离为，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。 (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 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 mm；可得两个相邻条纹间距 。 (2)利用上述测量结果，经计算这种色光的波长 nm。（结果保留三位有效数字） (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 15．（2025·安徽·模拟预测）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图甲所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 (1)在安装好实验装置后，发现虽然光源亮度很高，但是目镜观察到的条纹比较模糊，要得到清晰的条纹，进行的操作是__________；（填选项前字母） A．拆除目镜 B．取走凸透镜 C．调节拨杆使单缝与双缝平行 (2)如果观测到如图乙所示的干涉条纹，直接进行测量，则测得光的波长会 （填“偏大”或“偏小”）； (3)经过正确调整后，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，此时手轮上的示数如图丙中a图所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙中b图所示，则相邻亮条纹的间距 mm。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $