2026届浙江省高三物理二轮强化训练：热学实验和光学实验专题（2）

热学实验和光学实验专题特训（2） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．用如图所示实验装置探究一定质量气体等温变化的规律： (1)下述实验操作正确的是______。 A．实验中应尽量快速推拉柱塞 B．实验前应先测量出柱塞及压力表的总质量 C．为方便推拉柱塞，应用手握紧注射器 D．柱塞移至某位置时，应等待压力表的指针所指刻度稳定时再进行数据记录 (2)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． 2．某研究小组开展了“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 如图所示为乙同学描出的油膜轮廓， (1)已知每个正方形小方格的边长为1cm，则油膜的面积约为__________m2；已知每104mL油酸酒精溶液中含有纯油酸2mL，测出50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为__________m（计算结果均保留两位有效数字）。 (2)（多选）实验中丙同学对油酸分子直径的计算结果明显偏大，其原因可能有 ________（填写选项前字母）。 A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．油酸中含有大量酒精 C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数误少记了10滴 E．计算轮廓范围内正方形的个数时舍去了所有不足一格的方格 (3)丁同学利用上述方法测量出了油酸的直径为d，已知油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数可用上述字母表示为NA = __________。 3．某小组探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V的关系。如图甲U形管两端是厚度不计、横截面积为S的细玻璃管，中间是软管。右管上端开口与大气相通，左管上端封闭且与刻度尺零刻度对齐，其内部用水银封闭一段理想气体。已知大气压强为p0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。 (1)实验步骤如下： ①竖直提升右管，使右侧水银面高于左侧，待稳定时，读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h，此时封闭气体的压强p=_____； ②竖直缓慢提升右管，并记录多组数据l和h； ③处理数据，分析得出结论。 (2)利用实验数据做图像如图乙所示，图像的横轴截距为a、纵轴截距为−b，则大气压p0=_____；当封闭气体压强为p0时，气体的体积为V=_____。（用ρ、g、S、a、b表示） (3)若发现图像的末端向上弯曲如图丙所示，其原因可能是环境温度_____（请填写“升高”或“降低”）。 4．某同学用图示实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射器水平固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时，传感器对活塞的压力F，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力F和体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。 （1）乙同学根据实验数据作出的图像如图，已知图像的斜率为k，图像与纵轴交点的纵坐标的绝对值为b，假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律，若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为____________（用k和b表示）； 5．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取油酸，倒入标注的容量瓶中，再加入酒精后得到的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的正方形大小为。 (1)该实验体体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有______。 A．把油酸分子视为球形 B．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜 C．油酸分子是紧挨着的没有空隙 D．油酸不溶于水 (2)由此估算出油酸分子的直径是______（结果保留一位有效数字）。 (3)关于本实验下列说法正确的是______； A．选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜 B．若油酸没有充分散开，油酸分子直径的计算结果将偏小 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大 D．在向量筒中滴入油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小 (4)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的______。 A．摩尔质量 B．摩尔体积 C．质量 D．体积 6．某同学用如图所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是___________。 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）分别在环境温度为、时完成上述探究活动。下列各图能正确且直观地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是___________。 A．     B． C．     D． （3）实验中发现，气体压强与体积的乘积pV越来越小，原因可能是___________。 （4）该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米，先用天平测出其质量，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出图像可能是图中的___________。（选填“A”“B”或“C”） （5）该同学用第（4）问中图线与纵轴交点坐标（或坐标的绝对值）作为大米体积，由此求出大米的密度比真实值___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”） 7．图（a）是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。 （1）实验中，连接注射器与压强传感器之间软管内的气体不可忽略。移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，绘出的 图像可能为( ) A． B． C． D． （2）用第（1）问中获得的数据绘制 图像，如图（b）所示，则连接注射器与压强传感器之间软管内气体的体积为________________。 （3）若用天平测出若干粒大米的质量为m，然后将这些米粒装入上述装置中的注射器内，移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，绘出图（c）所示的图像。则可求出大米的密度为________________（用m、V1、V2表示）。 （4）第（3）问中，若读出注射器上的体积刻度为V3之后，用手握住注射器左侧的大部分位置，向外拉动活塞，其余操作无误，继续采集若干数据，请在图（c）中大致画出大于V3部分的图线。( ) 8．油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中含有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm，试问∶ (1)这种估测方法是将每个油酸分子视为___________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为___________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。 (2)图中油酸膜的面积为___________m2；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m。 （结果保留两位有效数字） (3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是___________。 A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油酸模面积时，只数了完整的方格数； D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 9．某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一块形状不规则的易受潮变质的药品的体积。 实验步骤： ①将药品装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与传感器A连接； ②移动活塞，读取气体体积V，同时记录对应的传感器数据； ③重复步骤②，得到多组实验数据，建立适当的直角坐标系，如图乙所示。 (1)在实验操作中，下列说法正确的是______。 A．图甲中，传感器A为压强传感器 B．在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应把注射器活塞移至注射器最左端位置 C．为确保读取数据时数据稳定，应当握紧注射器 D．若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，应放弃已获数据重新实验 (2)为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为______（填“”或“p”）。 (3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示（a、b已知），若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则药品的体积为______；若传感器和注射器连接处的软管容积为c（且保持不变），则药品的体积为______。 10．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.25mm．双缝到毛玻璃屏间距离L的大小也由图中毫米刻度尺读出（如图⑤所示），实验时先移动测量头（如图①所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图②所示），并记下螺旋测微器的读数x1(如图③所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器读数x7（如图④所示），由以上测量数据可求得该单色光的波长． 图示中双缝的位置L1＝__________mm，毛玻璃屏的位置L2＝__________mm，螺旋测微器的读数x1＝__________mm，螺旋测微器的读数x7＝__________mm，请用以上测量量的符号表示出该单色光波长的表达式__________． 11．某同学利用图1所示装置测量黄光的波长。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黄光干涉条纹，回答下列问题： (1)关于本实验，下列说法正确的是______。 A．干涉条纹与双缝平行 B．单缝的作用是为了会聚光 C．若取下滤光片，观察不到干涉条纹 (2)已知双缝间距，双缝到屏的距离，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，其示数如图2所示，此时的示数为______mm，经过处理后，测得两相邻亮条纹间距离，由以上数据可求得该光的波长为______m。 (3)某同学观察到如图3所示图像，应调节图1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。 (4)在其它操作都正确的情况下，若光具座不水平，测量结果是否会受到影响？请简述理由______。 12．(1)①在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，测量单摆的周期时，图中___（填“甲”、“乙”或“丙”）作为计时开始与终止的位置更好些。 ②用10分度的游标卡尺测单摆的摆球直径，示数如图1所示。摆球直径____mm (2)某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 ①如图甲所示，A、B、C、D表示大头针，下列说法正确的是___。 A．为减小实验误差，大头针A、B及C、D之间的距离应适当大些 B．若A、B连线与法线间夹角较大时，则可能在一侧发生全反射 C．可用玻璃砖代替尺子画出边界 ②如图乙所示，该小组确定了界面以及四枚大头针的位置，并画出了光路图。并以O点为圆心，以10cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段的延长线于C点，过A点作法线的垂线AB交于B点，过C点作法线的垂线CD交于D点，如图所示用刻度尺量得，，由此可得出玻璃的折射率___。（结果保留两位有效数字） (3)某同学想利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，该同学所使用的装置如图所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、屏。 ①M、N、P三个光学元件依次为( ) A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 ②实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向____（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 13．用普通小灯泡作为光源完成“用双缝干涉测光的波长”实验，首先将实验仪器按图甲方式安装在光具座上。 (1)下列做法中，有助于减小实验误差的操作为_______； A．将单缝拆下 B．将单缝与双缝的位置互换 C．增大单缝与双缝间的距离 D．一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹间距 (2)某同学选用红色滤光片进行测量，使测量头分划板中心刻线与某一亮条纹A的中心对齐，此时测量头上的游标卡尺读数为然后转动手轮，使分划板中心刻线与另一亮条纹B的中心对齐，此时游标卡尺的读数为。，已知条纹A、B间还有4条亮条纹，则相邻两亮条纹的间距为_______（用和表示）。 (3)若相邻两亮条纹的间距记为，双缝间距、屏与双缝间的距离分别记为d和l，则测量得到的单色光波长_______（用、d和l表示）。 14．在“用插针法测定玻璃砖折射率”的实验中： (1)如图甲，下列说法正确的是______。（单选，选填正确选项前的字母） A．为了减小作图误差，和的距离应尽可能取小些 B．如果光在界面的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖 C．不论光以什么角度从射入，经一次折射后到达界面都能射出 (2)小张同学确认所有操作步骤都正确后，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出图线，如图乙所示，从图线可求得玻璃砖的折射率是______； (3)小杨同学在画界面时，不小心将界面画的比玻璃砖宽了一些，其余操作均正确，如图丙所示，他测得的折射率______真实值（选填“大于”、“小于”、“等于”）。 15．测量某半圆形玻璃砖的折射率，操作步骤如下： ①如图，在白纸上画一条直线，将半圆形玻璃砖放在白纸上，玻璃砖底面直径与直线重合，描出直径两端点A、B，取走玻璃砖，用刻度尺找出圆心O点，作出AB的垂线OC，作出和OC延长线夹角为30度的线段OE，放回玻璃砖，将刻度尺垂直OC放在玻璃砖下方（0刻线与OC对齐）。 ②使激光笔入射光线平行纸面，由E点沿着半径方向射向圆心O，从玻璃砖射出的激光在AB下方，射在刻度尺上F点，记下F点的位置。 ③由E向A缓慢移动激光笔，并保持激光沿着半径方向射向圆心O，缓慢移动激光笔过程中当刻度尺上的光线逐渐变暗直到恰好消失时，记下激光路径上的H点，取走玻璃砖。 完成下列问题： (1)在图中分别作出折射和全反射时的光路图_____。 (2)方法一：测得O到F点的距离为4.53cm，可以求得玻璃砖折射率为=_____（结果保留3位有效数字）。 (3)方法二：测得H到点O的距离为3.44cm，H到线段OC延长线的距离为2.26cm，可以求得玻璃砖折射率为=_____（结果保留3位有效数字）。 16．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______。 17．某物理兴趣小组在用如图甲所示的双缝干涉实验装置测定光的波长实验中，通过目镜成功观察到光屏上的干涉条纹。 (1)某同学在实验过程中通过有关操作使干涉条纹由图乙变为图丙，他的操作是以下的哪项（　　） A．换用长度更长的遮光筒 B．增大单缝到双缝的距离 C．换用间距更小的双缝 D．红色滤光片换成紫色滤光片 (2)在用游标卡尺测定某干涉条纹位置时，得到卡尺上的示数如图所示，则该干涉条纹位置是___________cm。 (3)在测定某单色光波长的实验中，测得光源到单缝间距为L1，单缝到双缝间距为，双缝到光屏间距为，单缝宽为d1，双缝间距为d2，测得连续五条亮纹位置，其中第一条纹位置为x1，第五条纹位置为x5，则该单色光的波长为=___________。 18．利用平面镜也可以进行双缝干涉实验。基本装置如图甲所示，S为单色光源，M为平面镜，S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离为L到平面镜的垂直距离为a，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。 (1)已知光屏上第一条亮条纹读数为x1，第七条亮条纹如图丙所示读数记为___________mm，该单色光的波长λ=___________（用a，L，x1，x7表示）。 (2)某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ如图丁所示。若沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距将___________（变大、变小或不变）。 (3)若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为b，平面镜宽为c，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为___________（用L、a、b和c表示）。 19．某兴趣小组在测量圆柱形玻璃砖的折射率时，操作步骤如下： ①将白纸固定在木板上，在合适位置放置圆柱玻璃砖，贴着玻璃砖侧面间隔一定角度插入三枚大头针、、。如图所示； ②用一束水平细激光射向玻璃砖侧面，在激光经过处的合适位置插入、、、四枚大头针； ③移走玻璃砖和大头针，利用尺规画出的外接圆及其圆心。 不考虑光线在玻璃砖内反射后再折射出的光线，请回答下面问题： (1)为了避免光线被大头针遮挡，最先插入的大头针为________（选填“”或“”）； (2)组员画出完整光路图后，标记第1折射点为，第2折射点为，延长入射光线和出射光线交于，用量角器测得，。已知，该玻璃砖的折射率________； (3)若在步骤③中画圆时，圆心位置正确，但直径偏小，其它作图及测量严格进行，测得的折射率比真实值________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 20．实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示，其中光源发出单色光。 （1）为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为___________。 （2）实验时，若观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹变得清晰。要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向___________（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 （3）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，此时手轮上的示数为2.320mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，为___________mm，求得相邻亮纹的间距x。已知双缝间距d2.010-4m，测得双缝到屏的距离L=1.000m，求得所测单色光的波长为___________m（结果保留2位有效数字）。 （4）下图为上述实验装置示意图。S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到原来O点处的干涉条纹___________（“向上移动”“向下移动”“仍在O点”） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 热学实验和光学实验专题特训（2） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．用如图所示实验装置探究一定质量气体等温变化的规律： (1)下述实验操作正确的是______。 A．实验中应尽量快速推拉柱塞 B．实验前应先测量出柱塞及压力表的总质量 C．为方便推拉柱塞，应用手握紧注射器 D．柱塞移至某位置时，应等待压力表的指针所指刻度稳定时再进行数据记录 (2)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． 【答案】(1)D (2)D 【详解】（1）A．实验中应尽量缓慢推拉柱塞，使被封闭的气体与外界有充分的时间进行热交换。保证气体的温度不变，A错误； B．实验前不用测量出柱塞及压力表的总质量，因为压力表可以直接测出被封闭气体的压强，B错误； C．不能用手握紧注射器，防止被封闭气体的温度变化，C错误； D．柱塞移至某位置时，应等待压力表的指针所指刻度稳定时再进行数据记录，D正确。 故选D。 （2）A．根据波意耳定律，气体的压强与气体的体积成反比，p-V图线不是直线，A错误； B．p-V图线是曲线，不能直观反映气体做等温变化的规律，B错误； C．根据波意耳定律 解得。 图线是通过原点的直线，C错误； D．图线是通过原点的直线，能直观反映气体做等温变化的规律，D正确。 故选D。 2．某研究小组开展了“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 如图所示为乙同学描出的油膜轮廓， (1)已知每个正方形小方格的边长为1cm，则油膜的面积约为__________m2；已知每104mL油酸酒精溶液中含有纯油酸2mL，测出50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为__________m（计算结果均保留两位有效数字）。 (2)（多选）实验中丙同学对油酸分子直径的计算结果明显偏大，其原因可能有 ________（填写选项前字母）。 A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．油酸中含有大量酒精 C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数误少记了10滴 E．计算轮廓范围内正方形的个数时舍去了所有不足一格的方格 (3)丁同学利用上述方法测量出了油酸的直径为d，已知油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数可用上述字母表示为NA = __________。 【答案】(1) (2)ADE (3) 【详解】（1）[1]不满半格的舍去，大于半格的算一格，图中共有55个格子，油膜的面积约为 [2]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是 估测出油酸分子的直径是 （2）A．如果水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S偏小，根据可知，分子直径测量值偏大，故A正确； B．油酸中含有大量酒精，不会影响油膜的体积和油膜面积的测量结果，因此不影响测量结果，计算结果不会偏大，故B错误； C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，计算时仍用初始浓度值，则导致计算出的油酸体积比实际值偏小，根据知，会导致计算结果偏小，故C错误； D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数误少记了10滴，则导致计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积时比实际大，根据可知，分子直径测量值偏大，故D正确； E．计算轮廓范围内正方形的个数时舍去了所有不足一格的方格，则油膜的面积S偏小，根据可知，分子直径测量值偏大，故E正确。 故选ADE。 （3）油酸分子的体积为 油酸的摩尔质量 得阿伏加德罗常数 3．某小组探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V的关系。如图甲U形管两端是厚度不计、横截面积为S的细玻璃管，中间是软管。右管上端开口与大气相通，左管上端封闭且与刻度尺零刻度对齐，其内部用水银封闭一段理想气体。已知大气压强为p0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。 (1)实验步骤如下： ①竖直提升右管，使右侧水银面高于左侧，待稳定时，读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h，此时封闭气体的压强p=_____； ②竖直缓慢提升右管，并记录多组数据l和h； ③处理数据，分析得出结论。 (2)利用实验数据做图像如图乙所示，图像的横轴截距为a、纵轴截距为−b，则大气压p0=_____；当封闭气体压强为p0时，气体的体积为V=_____。（用ρ、g、S、a、b表示） (3)若发现图像的末端向上弯曲如图丙所示，其原因可能是环境温度_____（请填写“升高”或“降低”）。 【答案】(1)p0+ρgh (2) ρgb (3)升高 【详解】（1）根据压强的平衡关系可知 （2）[1]气体温度不变，根据理想气体状态方程可得 解得 则有 大气压 [2]当封闭气体压强为p0时，h=0，结合图像可知此时 气体体积为 （3）若发现图像的末端向上弯曲，说明图像斜率变大，则变大，则环境温度升高。 4．某同学用图示实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射器水平固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时，传感器对活塞的压力F，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力F和体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。 （1）乙同学根据实验数据作出的图像如图，已知图像的斜率为k，图像与纵轴交点的纵坐标的绝对值为b，假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律，若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为____________（用k和b表示）； 【答案】 【详解】设大气压强，活塞横截面积为，则气体压强 由玻意耳定律 代入数据得 整理为 根据的图像，斜率 因， 且（是封闭时体积，此时，当时，） 由和化简可得 气体刚被封闭时的体积为 5．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取油酸，倒入标注的容量瓶中，再加入酒精后得到的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的正方形大小为。 (1)该实验体体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有______。 A．把油酸分子视为球形 B．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜 C．油酸分子是紧挨着的没有空隙 D．油酸不溶于水 (2)由此估算出油酸分子的直径是______（结果保留一位有效数字）。 (3)关于本实验下列说法正确的是______； A．选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜 B．若油酸没有充分散开，油酸分子直径的计算结果将偏小 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大 D．在向量筒中滴入油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小 (4)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的______。 A．摩尔质量 B．摩尔体积 C．质量 D．体积 【答案】(1)ABC (2) (3)AC (4)B 【详解】（1）ABC．“用油膜法估测分子大小”时的理想假设有：将油酸分子视为球形、将油膜看为单分子油膜层，认为油酸分子之间没有空隙，是紧挨在一起的，故ABC正确； D．油酸不溶于水是油酸的特性，不是理想假设，故D错误。 故选ABC。 （2）根据数格子法可知，油膜层的面积 2滴溶液中纯油酸的体积 根据 解得 （3）A．选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是使得滴入水面上的纯油酸体积小一些，便于让油酸尽可能散开，形成单分子油膜，故A正确； B．若油酸没有充分散开，则油膜表面积的测量值偏小，结合上述可知，油酸分子直径的计算结果将偏大，故B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，导致油膜表面积的测量值偏小，结合上述可知，油酸分子直径的计算结果将偏大，故C正确； D．在向量筒中滴入油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，导致油酸体积的测量值偏大，结合上述可知，油酸分子直径的计算结果将偏大，故D错误。 故选AC。 （4）用油膜法测出油酸分子的直径后，实验中将油酸分子看为球体模型，则分子体积为 如果知道油酸的摩尔体积，则阿伏加德罗常数为 即用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的摩尔体积。 故选B。 6．某同学用如图所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是___________。 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）分别在环境温度为、时完成上述探究活动。下列各图能正确且直观地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是___________。 A．     B． C．     D． （3）实验中发现，气体压强与体积的乘积pV越来越小，原因可能是___________。 （4）该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米，先用天平测出其质量，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出图像可能是图中的___________。（选填“A”“B”或“C”） （5）该同学用第（4）问中图线与纵轴交点坐标（或坐标的绝对值）作为大米体积，由此求出大米的密度比真实值___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”） 【答案】 AB/BA BD/DB 漏气 A 偏大 【详解】（1）[1]A。保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，环境温度不变，故选项A正确； B．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，故选项B正确； C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故选项C错误； D．在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是不漏气，不能保证温度不变，故选项D错误。 故选AB。 （2）[2]AB。对于一定质量的理想气体，当温度一定为定值，且温度越高，越大，故选项A错误，选项B正确； CD．对于一定质量的理想气体，当温度一定与成正比，斜率即的乘积，故斜率越大温度越高，故选项C错误，选项D正确。 故选BD。 （3）[3]由克拉伯龙方程 当温度不变时，变小，变小，气体漏气造成的。 （4）[4]设大米的体积为，由理想气体方程得 ， 故是图中的A。 （5）[5]因为软管的存在，故偏小，由密度 故密度偏大。 7．图（a）是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。 （1）实验中，连接注射器与压强传感器之间软管内的气体不可忽略。移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，绘出的 图像可能为( ) A． B． C． D． （2）用第（1）问中获得的数据绘制 图像，如图（b）所示，则连接注射器与压强传感器之间软管内气体的体积为________________。 （3）若用天平测出若干粒大米的质量为m，然后将这些米粒装入上述装置中的注射器内，移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，绘出图（c）所示的图像。则可求出大米的密度为________________（用m、V1、V2表示）。 （4）第（3）问中，若读出注射器上的体积刻度为V3之后，用手握住注射器左侧的大部分位置，向外拉动活塞，其余操作无误，继续采集若干数据，请在图（c）中大致画出大于V3部分的图线。( ) 【答案】 C V1 【详解】（1）[1]由于连接注射器与压强传感器之间软管内的气体不可忽略，当压强增加后，连接部分软管内的气体体积也减小，但连接部分体积未变，则注射器中有气体进入连接部分，相当于注射器漏气，当V减小时， 增大， p随之增加的程度不是线性关系，当V越小时，压强越大，进入软管内的气体越多，压强增加程度越小，斜率越小，故绘出的 图像可能为C。 故选C。 （2）[2]设连接注射器与压强传感器之间软管内气体的体积为V0 ，根据玻意耳定律 则有 当为0时，V=-V1，代入上式得 （3）[3]设大米的体积为V米，以注射器内及软管内封闭的气体为研究对象，由玻意耳定律 则有 当为0时，V=V2，代入上式得 则可求出大米的密度为 （4）[4]用手握住注射器左侧的大部分位置，向外拉动活塞时，气体的温度会增加，由理想气体状态方程 知随着体积增加，图像的斜率减小，故图像如图 8．油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中含有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm，试问∶ (1)这种估测方法是将每个油酸分子视为___________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为___________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。 (2)图中油酸膜的面积为___________m2；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m。 （结果保留两位有效数字） (3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是___________。 A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油酸模面积时，只数了完整的方格数； D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 【答案】 球体 单分子 4.4×10-2 2.7×10-10 ACD 【详解】(1)[1][2]这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。 (2)[3]大半个记1个，少半个记0。图中油酸膜的面积为 [4]1滴溶液中油酸的体积为 油酸分子的直径是 (3)[5] A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，根据 ，体积偏大，直径偏大，A正确； B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，使得S偏大，根据，直径偏小，B错误； C．大半个记1个，少半个记0，计算油酸模面积时，只数了完整的方格数，使得S偏小，根据，直径偏大，C正确； D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，使得S偏小，根据，直径偏大，D正确。 故选ACD。 9．某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一块形状不规则的易受潮变质的药品的体积。 实验步骤： ①将药品装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与传感器A连接； ②移动活塞，读取气体体积V，同时记录对应的传感器数据； ③重复步骤②，得到多组实验数据，建立适当的直角坐标系，如图乙所示。 (1)在实验操作中，下列说法正确的是______。 A．图甲中，传感器A为压强传感器 B．在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应把注射器活塞移至注射器最左端位置 C．为确保读取数据时数据稳定，应当握紧注射器 D．若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，应放弃已获数据重新实验 (2)为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为______（填“”或“p”）。 (3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示（a、b已知），若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则药品的体积为______；若传感器和注射器连接处的软管容积为c（且保持不变），则药品的体积为______。 【答案】(1)ABD (2) (3) 【详解】（1）A．实验中需要测量气体的压强和体积，气体的体积可以由注射器上的刻度读出，因此图甲中，传感器A为压强传感器，A正确； B．实验过程需要推动活塞改变气体的体积，在推动活塞时气体的体积减小，在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，注射器应封闭一定量的气体，因此应把注射器活塞移至注射器最左端位置，B正确； C．实验需要气体的温度不变，因此在操作中不可用手握住注射器封闭气体的部分，C错误； D．实验过程中应使气体的质量不变，若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则注射器中气体的质量产生变化，应放弃已获数据重新实验，D正确。 故选ABD。 （2）由玻意耳定律可得 为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为。 （3）[1]以注射器内气体与传感器和注射器连接的软管内气体为研究对象。若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则气体的总体积 由玻意耳定律可得 则有 由乙图可知，在时，则有药品的体积为 [2]若传感器和注射器连接处的软管容积为c（且保持不变），则有气体的总体积 由玻意耳定律可得 则有 由乙图可知，在时，则有 可得药品的体积为 10．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.25mm．双缝到毛玻璃屏间距离L的大小也由图中毫米刻度尺读出（如图⑤所示），实验时先移动测量头（如图①所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图②所示），并记下螺旋测微器的读数x1(如图③所示），然后转动手轮，把分划线向右边移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器读数x7（如图④所示），由以上测量数据可求得该单色光的波长． 图示中双缝的位置L1＝__________mm，毛玻璃屏的位置L2＝__________mm，螺旋测微器的读数x1＝__________mm，螺旋测微器的读数x7＝__________mm，请用以上测量量的符号表示出该单色光波长的表达式__________． 【答案】 100.0 938.2 0.300 14.70 【详解】毫米刻度尺读数要估读到0.1mm，双缝的位置L 1=100.0mm； 毛玻璃屏的位置L 2=938.2mm； 螺旋测微器读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，故x 1=0+30.0×0.01mm=0.300mm； x 7=14.5mm+20.0×0.01mm=14.700mm； 根据双缝干涉条纹间距公式，故； 11．某同学利用图1所示装置测量黄光的波长。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黄光干涉条纹，回答下列问题： (1)关于本实验，下列说法正确的是______。 A．干涉条纹与双缝平行 B．单缝的作用是为了会聚光 C．若取下滤光片，观察不到干涉条纹 (2)已知双缝间距，双缝到屏的距离，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，其示数如图2所示，此时的示数为______mm，经过处理后，测得两相邻亮条纹间距离，由以上数据可求得该光的波长为______m。 (3)某同学观察到如图3所示图像，应调节图1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。 (4)在其它操作都正确的情况下，若光具座不水平，测量结果是否会受到影响？请简述理由______。 【答案】(1)A (2) 2.429/2.430/2.431 (3) 测量头 偏大 (4)见解析 【详解】（1）A．干涉条纹与双缝平行，故A正确； B．单缝的作用是为了获得线光源，故B错误； C．若取下滤光片，光屏上可观察到彩色的干涉图样，故C错误； 故选A。 （2）[1]螺旋测微器的精确度为0.05mm，读数为2mm+0.01×43.0mm=2.430mm [2]根据 得 （3）[1][2]在目镜中观察到如图所示的情形，应调节测量头使其平行，否则会导致条纹间距测量偏大，由公式可知导致测量的单色光波长偏大； （4）若光具座不水平，会导致光程差发生变化，从而影响条纹间距大小，使得测量结果受影响。 12．(1)①在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，测量单摆的周期时，图中___（填“甲”、“乙”或“丙”）作为计时开始与终止的位置更好些。 ②用10分度的游标卡尺测单摆的摆球直径，示数如图1所示。摆球直径____mm (2)某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 ①如图甲所示，A、B、C、D表示大头针，下列说法正确的是___。 A．为减小实验误差，大头针A、B及C、D之间的距离应适当大些 B．若A、B连线与法线间夹角较大时，则可能在一侧发生全反射 C．可用玻璃砖代替尺子画出边界 ②如图乙所示，该小组确定了界面以及四枚大头针的位置，并画出了光路图。并以O点为圆心，以10cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段的延长线于C点，过A点作法线的垂线AB交于B点，过C点作法线的垂线CD交于D点，如图所示用刻度尺量得，，由此可得出玻璃的折射率___。（结果保留两位有效数字） (3)某同学想利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，该同学所使用的装置如图所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、屏。 ①M、N、P三个光学元件依次为( ) A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 ②实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向____（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 【答案】(1) 乙 17.6 (2) A 1.5 (3) A 靠近 【详解】（1）①[1]用秒表测量时间；要从摆球过平衡位置时开始计时，因为此处速度大、计时误差小，而最高点速度小、计时误差大，所以图乙正确。 ②[2]游标卡尺的精确度为0.1mm，摆球直径 （2）①[1]A．为减小实验误差，大头针A、B及C、D之间的距离应适当大些，故A正确； B．因光线在a面的折射角等于在面时的入射角，则即使A、B连线与法线间夹角较大时，也不可能在一侧发生全反射，故B错误； C．不可用玻璃砖代替尺子画出边界，以免损坏反光面，故C错误。 故选A。 ②[2]玻璃的折射率 （3）①[1] M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝 故选A。 ②[2]实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，根据可知，需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动，即减小L。 13．用普通小灯泡作为光源完成“用双缝干涉测光的波长”实验，首先将实验仪器按图甲方式安装在光具座上。 (1)下列做法中，有助于减小实验误差的操作为_______； A．将单缝拆下 B．将单缝与双缝的位置互换 C．增大单缝与双缝间的距离 D．一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹间距 (2)某同学选用红色滤光片进行测量，使测量头分划板中心刻线与某一亮条纹A的中心对齐，此时测量头上的游标卡尺读数为然后转动手轮，使分划板中心刻线与另一亮条纹B的中心对齐，此时游标卡尺的读数为。，已知条纹A、B间还有4条亮条纹，则相邻两亮条纹的间距为_______（用和表示）。 (3)若相邻两亮条纹的间距记为，双缝间距、屏与双缝间的距离分别记为d和l，则测量得到的单色光波长_______（用、d和l表示）。 【答案】(1)D (2) (3) 【详解】（1）AB．将单缝拆下，或将单缝与双缝的位置互换，则无法获得相干光，实验无法完成，故AB错误； C．增大单缝与双缝间的距离，不影响双缝到屏之间的距离，对实验结果没有影响，故C错误； D．一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹间距，这样有助于减小实验误差，故D正确。 故选D。 （2）已知条纹A、B间还有4条亮条纹，则相邻两亮条纹的间距为 （3）由干涉条纹的间距公式 解得单色光波长 14．在“用插针法测定玻璃砖折射率”的实验中： (1)如图甲，下列说法正确的是______。（单选，选填正确选项前的字母） A．为了减小作图误差，和的距离应尽可能取小些 B．如果光在界面的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖 C．不论光以什么角度从射入，经一次折射后到达界面都能射出 (2)小张同学确认所有操作步骤都正确后，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出图线，如图乙所示，从图线可求得玻璃砖的折射率是______； (3)小杨同学在画界面时，不小心将界面画的比玻璃砖宽了一些，其余操作均正确，如图丙所示，他测得的折射率______真实值（选填“大于”、“小于”、“等于”）。 【答案】(1)C (2)1.5 (3)偏小 【详解】（1）A．和的距离应适当取大些，这样做出的折射光线的方向更加准确，故A错误； B．发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，因此，即使光在界面aa′的入射角大于临界角，光也不会发生全反射，而一定会折射进入玻璃，故B错误； C．光在aa′的入射角为，根据折射定律有 由几何关系可得，界面bb′的入射角等于。因此，无论光以什么角度从aa′射入，经以此折射后到达界面bb′时的入射角都会小于全反射的临界角，所以光都能从界面bb′射出，故C正确。 故选C。 （2）玻璃砖的折射率 则 可知图线斜率的倒数表示折射率，代入数据解得 （3）小杨同学测定折射率时，实验所得的折射光线为2，而实际的折射光线为1，如图所示。 可知实验所得的折射角偏大，则由折射率 可知，小杨同学测得的折射率与真实值相比偏小。 15．测量某半圆形玻璃砖的折射率，操作步骤如下： ①如图，在白纸上画一条直线，将半圆形玻璃砖放在白纸上，玻璃砖底面直径与直线重合，描出直径两端点A、B，取走玻璃砖，用刻度尺找出圆心O点，作出AB的垂线OC，作出和OC延长线夹角为30度的线段OE，放回玻璃砖，将刻度尺垂直OC放在玻璃砖下方（0刻线与OC对齐）。 ②使激光笔入射光线平行纸面，由E点沿着半径方向射向圆心O，从玻璃砖射出的激光在AB下方，射在刻度尺上F点，记下F点的位置。 ③由E向A缓慢移动激光笔，并保持激光沿着半径方向射向圆心O，缓慢移动激光笔过程中当刻度尺上的光线逐渐变暗直到恰好消失时，记下激光路径上的H点，取走玻璃砖。 完成下列问题： (1)在图中分别作出折射和全反射时的光路图_____。 (2)方法一：测得O到F点的距离为4.53cm，可以求得玻璃砖折射率为=_____（结果保留3位有效数字）。 (3)方法二：测得H到点O的距离为3.44cm，H到线段OC延长线的距离为2.26cm，可以求得玻璃砖折射率为=_____（结果保留3位有效数字）。 【答案】(1) (2)1.50 (3)1.52 【详解】（1）作出折射和全反射时的光路图，如图所示 （2）由几何关系可得 根据光的折射定律得 （3）根据光的全反射规律 16．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) 【详解】（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 17．某物理兴趣小组在用如图甲所示的双缝干涉实验装置测定光的波长实验中，通过目镜成功观察到光屏上的干涉条纹。 (1)某同学在实验过程中通过有关操作使干涉条纹由图乙变为图丙，他的操作是以下的哪项（　　） A．换用长度更长的遮光筒 B．增大单缝到双缝的距离 C．换用间距更小的双缝 D．红色滤光片换成紫色滤光片 (2)在用游标卡尺测定某干涉条纹位置时，得到卡尺上的示数如图所示，则该干涉条纹位置是___________cm。 (3)在测定某单色光波长的实验中，测得光源到单缝间距为L1，单缝到双缝间距为，双缝到光屏间距为，单缝宽为d1，双缝间距为d2，测得连续五条亮纹位置，其中第一条纹位置为x1，第五条纹位置为x5，则该单色光的波长为=___________。 【答案】(1)D (2)1.725 (3) 【详解】（1）干涉条纹由图乙变为图丙，观察到的条纹增加，即条纹间距减小，由公式得 AB．换用长度更长的遮光筒和增大单缝到双缝的距离，条纹间距不变，A错误，B错误； C．换用间距更小的双缝，即减小，则条纹间距增大，故C错误； D．红色滤光片换成紫色滤光片，即变小，则条纹间距减小，故D正确。 故选D。 （2）由图可知，该干涉条纹位置是 （3）根据题意可知，条纹间距为 由公式有 联立解得 18．利用平面镜也可以进行双缝干涉实验。基本装置如图甲所示，S为单色光源，M为平面镜，S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一对相干光。光源S到光屏的垂直距离为L到平面镜的垂直距离为a，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。 (1)已知光屏上第一条亮条纹读数为x1，第七条亮条纹如图丙所示读数记为___________mm，该单色光的波长λ=___________（用a，L，x1，x7表示）。 (2)某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ如图丁所示。若沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹间距将___________（变大、变小或不变）。 (3)若光源在水平面上的投影离平面镜左端距离为b，平面镜宽为c，则光屏上出现干涉条纹区域的竖直长度为___________（用L、a、b和c表示）。 【答案】(1) 13.870/3.868/13.872/13.869/13.871 (2)变大 (3) 【详解】（1）[1]由图丙可得读数为 [2]相邻亮条纹中心间距为 由题意可知，等效的双缝间距为 又 联立，解得 （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。 （3）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 19．某兴趣小组在测量圆柱形玻璃砖的折射率时，操作步骤如下： ①将白纸固定在木板上，在合适位置放置圆柱玻璃砖，贴着玻璃砖侧面间隔一定角度插入三枚大头针、、。如图所示； ②用一束水平细激光射向玻璃砖侧面，在激光经过处的合适位置插入、、、四枚大头针； ③移走玻璃砖和大头针，利用尺规画出的外接圆及其圆心。 不考虑光线在玻璃砖内反射后再折射出的光线，请回答下面问题： (1)为了避免光线被大头针遮挡，最先插入的大头针为________（选填“”或“”）； (2)组员画出完整光路图后，标记第1折射点为，第2折射点为，延长入射光线和出射光线交于，用量角器测得，。已知，该玻璃砖的折射率________； (3)若在步骤③中画圆时，圆心位置正确，但直径偏小，其它作图及测量严格进行，测得的折射率比真实值________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】(1) (2)1.6 (3)偏小 【详解】（1）为了避免光线被大头针遮挡，最先插入的大头针为； （2）画出光路如图，由几何关系可知M点的入射角为 折射角为 折射率 （3）若在步骤③中画圆时，圆心位置正确，但直径偏小，则得不变，偏小，则入射角，则入射角会偏大，折射角也偏大，但折射角偏大的更快，则根据，测得的折射率比真实值偏小。 20．实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示，其中光源发出单色光。 （1）为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为___________。 （2）实验时，若观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹变得清晰。要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向___________（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。 （3）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，此时手轮上的示数为2.320mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，为___________mm，求得相邻亮纹的间距x。已知双缝间距d2.010-4m，测得双缝到屏的距离L=1.000m，求得所测单色光的波长为___________m（结果保留2位有效数字）。 （4）下图为上述实验装置示意图。S为单缝，S1、S2为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到原来O点处的干涉条纹___________（“向上移动”“向下移动”“仍在O点”） 【答案】 透镜 靠近 15.920mm 向上移动 【详解】（1）[1]需要将灯泡的发出的光变为点光源，因此为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为透镜； （2）[2]实验时，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，根据 所以需将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动； （3）[3] [4] 图乙读数为 15.5mm＋0.01×42.0mm＝15.920mm 由相邻两亮条纹间距公式 得 相邻亮条纹间距 代入数值，可得 （4）[5] 若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，光程差为零的亮纹应出现在O点上方，所以可以观察到原来O点处的干涉条纹向上移动 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $