专题分层突破练 18.光学与热学实验（word练习）-【满分思维】2026年高考二轮专题复习·物理

**基本信息** 聚焦光学与热学实验核心素养，以高考真题与模拟题为载体，系统整合实验原理应用、数据处理及误差分析方法，构建“原理-操作-论证”三阶训练体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |光学实验|4题（含双缝干涉、插针法测折射率等）|条纹间距公式应用、光路可逆原理、几何关系转化|从光的波动性（干涉）到粒子性（分子直径估算），形成现象观察-数据测量-规律验证的逻辑链| |热学实验|3题（含气体等温变化、油膜法等）|图像法处理实验数据（p-1/V关系）、体积误差修正、单分子层模型构建|基于分子动理论与气体定律，建立宏观测量（体积/压强）与微观参量（分子直径）的关联|

18.光学与热学实验 1.(4分)(2024上海卷)通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为　　　　。  A.10-15 m B.10-12 m C.10-9 m D.10-6 m 2.(4分)(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。 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条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.(6分)(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θ)的折射率。 (1)在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点。 (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P1和P2,从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2,插上大头针P3,要求P3能挡住　　　　(选填“P1”“P2”或“P1和P2”)的虚像。  (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ef的夹角为α,则玻璃砖的折射率 n=　　　　。  4.(7分)(2023山东卷)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。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,下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘,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(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV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。 甲 乙 回答以下问题: (1)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 (2)若气体被压缩到V=10.0 mL,由图乙可读出封闭气体压强为　　　　 Pa(保留3位有效数字)。  (3)某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了ΔV,则在计算pV乘积时,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p的增大而　　　　(选填“增大”或“减小”)。  5.(9分)(2025河北石家庄模拟)某实验小组利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。 (1)装置中的元件a、b、c分别为　　　　。  A.滤光片、双缝、单缝 B.滤光片、单缝、双缝 C.单缝、双缝、滤光片 (2)若从目镜中观察到的条纹如图乙所示,应为实验时忘记加装元件　　　　。  A.光源　　　　B.单缝　　　　C.双缝 (3)若将光源改为激光,实验时用不到的元件有　　　　和　　　　(填正确选项的字母)。  A.滤光片 B.单缝 C.双缝 6.(10分)(2025安徽九市联考)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。 (1)单分子油膜:油酸分子式为C17H33COOH,它的一个分子可以看成由两部分组成,一部分是C17H33—,另一部分是—COOH,—COOH对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,其中酒精溶于水中,并很快挥发。油酸中C17H33—部分冒出水面,而—COOH部分留在水中,油酸分子就直立在水面上,形成一个单分子层油膜。 (2)配制溶液:将1 mL纯油酸配制成2 000 mL的油酸酒精溶液。 (3)测量体积:用量筒测出1 mL溶液共有80滴。 (4)平静水面:在边长为30~40 cm浅盘里倒入2~3 cm深清水,待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。 (5)滴入溶液:用清洁的滴管将配制好的1滴溶液轻轻滴入浅盘中。 (6)描线:待油膜散开稳定后,用描线笔描出油膜轮廓。 (7)数格:每格边长是0.5 cm,油膜轮廓如图所示。 ①油膜的面积为　　　　 m2(结果保留两位有效数字);  ②油酸分子的直径约为　　　　 m(结果保留2位有效数字);  ③在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小,原因可能是　　　　。  A.油酸在水面未完全散开时即描线 B.计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内 C.用量筒测出1 mL溶液的滴数时,多数了滴数 7.(10分)(2025湖北武汉模拟)某同学在实验室利用如图甲所示的仪器,运用玻意耳定律来测定一个形状不规则的小物件的体积,实验过程如下: (1)将小物件装入注射器主管内,通过拉活塞的方式改变封闭气体的体积和压强,操作过程中,下列说法正确的是　　　　。  A.不能用手握住注射器的主管 B.要用手握住注射器主管以保持其稳定 C.若实验过程中不慎将活塞拉出针筒,将活塞塞回针筒后即可继续实验 D.若实验过程中不慎将活塞拉出针筒,必须清除之前获得的数据,重做实验 (2)实验中通过针筒上的刻度读取了多组气体体积V和压强传感器采集的压强p,作出V-图线,如图乙所示。若作出的图线为图乙中的直线①,与横、纵轴的交点坐标值分别是a、b,已知传感器和注射器连接处的塑料管容积为V0,则小物件的体积为　　　　。  (3)若作出的图线为图乙中的曲线②,造成该现象的原因可能是　　　　　　　　。  参考答案 1.答案 C 解析 通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为10-9 m,故C正确。 2.答案 绿光 解析 根据Δx=λ可得λ=,由图表代入数据可知Δx1= mm=1.608 mm,Δx2= mm=1.928 mm,故Δx1<Δx2,则λ1<λ2,已知绿光的波长小于红光波长,则单色光1是绿光。 3.答案 (3)P1和P2 (4)不需要 (5) 解析 (3)要求P1和P2在一条光线上,该光线透过玻璃砖后过P3,故P3要能挡住P1和P2的虚像。(4)cd与ab垂直,则过P1和P2的光线与ab垂直,光线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θ,折射角为-α,故n=。 4.答案 (1)B (2)2.04×105 (3)增大 解析 (1)横坐标为,题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,选项B正确。 (2)若气体被压缩到V=10.0 mL,即 mL-1=100×10-3 mL-1,从题图乙可得p=2.04×105 Pa。 (3)p增大时,pΔV增大,故记录数据时漏掉了ΔV,则在计算pV乘积时,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p的增大而增大。 5.答案 (1)B (2)C (3) A　B 解析 (1)装置中的元件a、b、c分别对应滤光片、单缝、双缝。故选B。 (2)图乙所示条纹为衍射条纹,没有加装双缝。故选C。 (3)激光具有很好的单色性及相干性,所以不需要滤光片和单缝。故选A、B。 6.答案 (7)①3.5×10-3　②1.8×10-9　③BC 解析 (7)①②油膜所占坐标纸格数约140格,故油膜面积为S=140×(0.5×10-2)2 m2=3.5×10-3 m2,一滴油酸酒精混合溶液中纯油酸的体积为V= mL=6.25×10-6 mL,则油酸分子的直径约为d=≈1.8×10-9 m。 ③油酸在水面未完全散开时即描线会导致面积S偏小,故直径偏大,A错误;计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内,会导致面积S偏大,故直径偏小,B正确;用量筒测出1 mL溶液的滴数时,多数了滴数,会导致计算的油酸体积偏小,故直径偏小,C正确。 7.答案 (1)AD　(2)b+V0　(3)室温升高 解析 (1)操作中,不能用手握住注射器的主管,是为了保持封闭气体的温度不变,故A正确,B错误;若实验过程中不慎将活塞拉出针筒,气体的质量发生变化,因此以上数据全部作废,应重新做实验,故C错误,D正确。 (2)设物件体积为V1,对一定量的气体发生等温变化,根据玻意耳定律可得p(V+V0-V1)=CT,变形得V=CT·+V1-V0,可知V1-V0=b,体积为V1=b+V0。 (3)V-图像的斜率为k=CT,由图乙可知曲线②的斜率增大,故造成该现象的原因可能是室温升高。 1 学科网（北京）股份有限公司 $