专题20 热学和光学实验-2026高考物理三轮题型解法技巧

专题20 热学和光学实验 核心考点 考向1 用油膜法估测分子的大小 14 考向2 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 17 考向3 测定玻璃的折射率 20 考向4 用双缝干涉实验测量光的波长 23 核心知识 一、用油膜法估测油酸分子的大小 1.原理：认为油酸薄膜是由单层的油酸分子紧密排列组成，油膜的厚度就是油酸分子的直径d=，如图。 2.对“V”的测量 (1)配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其浓度为n； (2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，读出它的体积为V0； (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，纯油酸的体积V=n。 3.对“S”的测量 (1)数出轮廓范围内正方形的个数n0，不足半个的舍去，多于半个的算一个； (2)用正方形的个数乘单个正方形的面积S0计算出油膜的面积S(即n0S0)。 二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1.实验方法：控制变量法 实验装置如图 2.为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位。同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度。为保证气体密闭，应在柱塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内外气体的压强差不宜过大。 3.在等温过程中，气体的压强与体积的关系在p-V图像中呈现为双曲线(其中的一支)，如图甲。处理实验数据时，要通过变换，即画p-图像，把双曲线(其中的一支)变为直线，说明p和V成反比，如图乙。这是科学研究中常用的数据处理的方法，因为一次函数反映的物理规律比较直观，容易得出相关的对实验研究有用的参数。 三、测量玻璃的折射率 1.一个重要实验步骤 在玻璃砖的另一侧插上大头针P3，使大头针P3挡住大头针P1、P2的像，再插上大头针P4，使大头针P4挡住大头针P3和大头针P1、P2的像。 2.三个数据处理的方法 (1)计算法：由n=，算出不同入射角时的n值，并取平均值。 (2)图像法：作sin θ1-sin θ2图像，由n=可知其斜率为折射率。 (3)单位圆法：以入射点O为圆心，作半径为R的圆，如图所示，则sin θ1=，sin θ2=，OE=OE'=R，所以用刻度尺量出EH、E'H'的长度就可以求出n==。 3.两个减小误差的实验要求 (1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2和O、P3与O'之间距离要稍大一些。 (2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)，当θ1太大时，反射光较强，出射光较弱，当θ1太小时，入射角、折射角测量的相对误差较大。 四、用双缝干涉测量光的波长 1.实验装置图及实验器材(如图) 双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。 2.原理：Δx=λ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。 3.Δx的测量：调节测量头，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1；转动手轮，当分划板中心刻线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的读数a2；则相邻两条亮条纹间的距离Δx=。 领悟真题 1．（2026·浙江·高考真题）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中 (1)以下说法正确的是________ A．图示油膜形状是由于撒粉太少引起的 B．按图示油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏大 C．油酸酒精溶液放置长时间后使用，测得油酸分子直径偏大 (2)测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V，根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，数出轮廓范围内正方形的个数，整格的为个，多于半格不足整格的数量为个，已知每格的面积为S，则油酸分子的直径为________。 【答案】(1)B (2) 【详解】（1）A．撒粉太少会导致油膜扩散时没有足够阻力，可能扩散得过大甚至溢出，或者边界模糊不清；而图中油膜呈现“尖刺”、“星芒”状，通常是撒粉太多或不均匀，导致油膜在局部被阻挡，无法均匀铺展，从而形成这种不规则形状，故A错误； B．按图示油膜面积计算时，测量的面积比实际油膜的面积会更小，根据 可知测得油酸分子直径偏大，故B正确； C．油酸酒精溶液放置长时间后使用，因为酒精的挥发，在溶液中的油酸浓度会偏大，油酸的体积会偏大，但实际计算时仍按原来的浓度计算，则计算所用的油酸体积偏小，根据 可知测得油酸分子直径偏小，故C错误。 故选B。 （2）多于半格不足整格的按整格计算，故总的格子数为，则总面积为 则油酸分子直径为 2．（2025·河北·高考真题）自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定振荡电路的频率来确定水位高度。 某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。 (1)研究集气室内气体压强与体积的关系 ①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小________（填“会”或“不会”）影响集气室内气体压强的大小。 ②测量集气室高度、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 0.33 0.40 0.42 0.52 0.61 0.70 0.78 0.87 实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量，根据数据判断，测量________（填“H”或“h”）产生的相对误差较小。 ③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与的关系曲线，如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点，经检查实验仪器完好，实验装置密封良好，操作过程规范，数据记录准确，则该延长线不过原点的主要原因是________ (2)研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的图像，u的频率即为振荡电路的频率。振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是，则图中________（填“甲”或“乙”）对应的水位较高。 【答案】(1) 不会 见解析 (2)乙 【详解】（1）①[1]集气室内气体压强等于桶内水位高度H和集气室进水高度的高度差产生的压强和大气压强之和，根据可知其内径D的大小不会影响影响集气室内气体压强的大小； ②[2]由于实验中使用同一把刻度尺进行测量，分度值相同，根据数据分析，桶内水位高度明显大于集气室内进水高度，所以测量桶内水位高度产生的相对误差较小； ③[3]该延长线不过原点的主要原因是与集气室相连的细管中的气体被忽略不计，导致集气室气体体积相比于实际气体体积偏小。 （2）桶内水位高度越大，集气室内气体压强越大，铁芯进入电感线圈的长度越大，电感线圈的自感系数越大，根据可知震荡电路的周期越大，所以图3中乙对应的水位较高。 3．（2023·山东·高考真题）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，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），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。    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．与成正比    B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为___________（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，则在计算乘积时，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的增大而___________（填“增大”或“减小”）。 【答案】 B 增大 【详解】（1）[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，与成正比。 故选B。 （2）[2]若气体被压缩到，则有 由图乙可读出封闭气体压强为 （3）[3]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。 4．（2011·上海·高考真题）在“用单分子油膜估测分子大小”实验中 （1）某同学操作步骤如下 ①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液 ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积 ③在蒸发皿中盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定 ④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明的方格纸测量油膜的面积 改正其中的错误_____________ _____________ （2）若油酸酒精溶液浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10-3mL，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为__________． 【答案】 在量筒中滴入N滴溶液 在水面上先撒上痱子粉 1.2×10-9m 【详解】试题分的：实验原理为通过量筒测出N滴油酸酒精溶液的体积，然后将此溶液1滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用此溶液的体积除以其的面积，恰好就是油酸分子的直径；根据浓度和一滴溶液的体积相乘得到纯油酸的体积，用此纯油酸的体积除以其的面积，就是油酸分子的直径． （1）②要测出一滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入N滴溶液，测出其体积为V，则一滴该溶液的体积为； ③为了使一滴油酸酒精溶液散开后界面比较清晰，要在水面上先撒上痱子粉． （2）1滴酒精油酸溶液的体积为V0=4.8×10-3ml，由油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，可得1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积为V=0.1%V0；在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积 S=40×10-4m2，所以油酸分子直径 5．（2010·上海·高考真题）用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接； ②移动活塞，记录注射器的刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值； ③用图像处理实验数据，得出如图2所示图线。 （1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______； （2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_______和_____； （3）如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表_____。 【答案】 在注射器活塞上涂润滑油 移动活塞要缓慢 不能用手握住注射器封闭气体部分 注射器与压强传感器连接部位的气体体积 【详解】（1）[1]为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油，这样可以保持气密性。 （2）[2][3]为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分，这样能保证装置与外界温度一样。 （3）[4]根据图2可得 如果实验操作规范正确，由于注射器与压强传感器连接部位有气体 ，从而使图线不过原点，则代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。 6．（2011·全国卷·高考真题）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①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； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③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； ④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； ⑤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； 完成下列填空： （1）上述步骤中，正确的顺序是_____ _____．(填写步骤前面的数字) （2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一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0.13 m2 由此估算出油酸分子的直径为___ ___m．(结果保留l位有效数字) 【答案】（1） ④①②⑤③（2）5×10-10m 【详解】（1）[1]由实验要求可知，实验的步骤是先配溶液，然后再将痱子粉放入水中，将液滴滴入水中，描绘轮廓，计算面积，因此是④①②⑤③； （2）[2]根据题意可得 7．（2025·北京·高考真题）(1)下列实验操作，正确的是________（填选项前的字母）。 A．用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球并同时开始计时 B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流电压挡测电压 C．用多用电表测电阻前应先把两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 (2)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________处（填“A”或“B”）。 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________。 (3)某电流表出现故障，其内部电路如图3所示。用多用电表的欧姆挡检测故障，两表笔接时表头指针不偏转，接和时表头指针都偏转。出现故障的原因是________（填选项前的字母）。 A．表头断路 B．电阻断路 C．电阻断路 【答案】(1)B (2) B 3.185（3.183~3.187） (3)C 【详解】（1）A．最高点小球速度为0，有加速过程造成摆动不明显，计时不准确，摆球在最低点速度最快，因此需要在最低点开始计时，A错误； B．变压器原、副线圈上为交变电压，使用多用电表的交流电压挡测量，B正确； C．用多用电表测电阻之前需要先进行机械调零，之后选择合适的倍率，然后将红黑表笔短接，进行欧姆调零，C错误。 故选B。 （2）[1]双缝应置于单缝后边，因此A为单缝，B为双缝； [2]螺旋测微器读数为 （3）A．表头断路，表笔连任意两端，电流都无法通过表头，均不发生偏转，A错误； B．电阻断路，连接A、B时，电流通过表头和与欧姆挡构成闭合回路，表头偏转，B错误； C．电阻断路，连接A、B时，电流无法通过表头和与欧姆挡构成闭合回路，表头不偏转；连接A、C和B、C均能与欧姆挡构成闭合回路，表头发生偏转，C正确。 故选C。 8．（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。 9．（2024·浙江·高考真题）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。 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，则玻璃砖折射率 n=____________________。 【答案】 P1和P2 不需要 【详解】③[1]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[2]cd与ab垂直，则过P1和P2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[3]根据几何关系可知入射角为，折射角为，如图所示 故 10．（2024·安徽·高考真题）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，按如图所示进行实验，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 B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点 C．实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差 (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”） (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，测得折射角分别为、，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n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。 【答案】(1)B (2)大 (3) 【详解】（1）A．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a和，故A错误； B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点，故B正确； C．实验时入射角应尽量大一些，但也不能太大（接近），以减小实验误差，故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 可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为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 该介质的折射率为 其中 所以 考向1 用油膜法估测分子的大小 11．（2026·福建厦门·二模）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中， (1)小福同学进行如下实验操作，请排列出正确的实验顺序：BA________（用字母符号表示）。 (2)某次实验中，滴下油酸溶液后，痱子粉散开形成如下图所示的“锯齿”边缘图样，出现该图样的可能原因是________ A．滴油酸溶液时注射器离水面高度太低 B．油酸酒精溶液的浓度太小 C．痱子粉撒得太多，且厚度不均匀 D．水槽太大，装的水量太多 (3)已知油酸酒精溶液的浓度为0.2%，用注射器吸取1mL油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入量筒，总共可以滴100滴，则每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________mL。 (4)在该实验中，若测出的油酸分子直径结果偏小，则可能的原因是________。 A．将油酸酒精溶液的体积直接当纯油酸体积计算 B．油酸酒精溶液配制后放置的时间较长，酒精挥发较多 C．计算油膜面积时，将不足半格的方格也计为一格 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少数了5滴 【答案】(1)ECD (2)C (3)/0.00002 (4)BC 【详解】（1）用油膜法实验的步骤为：先测量每滴油酸酒精溶液的体积（图B）→向浅盘加入清水（图A）→向水面撒痱子粉（图E）→滴入油酸酒精溶液（图C）→待稳定后，盖玻璃板绘制油膜轮廓（图D），因此BA后顺序为ECD。 （2）若痱子粉撒得过多、厚度不均匀，油酸扩散时无法均匀推开痱子粉，边缘就会形成锯齿状；注射器高度过低、油酸浓度太小、水量过多都不会导致锯齿边缘。 故选C。 （3）1mL溶液共100滴，因此每滴溶液体积为 纯油酸体积为 （4）A．设纯油酸体积为，油膜面积为，油酸分子直径计算公式为 将溶液体积直接当作纯油酸体积，会使计算偏大，d偏大，故A错误； B．油酸酒精溶液配制后放置的时间较长，酒精挥发较多，油酸所占的比例变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则会使偏小，d偏小，故B正确； C．将不足半格计为一格，会使计算偏大，因此d偏小，故C正确； D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少数了5滴，会导致所测量的一滴油酸酒精溶液的体积偏大，所测量的一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积也偏大，测得的分子直径d偏大，故D错误。 故选BC。 12．（2026·北京延庆·一模） 物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作和实验分析等。 (1)用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。则这块玻璃砖的折射率_____（用图中字母表示）。 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是___________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m。（最后一空的结果保留3位有效数字） (3)实验小组准备用如图所示的实验装置探究加速度与力和质量的关系。该实验装置有几处错误，请指出其中的两处错误： ①_________________ ②_________________ 【答案】(1) (2) 40 (3) 打点计时器用直流电源 拉小车的线没有与木板平行 【详解】（1）由折射定律可得这块玻璃砖的折射率。 （2）[1]图中超过半格的小格数是40。油酸膜的面积 [2]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积 油酸分子的直径是 （3）[1][2]打点计时器应该使用交流电源，图中用的是直流电源；实验要调整滑轮，使拉小车的线与木板平行，图中拉小车的线没有与木板平行；该实验要平衡摩擦力，需要将靠近打点计时器的一端垫高，图中未平衡摩擦力；实验开始前应将小车靠近打点计时器，图中小车离打点计时器较远。任选两个原因即可。 13．（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 考向2 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 14．（2026·北京朝阳·一模）(1)某同学用图1所示装置探究气体等温变化的规律，该同学在不同环境温度下对同一封闭气体进行了两组实验，得到的图像如图2所示。由图可知两组实验气体的温度大小关系为T₁__________T₂（选填“<”“=”或“>”）。 (2)另一位同学用传感器进行该实验，实验装置如图所示。注射器内密封一段气体（气密性良好），通过塑料管与气体压强传感器连接。然后缓慢移动柱塞确保温度不变，记录注射器的刻度值得到空气柱的体积V，由计算机得到对应的气体压强值p。重复该过程，获得多组数据并进行数据处理。该方案系统误差的主要来源为_____。 【答案】(1)< (2)空气柱体积未包含塑料管内的气体体积 【详解】（1）根据理想气体状态方程 ，本题中是同一封闭气体，气体物质的量不变，因此 与热力学温度成正比。在图中取相同的体积，由图2可知 ，因此 ，可得 。 （2）本实验中，封闭气体由两部分组成：注射器内的气体、连接注射器和压强传感器的塑料管内的气体。实验中只将注射器刻度读出的体积作为封闭气体的体积，未计入塑料管内的气体体积，因此带来系统误差。 15．（2026·广东深圳·一模）在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，第1小组同学先后两次使用如图甲所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组p-V图线。 (1)下列实验操作中正确的是________。 A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油 B．推拉活塞时，用手握住注射器气体部分 C．实验时快速移动活塞 (2)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，压强与体积成反比。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为①________②（选填“<”“=”或“>”）。 【答案】(1)A (2)< 【详解】（1）A．为了保持封闭气体的质量不变，密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油，故A正确； B C．为了保持封闭气体的温度不变，推拉活塞时，应缓慢移动活塞，不能用手握住注射器气体部分，避免热传递导致温度变化，故BC错误。 故选A。 （2）根据，对于图乙中两条等温线，取相同体积进行比较，由图可知，则两次实验的温度大小关系为①<②。 16．（2026·云南昆明·二模）实验小组利用如图甲所示的装置做“探究等温情况下一定量的气体压强与体积的关系”的实验。实验时用橡胶塞和柱塞封闭一段空气柱，向上拉动柱塞，获得多组空气柱的体积与压强的数据。据此回答下列问题： (1)关于本实验，下列说法正确的是__________。 A．读数时应该用手握住空气柱外的玻璃管，保持装置稳定 B．可以在柱塞上涂抹润滑油提高装置的气密性 C．应快速拉动柱塞然后读数，避免气体与外界发生热交换 (2)实验小组作出图像，若图像是一条过原点的直线，说明在温度不变的情况下，一定量的气体压强与体积成__________（选填“正比”或“反比”）。 (3)图乙是该实验小组在不同环境温度下，对同一段空气柱做实验得出的两条等温线和，对应的温度分别为、，则__________（选填“”“”或“”）。 【答案】(1)B (2)反比 (3) 【详解】（1）A．用手握住玻璃管会改变封闭气体温度，破坏等温条件，故A错误； B．柱塞涂抹润滑油可以提高气密性，防止漏气，保证封闭气体质量不变，故B正确； C．快速拉动柱塞会使气体温度发生变化，需等待气体与外界完成热交换、温度恢复后再读数，故C错误。 故选B。 （2）​图像为过原点的直线，说明与成正比，因此温度不变时，一定质量气体的压强与体积成反比。 （3）根据理想气体状态方程 变形得 可知图像的斜率 斜率与温度成正比。由图乙可知，a的斜率更大，因此。 考向3 测定玻璃的折射率 17．（2026·四川成都·二模）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。 (1)下列措施能够提高实验准确度的是________； A．和之间的距离适当减小 B．、连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当减小 C．选用宽度较大的玻璃砖 D．用入射界面与出射界面平行的玻璃砖 (2)该同学在插针时不小心插得偏右了一点，则折射率的测量值________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； (3)另一同学操作正确，根据实验记录在白纸上画出光线的径迹，过入射光线上A点作法线的平行线交折射光线的反向延长线于B点，再过B点作法线的垂线，垂足为C点，如图乙所示，其中，则玻璃的折射率________。 【答案】(1)C (2)偏大 (3)1.5 【详解】（1）A．为减小作图误差，和之间的距离应适当增大，故A错误； B．、连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当增大，折射现象更明显，误差较小，故B错误； C．光在宽度较大的玻璃砖中的传播路程较长，入射点与出射点之间的距离较大，角度测量越准确，误差越小，故C正确； D．玻璃砖无需平行，故D错误。 故选C。 （2）针插得偏右一点会导致出射光线在玻璃砖上的出射点左移，从而导致折射角的测量值偏小，根据可知折射率的测量值偏大。 （3）由几何知识得， 则玻璃的折射率 18．（2026·浙江台州·二模）按要求完成下列实验题； (1)如图为一梯形玻璃砖。用“插针法”测此玻璃砖的折射率，实验时操作较为规范与合理的是（　　）（多选）： A．实验时可用手直接接触平行的两个光学面 B．画玻璃砖边界时，铅笔应紧贴玻璃砖侧面直接描画 C．移动玻璃砖时，用手捏住A、D棱或B、C棱较为合适 D．可用该梯形玻璃砖的AC、CD这组光学面测定折射率 (2)如图3所示，在A、B间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻，计算机显示的电流随时间变化的图像如图4中的（a）、（b）、（c）所示。则显示图像（c）时，A、B间接入的是_________（选填“电容器”、“电感线圈”或“定值电阻”）。 【答案】(1)CD (2)电容器 【详解】（1）A B．不能用手抓光学面，不能把玻璃当尺子画线，故A、B错误； C．移动玻璃砖时，用手捏住A、D棱或B、C棱，故C正确； D．除平行的AB、CD所在的上下侧面，其他侧面也可测折射率，故可用该梯形玻璃砖的AC、CD这组光学面测定折射率，故D正确。 故选CD。 （2）图像（c）电流瞬间增大后逐渐减为零，这是接入了电容器，刚开始充电时瞬间电流较大，而后电流减小，充电结束时电流减为零，故A、B间接入的是电容器。 19．（2026·海南·一模）(1)某物理兴趣小组设计实验测量一个实心透明圆柱体的折射率。如图乙所示，他们将圆柱体放在水平桌面上，底下垫白纸，并用铅笔在白纸上描出圆柱体的底面，其圆心为O。将激光器放置于桌面上，使其发出的光束经圆柱体折射后射出。 ①用10分度的游标卡尺测得圆柱体底面的直径如图甲所示，则该直径D=___________cm。 ②激光束射到底面上的A点，入射光线为CA，用铅笔挡光，然后在白纸上记下该点的位置，找到两个位置，然后连线即可在白纸上画出光束路径，如图乙所示。过O点作OG垂直AB，垂足为G，测得OG的长度L=1.00cm，则激光束在A点处折射角的正弦值为___________。（结果用分数表示） ③如图乙所示，过E点作EF 垂直AC，垂足为F，测得EF 和AE的长度，通过计算得到入射角的正弦值为0.6，则圆柱体的折射率为___________。（结果保留两位有效数字） (2)实验小组用如图丙所示的装置来测量当地的重力加速度，电火花计时器打出的纸带如图丁所示，回答下列问题： ①电火花计时器所接的电源为___________（填“8V交流”“8V直流”“220V直流”或“220V交流”）电。手捏纸带的上端，把纸带拉成竖直状态，让重物靠近电火花计时器由静止释放。 ②已知电火花计时器的打点周期为T，并得到1~7的计时点，相邻计时点间的距离在图丁中已标出，则打“6”点时，重物的速度大小为___________，当地的重力加速度大小g=___________。 【答案】(1) 6.00 1.8 (2) 220V交流 【详解】（1）①[1]直径 ②[2]过O点作OG垂直AB，垂足为G，测得OG的长度L=1.00cm，根据几何关系可知，折射角的正弦值 ③[3]根据折射定律 解得n=1.8 （2）①[1]电火花计时器所接的电源为220 V交流电。 ②[2][3]根据匀变速运动，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度 由逐差法有 解得 g= 考向4 用双缝干涉实验测量光的波长 20．（2026·青海西宁·二模）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量光的波长。某次实验选用的双缝间距，毛玻璃屏与双缝间的距离，滤光片为红色滤光片，接通电源使光源正常工作。 (1)正确的组装实验设备时，图甲中a、b分别为________（填正确答案标号）。 A．双缝、单缝 B．单缝、双缝 (2)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有20个等分刻度，该小组同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的读数为4.65mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图丙所示），此时测量头上游标卡尺的示数如图丁所示，则读数为________mm，实验所用红光的波长________nm（结果保留三位有效数字）。 (3)若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片，则条纹间的距离将________（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)B (2) 15.05 693 (3)变小 【详解】（1）正确的组装实验设备时，图甲中a、b分别为单缝、双缝，故选B； （2）[1][2]游标卡尺读数=15mm+0.05mm×1=15.05mm，所以条纹间距离 由可知。 （3）绿光的波长小于红光的波长，所以实验中若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片，根据可知，条纹间的距离将变小。 21．（2026·广东中山·一模）(1)如图甲所示，某同学用螺旋测微器和游标卡尺测量某工件的厚度和长度，由图可读出，______cm，______cm。 (2)图乙为某同学设计的双缝干涉实验的装置图，图中A位置处的实验器材名称为______。 (3)图丙为某同学设计的欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流，内阻，可变电阻的最大阻值为，电池电动势，内阻。某次实验时，在测量图丙中的电阻时，电流表示数稳定后，指针指在处，此时，电阻的测量值______kΩ。若在进行欧姆调零时，电流表示数略小于，这种状态下测量电阻时，电阻的测量值将比真实值______（填偏大、偏小或不变） 【答案】(1) 1.0242/1.0243/1.0244 24.220 (2)单缝 (3) 2.5 偏大 【详解】（1）[1]用螺旋测微器测量某工件的厚度x=10mm+0.01mm×24.3=10.243mm=1.0243cm [2]游标卡尺测量某工件的长度=24.2cm+0.05mm×4=24.220cm （2）图中A位置处的实验器材名称为单缝； （3）[1]电流计满偏时 测量电阻时 可得 [2]若在进行欧姆调零时，电流表示数略小于，则R内偏大，这种状态下测量电阻时，电流的示数I偏小，则电阻的测量值将比真实值偏大。 22．（25-26高二上·河北衡水·期末）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，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、放大镜。 (1) M、N、P分别是( )（填字母标号） A．滤光片、单缝、双缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．单缝、双缝、滤光片 (2)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示，______mm。 (3)若已知双缝间距，双缝到屏的距离，则待测光的波长______。（用、、和表示） (4)某同学观察到如图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出相邻干涉条纹的间距，则波长的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 【答案】(1)A (2)9.761/9.762 (3) (4)大于 【详解】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选A。 （2）螺旋测微器的精确值为，由图丙可知 （3）根据条纹间距公式 又 联立解得待测光的波长 （4）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，实际条纹的间距 其中θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，可知在这种情况下测出干涉条纹的间距偏大；由可知，波长的测量值大于其实际值。 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题20 热学和光学实验 核心考点 考向1 用油膜法估测分子的大小 14 考向2 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 17 考向3 测定玻璃的折射率 20 考向4 用双缝干涉实验测量光的波长 23 核心知识 一、用油膜法估测油酸分子的大小 1.原理：认为油酸薄膜是由单层的油酸分子紧密排列组成，油膜的厚度就是油酸分子的直径d=，如图。 2.对“V”的测量 (1)配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其浓度为n； (2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，读出它的体积为V0； (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，纯油酸的体积V=n。 3.对“S”的测量 (1)数出轮廓范围内正方形的个数n0，不足半个的舍去，多于半个的算一个； (2)用正方形的个数乘单个正方形的面积S0计算出油膜的面积S(即n0S0)。 二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1.实验方法：控制变量法 实验装置如图 2.为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位。同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度。为保证气体密闭，应在柱塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内外气体的压强差不宜过大。 3.在等温过程中，气体的压强与体积的关系在p-V图像中呈现为双曲线(其中的一支)，如图甲。处理实验数据时，要通过变换，即画p-图像，把双曲线(其中的一支)变为直线，说明p和V成反比，如图乙。这是科学研究中常用的数据处理的方法，因为一次函数反映的物理规律比较直观，容易得出相关的对实验研究有用的参数。 三、测量玻璃的折射率 1.一个重要实验步骤 在玻璃砖的另一侧插上大头针P3，使大头针P3挡住大头针P1、P2的像，再插上大头针P4，使大头针P4挡住大头针P3和大头针P1、P2的像。 2.三个数据处理的方法 (1)计算法：由n=，算出不同入射角时的n值，并取平均值。 (2)图像法：作sin θ1-sin θ2图像，由n=可知其斜率为折射率。 (3)单位圆法：以入射点O为圆心，作半径为R的圆，如图所示，则sin θ1=，sin θ2=，OE=OE'=R，所以用刻度尺量出EH、E'H'的长度就可以求出n==。 3.两个减小误差的实验要求 (1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2和O、P3与O'之间距离要稍大一些。 (2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)，当θ1太大时，反射光较强，出射光较弱，当θ1太小时，入射角、折射角测量的相对误差较大。 四、用双缝干涉测量光的波长 1.实验装置图及实验器材(如图) 双缝干涉仪、光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺。 2.原理：Δx=λ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。 3.Δx的测量：调节测量头，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1；转动手轮，当分划板中心刻线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的读数a2；则相邻两条亮条纹间的距离Δx=。 领悟真题 1．（2026·浙江·高考真题）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中 (1)以下说法正确的是________ A．图示油膜形状是由于撒粉太少引起的 B．按图示油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏大 C．油酸酒精溶液放置长时间后使用，测得油酸分子直径偏大 (2)测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V，根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，数出轮廓范围内正方形的个数，整格的为个，多于半格不足整格的数量为个，已知每格的面积为S，则油酸分子的直径为________。 2．（2025·河北·高考真题）自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定振荡电路的频率来确定水位高度。 某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。 (1)研究集气室内气体压强与体积的关系 ①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小________（填“会”或“不会”）影响集气室内气体压强的大小。 ②测量集气室高度、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 0.33 0.40 0.42 0.52 0.61 0.70 0.78 0.87 实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量，根据数据判断，测量________（填“H”或“h”）产生的相对误差较小。 ③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与的关系曲线，如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点，经检查实验仪器完好，实验装置密封良好，操作过程规范，数据记录准确，则该延长线不过原点的主要原因是________ (2)研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的图像，u的频率即为振荡电路的频率。振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是，则图中________（填“甲”或“乙”）对应的水位较高。 3．（2023·山东·高考真题）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，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），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。    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．与成正比    B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为___________（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，则在计算乘积时，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的增大而___________（填“增大”或“减小”）。 4．（2011·上海·高考真题）在“用单分子油膜估测分子大小”实验中 （1）某同学操作步骤如下 ①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液 ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积 ③在蒸发皿中盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定 ④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明的方格纸测量油膜的面积 改正其中的错误_____________ _____________ （2）若油酸酒精溶液浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10-3mL，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为__________． 5．（2010·上海·高考真题）用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接； ②移动活塞，记录注射器的刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值； ③用图像处理实验数据，得出如图2所示图线。 （1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______； （2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_______和_____； （3）如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表_____。 6．（2011·全国卷·高考真题）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①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； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③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； ④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； ⑤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； 完成下列填空： （1）上述步骤中，正确的顺序是_____ _____．(填写步骤前面的数字) （2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一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0.13 m2 由此估算出油酸分子的直径为___ ___m．(结果保留l位有效数字) 7．（2025·北京·高考真题）(1)下列实验操作，正确的是________（填选项前的字母）。 A．用单摆测重力加速度时，在最高点释放摆球并同时开始计时 B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，使用多用电表的交流电压挡测电压 C．用多用电表测电阻前应先把两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 (2)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________处（填“A”或“B”）。 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________。 (3)某电流表出现故障，其内部电路如图3所示。用多用电表的欧姆挡检测故障，两表笔接时表头指针不偏转，接和时表头指针都偏转。出现故障的原因是________（填选项前的字母）。 A．表头断路 B．电阻断路 C．电阻断路 8．（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） 9．（2024·浙江·高考真题）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。 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，则玻璃砖折射率 n=____________________。 10．（2024·安徽·高考真题）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，按如图所示进行实验，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 B．在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点 C．实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差 (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”） (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，测得折射角分别为、，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n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。 考向1 用油膜法估测分子的大小 11．（2026·福建厦门·二模）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中， (1)小福同学进行如下实验操作，请排列出正确的实验顺序：BA________（用字母符号表示）。 (2)某次实验中，滴下油酸溶液后，痱子粉散开形成如下图所示的“锯齿”边缘图样，出现该图样的可能原因是________ A．滴油酸溶液时注射器离水面高度太低 B．油酸酒精溶液的浓度太小 C．痱子粉撒得太多，且厚度不均匀 D．水槽太大，装的水量太多 (3)已知油酸酒精溶液的浓度为0.2%，用注射器吸取1mL油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入量筒，总共可以滴100滴，则每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________mL。 (4)在该实验中，若测出的油酸分子直径结果偏小，则可能的原因是________。 A．将油酸酒精溶液的体积直接当纯油酸体积计算 B．油酸酒精溶液配制后放置的时间较长，酒精挥发较多 C．计算油膜面积时，将不足半格的方格也计为一格 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少数了5滴 12．（2026·北京延庆·一模） 物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作和实验分析等。 (1)用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。则这块玻璃砖的折射率_____（用图中字母表示）。 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是___________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m。（最后一空的结果保留3位有效数字） (3)实验小组准备用如图所示的实验装置探究加速度与力和质量的关系。该实验装置有几处错误，请指出其中的两处错误： ①_________________ ②_________________ 13．（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。 考向2 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 14．（2026·北京朝阳·一模）(1)某同学用图1所示装置探究气体等温变化的规律，该同学在不同环境温度下对同一封闭气体进行了两组实验，得到的图像如图2所示。由图可知两组实验气体的温度大小关系为T₁__________T₂（选填“<”“=”或“>”）。 (2)另一位同学用传感器进行该实验，实验装置如图所示。注射器内密封一段气体（气密性良好），通过塑料管与气体压强传感器连接。然后缓慢移动柱塞确保温度不变，记录注射器的刻度值得到空气柱的体积V，由计算机得到对应的气体压强值p。重复该过程，获得多组数据并进行数据处理。该方案系统误差的主要来源为_____。 15．（2026·广东深圳·一模）在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，第1小组同学先后两次使用如图甲所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组p-V图线。 (1)下列实验操作中正确的是________。 A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油 B．推拉活塞时，用手握住注射器气体部分 C．实验时快速移动活塞 (2)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，压强与体积成反比。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为①________②（选填“<”“=”或“>”）。 16．（2026·云南昆明·二模）实验小组利用如图甲所示的装置做“探究等温情况下一定量的气体压强与体积的关系”的实验。实验时用橡胶塞和柱塞封闭一段空气柱，向上拉动柱塞，获得多组空气柱的体积与压强的数据。据此回答下列问题： (1)关于本实验，下列说法正确的是__________。 A．读数时应该用手握住空气柱外的玻璃管，保持装置稳定 B．可以在柱塞上涂抹润滑油提高装置的气密性 C．应快速拉动柱塞然后读数，避免气体与外界发生热交换 (2)实验小组作出图像，若图像是一条过原点的直线，说明在温度不变的情况下，一定量的气体压强与体积成__________（选填“正比”或“反比”）。 (3)图乙是该实验小组在不同环境温度下，对同一段空气柱做实验得出的两条等温线和，对应的温度分别为、，则__________（选填“”“”或“”）。 考向3 测定玻璃的折射率 17．（2026·四川成都·二模）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。 (1)下列措施能够提高实验准确度的是________； A．和之间的距离适当减小 B．、连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当减小 C．选用宽度较大的玻璃砖 D．用入射界面与出射界面平行的玻璃砖 (2)该同学在插针时不小心插得偏右了一点，则折射率的测量值________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； (3)另一同学操作正确，根据实验记录在白纸上画出光线的径迹，过入射光线上A点作法线的平行线交折射光线的反向延长线于B点，再过B点作法线的垂线，垂足为C点，如图乙所示，其中，则玻璃的折射率________。 18．（2026·浙江台州·二模）按要求完成下列实验题； (1)如图为一梯形玻璃砖。用“插针法”测此玻璃砖的折射率，实验时操作较为规范与合理的是（　　）（多选）： A．实验时可用手直接接触平行的两个光学面 B．画玻璃砖边界时，铅笔应紧贴玻璃砖侧面直接描画 C．移动玻璃砖时，用手捏住A、D棱或B、C棱较为合适 D．可用该梯形玻璃砖的AC、CD这组光学面测定折射率 (2)如图3所示，在A、B间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻，计算机显示的电流随时间变化的图像如图4中的（a）、（b）、（c）所示。则显示图像（c）时，A、B间接入的是_________（选填“电容器”、“电感线圈”或“定值电阻”）。 19．（2026·海南·一模）(1)某物理兴趣小组设计实验测量一个实心透明圆柱体的折射率。如图乙所示，他们将圆柱体放在水平桌面上，底下垫白纸，并用铅笔在白纸上描出圆柱体的底面，其圆心为O。将激光器放置于桌面上，使其发出的光束经圆柱体折射后射出。 ①用10分度的游标卡尺测得圆柱体底面的直径如图甲所示，则该直径D=___________cm。 ②激光束射到底面上的A点，入射光线为CA，用铅笔挡光，然后在白纸上记下该点的位置，找到两个位置，然后连线即可在白纸上画出光束路径，如图乙所示。过O点作OG垂直AB，垂足为G，测得OG的长度L=1.00cm，则激光束在A点处折射角的正弦值为___________。（结果用分数表示） ③如图乙所示，过E点作EF 垂直AC，垂足为F，测得EF 和AE的长度，通过计算得到入射角的正弦值为0.6，则圆柱体的折射率为___________。（结果保留两位有效数字） (2)实验小组用如图丙所示的装置来测量当地的重力加速度，电火花计时器打出的纸带如图丁所示，回答下列问题： ①电火花计时器所接的电源为___________（填“8V交流”“8V直流”“220V直流”或“220V交流”）电。手捏纸带的上端，把纸带拉成竖直状态，让重物靠近电火花计时器由静止释放。 ②已知电火花计时器的打点周期为T，并得到1~7的计时点，相邻计时点间的距离在图丁中已标出，则打“6”点时，重物的速度大小为___________，当地的重力加速度大小g=___________。 考向4 用双缝干涉实验测量光的波长 20．（2026·青海西宁·二模）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量光的波长。某次实验选用的双缝间距，毛玻璃屏与双缝间的距离，滤光片为红色滤光片，接通电源使光源正常工作。 (1)正确的组装实验设备时，图甲中a、b分别为________（填正确答案标号）。 A．双缝、单缝 B．单缝、双缝 (2)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有20个等分刻度，该小组同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的读数为4.65mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图丙所示），此时测量头上游标卡尺的示数如图丁所示，则读数为________mm，实验所用红光的波长________nm（结果保留三位有效数字）。 (3)若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片，则条纹间的距离将________（填“变大”“变小”或“不变”）。 21．（2026·广东中山·一模）(1)如图甲所示，某同学用螺旋测微器和游标卡尺测量某工件的厚度和长度，由图可读出，______cm，______cm。 (2)图乙为某同学设计的双缝干涉实验的装置图，图中A位置处的实验器材名称为______。 (3)图丙为某同学设计的欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流，内阻，可变电阻的最大阻值为，电池电动势，内阻。某次实验时，在测量图丙中的电阻时，电流表示数稳定后，指针指在处，此时，电阻的测量值______kΩ。若在进行欧姆调零时，电流表示数略小于，这种状态下测量电阻时，电阻的测量值将比真实值______（填偏大、偏小或不变） 22．（25-26高二上·河北衡水·期末）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，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、放大镜。 (1) M、N、P分别是( )（填字母标号） A．滤光片、单缝、双缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．单缝、双缝、滤光片 (2)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图丙所示，______mm。 (3)若已知双缝间距，双缝到屏的距离，则待测光的波长______。（用、、和表示） (4)某同学观察到如图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出相邻干涉条纹的间距，则波长的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $