专题18 热学光学实验（6年汇编）（河北专用）2021-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 聚焦热学光学核心实验，整合2021-2026年河北高考真题及模拟题，以真实情境（如洗衣机水位检测）和数字化实验（气压传感器）为载体，强化原理应用与探究能力考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |非选择题|23道|热学（气体压强与体积关系、油膜法估测分子大小）、光学（双缝干涉测光波长、玻璃折射率测量）|结合医疗/生活场景（如洗衣机水位检测），跨模块融合（热学与电磁学），突出实验方案设计与误差分析|

专题18 热学光学实验 6年真题1年模拟 考点分类 河北考情（2021-2026） 命题规律 考点1 热学光学实验 2025河北卷 2024河北卷 . 基础考查导向‌ 以核心实验为核心，重点覆盖用油膜法估测油酸分子大小、探究等温气体压强与体积关系、测量玻璃折射率、双缝干涉测光的波长这几个基础实验，侧重原理、操作、基础数据处理的考查，整体难度偏低。 . ‌命题形式特点‌ 多以选择题或实验题形式呈现，部分试卷会结合数字化传感器（如气压传感器）替代传统测量手段，强化图像分析、线性关系推导的能力考查。 . ‌情境融合趋势‌ 贴合2026年物理命题转向真实情境的要求，常结合医疗、生活电器（如洗衣机水位检测）等实际场景设计问题，打破模块边界，出现热学与电磁学跨知识点融合的综合题型。 ‌能力考查侧重‌ 从单纯的结果计算，逐步向实验方案设计、参数优化、误差分析的方向延伸，突出探究能力的考查。 考点01 热学光学实验 1．（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。 2．（2024·河北·高考真题）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，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纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 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”）。 3．（2026·河北秦皇岛·模拟预测）某同学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验，步骤如下： ①用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入115滴时，测得其体积恰好是1 mL； ②向1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到1500 mL； ③用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状； ④先往浅盘里倒入一定深度的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示。 (1)以上操作步骤的正确顺序为②_______⑤（把其他步骤填上）； (2)已知小方格的边长为10 mm。则该同学计算出油酸分子直径约为_______m（结果保留1位有效数字）。 4．（2026·河北邯郸·模拟预测）某次实验课上，同学们动手做了许多实验。 (1)某同学用“油膜法”估测油酸分子直径，将1滴油酸酒精溶液滴入撒有痱子粉的浅盘水面上，油酸充分散开后形成近似单分子油膜。若实验时所撒痱子粉过厚，会导致测得的分子直径______（选填“偏大”或“偏小”）；若计算时误将油酸酒精溶液的体积当作纯油酸体积，会导致测得的分子直径______（选填“偏大”或“偏小”）。 (2)某实验小组利用斜槽、两个直径相同的弹性小球（已知入射球、被碰球，且）、刻度尺、圆规、复写纸、白纸、铁架台等器材，验证两球碰撞过程中的动量守恒定律。实验装置如图所示。实验步骤如下： ①调节斜槽末端水平后，让入射球从斜槽上某一固定位置由静止释放。重复多次，用圆规画尽量小的圆把球的落点圈在里面，圆心为入射球落点的平均位置。用刻度尺测得点到斜槽末端的水平距离； ②将被碰球静止放置在斜槽末端，再次让入射球从步骤①中的同一固定位置由静止释放，与被碰球发生正碰。用步骤①中的方法确定两球的落点位置、。测得落点到斜槽末端的水平距离分别为、； ③使入射球从不同高度处滚下，重复步骤①②，即可验证动量守恒定律。 （ⅰ）本实验，除了上述器材，还需要______。 （ⅱ）在本实验中，如果等式______成立，可以验证动量守恒定律。 （ⅲ）在本实验中，如果等式______成立，可以进一步验证碰撞为弹性碰撞。 5．（2026·河北·一模）为了探究“等温条件下气体压强与体积的关系”，某同学设计了如图甲所示的实验装置。水平桌面上固定一足够高、导热性能良好、开口向上的汽缸，质量为m0、横截面积为S、厚度不计的光滑活塞密封一定质量的理想气体，轻质细绳一端连接活塞中心，另一端绕过两个光滑定滑轮连接轻质沙桶（桶中开始没有细沙），连接活塞的细绳竖直，在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，活塞到汽缸底部的高度为。已知重力加速度为g，大气压强为，环境温度不变。 (1)在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，密封气体的压强_________。 (2)在沙桶中缓慢加入一定质量的细沙，活塞稳定时，记录下沙桶中细沙的质量m与活塞到汽缸底部的高度h，多次重复这一过程，得到多组m、h的数据，利用所得数据，描绘出图像如图乙所示，则该图像的纵截距为_________；根据图乙可知该图像的横截距为a，若在误差允许的范围内，满足大气压强_________，则温度一定时，气体压强与体积成反比。 6．（2026·河北石家庄·二模）如图甲所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置，请回答以下问题。 (1)图甲中虚线框内从左向右的三个元件依次排列，最佳排列顺序为________。 A．单缝、双缝、滤光片 B．单缝、滤光片、双缝 C．滤光片、单缝、双缝 (2)用测量头测量相邻两条亮条纹的间距时，先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的读数为1.650mm，然后转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，如图乙所示，此时手轮上的读数为________mm。 (3)已知双缝间的距离d＝0.5mm，双缝到毛玻璃屏间的距离L＝1.0m，则光的波长为________ nm。 7．（2026·河北·模拟预测）某同学想利用一把刻度尺和家中的酒杯测量家中某种白酒的折射率。如图所示，他把一把刻度尺零刻线沿圆柱形酒杯边缘竖直向下插入圆柱形玻璃杯中，刻度尺的下端与杯底接触，刻度尺在杯口位置点的刻度值为，从某一方向通过杯口点看，恰好可以直接看到刻度尺上的刻度值。接下来往酒杯中倒满酒，在相同位置相同方向观察，恰好能看到刻度尺的下端。酒杯厚度不计。 (1)为测量白酒的折射率，该同学还需用刻度尺测量酒杯的________（写出物理量）； (2)记（1）中的测量结果为，则可以计算出白酒的折射率________； (3)考虑到刻度尺的零刻线在点稍微靠上点的位置，该同学测量的白酒的折射率________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 8．（2026·河北衡水·模拟预测）物理探究小组在实验室中做以下实验，请回答下列问题。小组成员在测定玻璃砖的折射率时，作出光由空气进入玻璃砖的光路图，小组成员以入射点为圆心，以为半径作出虚线圆，过点和点向作垂线，垂足分别为和。测得间距为，间距为，可知图中的法线是___________（选填“”或“”），此玻璃砖的折射率_________。 9．（2026·河北保定·二模）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。 (1)他用游标卡尺测量玻璃砖的半径，卡尺读数如图甲所示，则玻璃砖的半径________cm； (2)在水平桌面上固定一张白纸，将刻度尺沿直线固定，作虚线与直线垂直，将半圆柱形玻璃砖放好，使玻璃砖的直径与虚线重合。如图乙所示，让激光笔发出的激光沿半径方向照射点，在刻度尺上有和两个光斑。激光笔以点为轴沿逆时针方向缓慢转动，当光斑刚刚消失时，记录此时点、光斑的刻度分别为、，则玻璃砖对激光的折射率________。（用题中所给字母表示） 10．（2026·河北保定·一模）图甲为研究光的干涉现象的实验装置。已知双缝间的距离为d，双缝到光电传感器的距离为L。某次实验时用绿色激光照射，得到图乙所示的光照强度分布图，光照强度峰值处为各亮条纹中心。请回答下列问题： (1)若双缝竖直，则光屏上出现的是一系列___________（填“水平”或“竖直”）的明暗相间的条纹。 (2)只增加激光器的发射功率，光照强度分布图发生的变化是（　　） A．光照强度的峰值变大 B．相邻光照强度峰值处水平间距变小 (3)可算出该激光的波长为λ=___________。（用d、a、L表示） (4)若改用功率相同红色激光照射，光电传感器上条纹间距___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 11．（2026·河北·一模）某同学利用插针法测定梯形玻璃砖的折射率，进行了如下操作：将玻璃砖平放在铺有白纸的木板上，描出玻璃砖的四边，并依次插上了四枚大头针，撤走玻璃砖后画出光路图，如图甲所示。 (1)插四枚大头针的顺序为（　　） A． B． C． D． (2)为了减小实验误差，在插下四枚大头针时，玻璃砖同侧的两枚大头针应满足（　　） A．间距越大越好 B．间距越小越好 C．间距应相等 D．间距适当大些 (3)该同学利用两种方法求玻璃砖的折射率。 第一种方法：以O点为圆心，适当长度为半径画圆，与入射光线和折射光线分别交于a、c两点，过a、c作法线的垂线，垂足分别为b、d，如图乙所示，分别测量出ab、Ob、Od、cd的长度，则玻璃砖的折射率为n=___________（用以上的测量量表示）。 第二种方法：过O点将入射光线延长，与玻璃砖的下边界交于f点，测量出图丙中Oe、Os、Of、es、ef的长度，则玻璃砖的折射率为n=___________（用以上的测量量表示）。 12．（2026·河北·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。 13．（2025·河南·模拟预测）“张衡”实验小组用如图甲所示的装置做双缝干涉实验。 (1)安装实验装置时，单缝要放置在______（填“A”或“B”）处。 (2)实验时，目镜中能观察到的条纹数量过多，为减少目镜中能观察到的条纹数量，以下操作可行的是（　　） A．增大双缝到光屏的距离 B．增大单缝到双缝的距离 C．增大双缝间的距离 D．将红色滤光片更换为绿色滤光片 (3)某次实验时分划板中心刻线对准某条亮条纹的中心，手轮的示数如图乙所示，则此时读数______mm。实验测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，n条亮条纹间的距离为x，则发生干涉的光的波长______（用给定的物理量符号表示）。 14．（2025·河北·模拟预测）“测量玻璃的折射率”的实验中，某同学在白纸上放好玻璃砖，AB和AC为玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。已知，。实验过程如下： (1)在玻璃砖的AB一侧插上两枚大头针和，用“×”表示大头针的位置，然后在AC侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和，在插和时，应使______（选填选项前的字母）。 A．只挡住的像 B．只挡住的像 C．把、的像都挡住 D．把、的像和都挡住 (2)他们通过插针法得到了光线、在AB边界的射入点D和在AC边界的射出点E，如下图所示，则玻璃砖的折射率______（用“”、“”、“”或“”表示）。 (3)由于前面的方法需要用量角器测量角度，并且还要查数学用表，不太方便，于是有同学提出来可以在D点作一个圆，光线与圆周的交点分别为G、H，过G、H作法线的垂线，与法线相交于F和I，如下图所示，则玻璃砖的折射率______（用图中的线段表示）。 15．（2025·河北石家庄·模拟预测）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 16．（2025·河北沧州·模拟预测）可见光的波长范围约为，分子直径约为。在中学实验室通过选用恰当的方法，可以测量这样的微小量。下列分别给出两种微小量的测量方法。 (1)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测量某亮条纹位置时，手轮上的示数如图乙所示，其示数为__________mm。 ②下列可以增加目镜中观察到条纹个数的方法为__________。（多选） A．将单缝向双缝靠近         B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．使用间距更大的双缝     D．将实验中的紫光更换为红光 ③若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，假设某种单色光的条纹间距为，则该单色光的波长__________。 (2)用油膜法估测油酸分子的大小实验，将浓度为的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒，测出一滴溶液的体积为，向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，如图丙所示，数出形成的油膜占据了115个方格，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，则估测出油酸分丙子的直径为__________m。（计算结果保留2位有效数字） 17．（2025·河北保定·一模）某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 (1)在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上一枚大头针，使其挡住与的像。当再插上一枚大头针时，应该有哪些注意事项______。（写出一项且符合实验操作要求即可） (2)如图甲，插完大头针后，取下玻璃砖，用铅笔分别连接和，与和分别交于和，用直尺测量的长度，记为。然后以点为起始端在上量取长度为的线段，由这个线段的另一个端点向法线做垂线，测得该垂线段距离为，再测得的距离为，则玻璃砖的折射率______。（用题目中测得的物理量表示） (3)某同学在画完边界时，不小心将玻璃砖向上平移了一小段距离，然后画出下边界，导致两边界间距略小于玻璃砖宽度，如图乙所示。其他实验操作步骤均无误，那他测得的折射率与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。 (4)以下实验操作符合实验操作规范或者能减小测量误差的是______ A．与法线的夹角应适当大一些 B．玻璃砖的厚度可适当小一些 C．在画和时或者连接和时，可以用玻璃砖替代直尺画线 D．要避免用水笔画线或者用手直接触摸玻璃砖光洁的光学面 18．（2025·河北张家口·一模）某同学用“插针法”测量一直角三角形玻璃砖的折射率。如图甲所示为该玻璃砖的截面图，三角形的顶角为且小于。 (1)主要实验步骤如下： ①水平放置的木板上铺一张白纸，在白纸上画一条直线，并画出其垂线，交于点； ②将较长的直角面沿放置，并确定玻璃砖的另外两个光学面，在白纸上描出玻璃砖的轮廓，俯视图如图乙所示； ③在面左侧的直线上竖直插上大头针，从侧透过玻璃砖观察、，插上大头针，要求能挡住_____（选填“”“”或“和”）的虚像； ④确定出射光线的位置_____（选填“必需”或“不必需”）插第四枚大头针； ⑤撤去玻璃砖和大头针时，测得出射光线与直线的夹角为，则玻璃砖折射率_____。 (2)描绘出玻璃砖轮廓后，玻璃砖的位置发生了微小的平移（移至图丙中的虚线处，底边仍重合），但是该同学并未发现，仍然按照操作步骤③插上大头针，在测量时他仍将作为实验中玻璃砖所处位置，则由此得到的该玻璃砖折射率的测量值_____（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 19．（2025·河北·模拟预测）某实验小组用注射器和压强传感器测量不规则小石块的体积。如图所示，将小石块放置在注射器内，把活塞推至合适位置，之后将注射器用胶管与压强传感器连接形成密封空间。缓慢推动注射器活塞，改变密封空气的体积，保证空气温度不变，记录通过注射器刻度读出的密封空气体积V以及对应传感器测得的压强p。 (1)为了利用实验数据算出石块的体积，至少需要测量__________（填“1”“2”或“3”）组体积V和压强p的数值。 (2)为了减小实验误差，实验小组又多测了几组数据，并根据实验数据描绘的图像如图所示，已知图像的纵轴为体积V，则横轴为__________（填“p”或“”）。 (3)已知图中图线的斜率为k，纵截距为b，若胶管处空气体积忽略不计，则小石块的体积为__________。 20．（2025·河北沧州·模拟预测）(1)某学习小组利用图甲所示装置探究一定质量气体在等温条件下的压强与体积的关系。实验装置包括竖直固定的注射器（带刻度、下端连接压强传感器），活塞上端固定托盘，托盘中放置砝码以改变气体体积。实验时，增减砝码，记录压强传感器示数和注射器内气体体积。采集多组数据后作出（SI单位制）拟合曲线如图乙所示。 ①实验中，为保证气体温度与环境温度一致，每次改变砝码质量后应___________（填“立即”或“待示数稳定后”）读数。 ②关于拟合线未过坐标原点的原因，下列说法正确的是___________。 A．注射器与压强传感器连接的塑料管容积未计入总体积 B．压强传感器读数始终比真实值偏小一个恒定值 C．实验过程中环境温度逐渐升高 D．活塞与注射器筒壁间存在漏气现象 ③若气体的总体积为，由图乙可得该实验中气体的压强与的乘积___________（用图像中字母、表示）。 (2)某实验小组利用如图所示气垫导轨装置测量滑块与弹片碰撞过程中的机械能损失。实验装置包括水平气垫导轨、带宽度为的遮光条的滑块、固定弹片及光电门。 实验步骤：用天平测得滑块质量为（含遮光条）；将弹片固定在气垫导轨左端，调节气垫导轨至水平，在光电门右侧某位置使滑块获得水平向左的速度，滑块第一次通过光电门后在弹片处反弹并第二次通过光电门；记录光电门遮光时间分别为和。 请回答以下问题： ①忽略空气阻力，与弹片碰撞过程中滑块（含遮光条）损失的机械能___________（用、、和表示）。 ②实验中由于空气阻力的存在，使的测量值___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 21．（2025·河北·模拟预测） (1)某同学将长木板固定在水平桌面上，在长木板右侧装上光电门，另有一带遮光条的物块，如图甲所示，他用该装置测量物块与长木板间的动摩擦因数。 ①他用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则物块上遮光条的宽度d=______cm； ②他在某位置给物块一个初速度，物块通过光电门后停止在某位置，他记录在该过程中光电门的遮光时间t，遮光条发生的位移为x，物块停止运动时光电门中心到遮光条的距离L，则物块与长木板间的动摩擦因数μ=______（用题目中的符号表示，重力加速度为g）； ③写出一条减小实验误差的措施：______（写一条即可）。 (2)某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时，一定质量气体的压强和体积关系，其装置如图丙所示。由于连接注射器和传感器探头间的细管比较长，这部分气体的体积不能忽略，该同学依然将注射器内气体的体积当作封闭气体体积处理，其他操作准确无误，则他得到的图像可能是______。 A． B． C． D． 22．（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）。 23．（2025·河北·二模）做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 (1)下列实验步骤的正确顺序是______（填写实验步骤前的序号）。 A．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 B．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 C．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小 D．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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积 E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 (2)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 (3)实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，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，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积_______；可求得油酸分子的直径为________（用、、、、表示）。 (4)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．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题18 热学光学实验 6年真题1年模拟 考点分类 河北考情（2021-2026） 命题规律 考点1 热学光学实验 2025河北卷 2024河北卷 . 基础考查导向‌ 以核心实验为核心，重点覆盖用油膜法估测油酸分子大小、探究等温气体压强与体积关系、测量玻璃折射率、双缝干涉测光的波长这几个基础实验，侧重原理、操作、基础数据处理的考查，整体难度偏低。 . ‌命题形式特点‌ 多以选择题或实验题形式呈现，部分试卷会结合数字化传感器（如气压传感器）替代传统测量手段，强化图像分析、线性关系推导的能力考查。 . ‌情境融合趋势‌ 贴合2026年物理命题转向真实情境的要求，常结合医疗、生活电器（如洗衣机水位检测）等实际场景设计问题，打破模块边界，出现热学与电磁学跨知识点融合的综合题型。 ‌能力考查侧重‌ 从单纯的结果计算，逐步向实验方案设计、参数优化、误差分析的方向延伸，突出探究能力的考查。 考点01 热学光学实验 1．（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 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)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]略。 （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。 2．（2024·河北·高考真题）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，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纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 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”）。 【答案】绿光 【详解】根据，可得 由图表带入数据可知 故 则 已知绿光的波长小于红光波长，则单色光1是绿光。 3．（2026·河北秦皇岛·模拟预测）某同学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验，步骤如下： ①用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入115滴时，测得其体积恰好是1 mL； ②向1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到1500 mL； ③用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状； ④先往浅盘里倒入一定深度的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示。 (1)以上操作步骤的正确顺序为②_______⑤（把其他步骤填上）； (2)已知小方格的边长为10 mm。则该同学计算出油酸分子直径约为_______m（结果保留1位有效数字）。 【答案】(1)①④③ (2) 【详解】（1）实验的正确流程是：先配制油酸酒精溶液（步骤②），然后用注射器滴入溶液并记录滴数（步骤①），接着准备浅盘和水面（步骤④），之后滴一滴溶液到水面并描绘油膜形状（步骤③），最后用坐标纸计算面积（步骤⑤）。因此正确顺序为②①④③⑤。 （2）一滴油酸酒精溶液中纯油酸含量为 题意可知1个小方格面积为，由图可知共有55个小方格，因此油膜面积为 则油酸分子直径 联立解得 4．（2026·河北邯郸·模拟预测）某次实验课上，同学们动手做了许多实验。 (1)某同学用“油膜法”估测油酸分子直径，将1滴油酸酒精溶液滴入撒有痱子粉的浅盘水面上，油酸充分散开后形成近似单分子油膜。若实验时所撒痱子粉过厚，会导致测得的分子直径______（选填“偏大”或“偏小”）；若计算时误将油酸酒精溶液的体积当作纯油酸体积，会导致测得的分子直径______（选填“偏大”或“偏小”）。 (2)某实验小组利用斜槽、两个直径相同的弹性小球（已知入射球、被碰球，且）、刻度尺、圆规、复写纸、白纸、铁架台等器材，验证两球碰撞过程中的动量守恒定律。实验装置如图所示。实验步骤如下： ①调节斜槽末端水平后，让入射球从斜槽上某一固定位置由静止释放。重复多次，用圆规画尽量小的圆把球的落点圈在里面，圆心为入射球落点的平均位置。用刻度尺测得点到斜槽末端的水平距离； ②将被碰球静止放置在斜槽末端，再次让入射球从步骤①中的同一固定位置由静止释放，与被碰球发生正碰。用步骤①中的方法确定两球的落点位置、。测得落点到斜槽末端的水平距离分别为、； ③使入射球从不同高度处滚下，重复步骤①②，即可验证动量守恒定律。 （ⅰ）本实验，除了上述器材，还需要______。 （ⅱ）在本实验中，如果等式______成立，可以验证动量守恒定律。 （ⅲ）在本实验中，如果等式______成立，可以进一步验证碰撞为弹性碰撞。 【答案】(1) 偏大 偏大 (2) 铅垂线 【详解】（1）[1]所撒痱子粉过厚，油酸不能充分扩散开，会导致测得的油膜面积偏小。根据油膜法测分子直径公式 当偏小时，计算出的分子直径会偏大； [2]若计算时误将油酸酒精溶液的体积当作纯油酸体积，会导致代入公式的偏大，根据公式可得分子直径会偏大。 （2）[1]为了确保小球是做平抛运动，重锤线可以确定竖直方向。 [2]小球做平抛运动的高度相同，所以其水平位移与平抛的初速度成正比，故只需验证即可。 [3]弹性碰撞需要同时满足动量守恒定律和机械能守恒定律，故还需验证 联立两个表达式可得。 5．（2026·河北·一模）为了探究“等温条件下气体压强与体积的关系”，某同学设计了如图甲所示的实验装置。水平桌面上固定一足够高、导热性能良好、开口向上的汽缸，质量为m0、横截面积为S、厚度不计的光滑活塞密封一定质量的理想气体，轻质细绳一端连接活塞中心，另一端绕过两个光滑定滑轮连接轻质沙桶（桶中开始没有细沙），连接活塞的细绳竖直，在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，活塞到汽缸底部的高度为。已知重力加速度为g，大气压强为，环境温度不变。 (1)在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，密封气体的压强_________。 (2)在沙桶中缓慢加入一定质量的细沙，活塞稳定时，记录下沙桶中细沙的质量m与活塞到汽缸底部的高度h，多次重复这一过程，得到多组m、h的数据，利用所得数据，描绘出图像如图乙所示，则该图像的纵截距为_________；根据图乙可知该图像的横截距为a，若在误差允许的范围内，满足大气压强_________，则温度一定时，气体压强与体积成反比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，根据平衡条件可得 解得密封气体的压强 （2）[1][2]在沙桶中缓慢加入一定质量的细沙，活塞稳定时，根据平衡条件可得 解得 根据玻意耳定律可知 联立整理可得 可知图像的纵截距为； 根据图乙可知该图像的横截距为a，则有 可得。 6．（2026·河北石家庄·二模）如图甲所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置，请回答以下问题。 (1)图甲中虚线框内从左向右的三个元件依次排列，最佳排列顺序为________。 A．单缝、双缝、滤光片 B．单缝、滤光片、双缝 C．滤光片、单缝、双缝 (2)用测量头测量相邻两条亮条纹的间距时，先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的读数为1.650mm，然后转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，如图乙所示，此时手轮上的读数为________mm。 (3)已知双缝间的距离d＝0.5mm，双缝到毛玻璃屏间的距离L＝1.0m，则光的波长为________ nm。 【答案】(1)C (2)9.150 (3)750 【详解】（1）实验装置中，虚线框内从左向右放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选C。 （2）螺旋测微器的精确值为，由图乙可知读数为 （3）相邻两条亮条纹的间距为 根据，可得光的波长为 7．（2026·河北·模拟预测）某同学想利用一把刻度尺和家中的酒杯测量家中某种白酒的折射率。如图所示，他把一把刻度尺零刻线沿圆柱形酒杯边缘竖直向下插入圆柱形玻璃杯中，刻度尺的下端与杯底接触，刻度尺在杯口位置点的刻度值为，从某一方向通过杯口点看，恰好可以直接看到刻度尺上的刻度值。接下来往酒杯中倒满酒，在相同位置相同方向观察，恰好能看到刻度尺的下端。酒杯厚度不计。 (1)为测量白酒的折射率，该同学还需用刻度尺测量酒杯的________（写出物理量）； (2)记（1）中的测量结果为，则可以计算出白酒的折射率________； (3)考虑到刻度尺的零刻线在点稍微靠上点的位置，该同学测量的白酒的折射率________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 【答案】(1)内径/直径 (2) (3)偏小 【详解】（1）为测量白酒的折射率，需要知道入射角和折射角的三角函数关系。插入酒杯的刻度尺可以测量入射角和折射角所在直角三角形一条直角边的长度，因此还需要测量另外一条直角边的长度，即O点到刻度尺的水平距离，该距离为酒杯的内径。 （2）杯中未倒酒时，与法线的夹角为入射角，由几何关系得 倒满酒后，与法线的夹角为折射角为，由几何关系得 根据折射定律，整理得 （3）零刻线在P点偏上，则测得的比真实值偏小，而测得的即为真实值。由的表达式可知，测得的​偏小，则测量得到的折射率偏小。 8．（2026·河北衡水·模拟预测）物理探究小组在实验室中做以下实验，请回答下列问题。小组成员在测定玻璃砖的折射率时，作出光由空气进入玻璃砖的光路图，小组成员以入射点为圆心，以为半径作出虚线圆，过点和点向作垂线，垂足分别为和。测得间距为，间距为，可知图中的法线是___________（选填“”或“”），此玻璃砖的折射率_________。 【答案】 【详解】[1]光由空气进入玻璃砖，可知入射角大于折射角，所以为界面，为法线； [2]根据折射定律可得玻璃砖的折射率为 9．（2026·河北保定·二模）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。 (1)他用游标卡尺测量玻璃砖的半径，卡尺读数如图甲所示，则玻璃砖的半径________cm； (2)在水平桌面上固定一张白纸，将刻度尺沿直线固定，作虚线与直线垂直，将半圆柱形玻璃砖放好，使玻璃砖的直径与虚线重合。如图乙所示，让激光笔发出的激光沿半径方向照射点，在刻度尺上有和两个光斑。激光笔以点为轴沿逆时针方向缓慢转动，当光斑刚刚消失时，记录此时点、光斑的刻度分别为、，则玻璃砖对激光的折射率________。（用题中所给字母表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）主尺读数为，游标尺读数为 故读数为 （2）当光斑刚好消失时，激光在点刚好发生全反射，此时入射角等于全反射临界角，由图可知 根据全反射临界角公式 可得 由几何关系，到竖直刻度尺的水平距离 ​到的竖直距离为 直角三角形​中 代入可​得 10．（2026·河北保定·一模）图甲为研究光的干涉现象的实验装置。已知双缝间的距离为d，双缝到光电传感器的距离为L。某次实验时用绿色激光照射，得到图乙所示的光照强度分布图，光照强度峰值处为各亮条纹中心。请回答下列问题： (1)若双缝竖直，则光屏上出现的是一系列___________（填“水平”或“竖直”）的明暗相间的条纹。 (2)只增加激光器的发射功率，光照强度分布图发生的变化是（　　） A．光照强度的峰值变大 B．相邻光照强度峰值处水平间距变小 (3)可算出该激光的波长为λ=___________。（用d、a、L表示） (4)若改用功率相同红色激光照射，光电传感器上条纹间距___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】(1)竖直 (2)A (3) (4)变大 【详解】（1）若双缝竖直，则光屏上出现的是一系列竖直的明暗相间的条纹。 （2）根据条纹间距公式可知，增加激光器的发射功率，条纹间距不变，相邻光照强度峰值处水平间距不变，但光照强度的峰值变大。 故选A。 （3）由图可得 所以 （4）由于红光波长更长，根据条纹间距公式可知，若改用功率相同红色激光照射，光电传感器上条纹间距变大。 11．（2026·河北·一模）某同学利用插针法测定梯形玻璃砖的折射率，进行了如下操作：将玻璃砖平放在铺有白纸的木板上，描出玻璃砖的四边，并依次插上了四枚大头针，撤走玻璃砖后画出光路图，如图甲所示。 (1)插四枚大头针的顺序为（　　） A． B． C． D． (2)为了减小实验误差，在插下四枚大头针时，玻璃砖同侧的两枚大头针应满足（　　） A．间距越大越好 B．间距越小越好 C．间距应相等 D．间距适当大些 (3)该同学利用两种方法求玻璃砖的折射率。 第一种方法：以O点为圆心，适当长度为半径画圆，与入射光线和折射光线分别交于a、c两点，过a、c作法线的垂线，垂足分别为b、d，如图乙所示，分别测量出ab、Ob、Od、cd的长度，则玻璃砖的折射率为n=___________（用以上的测量量表示）。 第二种方法：过O点将入射光线延长，与玻璃砖的下边界交于f点，测量出图丙中Oe、Os、Of、es、ef的长度，则玻璃砖的折射率为n=___________（用以上的测量量表示）。 【答案】(1)C (2)D (3) 【详解】（1）根据图甲光线的传播方向，应先插大头针，接着插大头针挡住的像，最后插大头针挡住和的像。 故选C。 （2）为了减小实验误差，在插下四枚大头针时，大头针及之间的距离应适当大些。 故选D。 （3）[1]根据折射定律可得 又，， 联立可得玻璃砖的折射率为 [2]根据折射定律可得 又， 联立可得玻璃砖的折射率为 12．（2026·河北·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。 13．（2025·河南·模拟预测）“张衡”实验小组用如图甲所示的装置做双缝干涉实验。 (1)安装实验装置时，单缝要放置在______（填“A”或“B”）处。 (2)实验时，目镜中能观察到的条纹数量过多，为减少目镜中能观察到的条纹数量，以下操作可行的是（　　） A．增大双缝到光屏的距离 B．增大单缝到双缝的距离 C．增大双缝间的距离 D．将红色滤光片更换为绿色滤光片 (3)某次实验时分划板中心刻线对准某条亮条纹的中心，手轮的示数如图乙所示，则此时读数______mm。实验测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，n条亮条纹间的距离为x，则发生干涉的光的波长______（用给定的物理量符号表示）。 【答案】(1)A (2)A (3) 5.810 【详解】（1）单缝要放置在双缝与滤光片之间，因此单缝要放置在A处。 （2）A．根据双缝干涉相邻亮条纹间距公式有 可知，增大双缝到光屏的距离时，相邻亮条纹间距增大，则目镜中能观察到的条纹数量减少，故A正确； B．结合上述可知，相邻亮条纹间距与单缝到双缝的距离无关，则增大单缝到双缝的距离时，目镜中能观察到的条纹数量不变，故B错误； C．结合上述可知，增大双缝间的距离时，相邻亮条纹间距减小，则目镜中能观察到的条纹数量增多，故C错误； D．结合上述可知，将红色滤光片更换为绿色滤光片，波长变短，相邻亮条纹间距减小，则目镜中能观察到的条纹数量增多，故D错误。 故选A。 （3）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 [2]n条亮条纹间的距离为x，则有 根据 解得 14．（2025·河北·模拟预测）“测量玻璃的折射率”的实验中，某同学在白纸上放好玻璃砖，AB和AC为玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。已知，。实验过程如下： (1)在玻璃砖的AB一侧插上两枚大头针和，用“×”表示大头针的位置，然后在AC侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和，在插和时，应使______（选填选项前的字母）。 A．只挡住的像 B．只挡住的像 C．把、的像都挡住 D．把、的像和都挡住 (2)他们通过插针法得到了光线、在AB边界的射入点D和在AC边界的射出点E，如下图所示，则玻璃砖的折射率______（用“”、“”、“”或“”表示）。 (3)由于前面的方法需要用量角器测量角度，并且还要查数学用表，不太方便，于是有同学提出来可以在D点作一个圆，光线与圆周的交点分别为G、H，过G、H作法线的垂线，与法线相交于F和I，如下图所示，则玻璃砖的折射率______（用图中的线段表示）。 【答案】(1)CD (2) (3) 【详解】（1）根据实验原理可知，在插和时，应使把、的像都挡住，把、的像和都挡住。 故选CD。 （2）玻璃砖的折射率 （3）结合题图，入射角的正弦值 折射角的正弦值 因为 联立解得玻璃砖的折射率 15．（2025·河北石家庄·模拟预测）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 【答案】(1)B (2)C (3) A B 【详解】（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）[1][2]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AB。 16．（2025·河北沧州·模拟预测）可见光的波长范围约为，分子直径约为。在中学实验室通过选用恰当的方法，可以测量这样的微小量。下列分别给出两种微小量的测量方法。 (1)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测量某亮条纹位置时，手轮上的示数如图乙所示，其示数为__________mm。 ②下列可以增加目镜中观察到条纹个数的方法为__________。（多选） A．将单缝向双缝靠近         B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．使用间距更大的双缝     D．将实验中的紫光更换为红光 ③若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，假设某种单色光的条纹间距为，则该单色光的波长__________。 (2)用油膜法估测油酸分子的大小实验，将浓度为的油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒，测出一滴溶液的体积为，向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，如图丙所示，数出形成的油膜占据了115个方格，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，则估测出油酸分丙子的直径为__________m。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】(1) 4.485/4.486/4.487/4.488 BC (2) 【详解】（1）①[1]螺旋测微器的固定刻度读数为4mm，可动刻度的读数为，测量值为 ②[2]由公式，可知条纹间距与双缝间距、双缝到屏的距离和光的波长有关，所以若想增加从目镜中观察到的条纹个数，就要减小条纹宽度，则可通过减小双缝到屏的距离、增大双缝间距、选用波长较短的光来实现，将单缝向双缝靠近对条纹间距无影响，将实验中的紫光更换为红光波长变大，则BC正确。 故选BC。 ③[3]根据条纹间距公式 可计算单色光的波长 （2）油酸分子直径 17．（2025·河北保定·一模）某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 (1)在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上一枚大头针，使其挡住与的像。当再插上一枚大头针时，应该有哪些注意事项______。（写出一项且符合实验操作要求即可） (2)如图甲，插完大头针后，取下玻璃砖，用铅笔分别连接和，与和分别交于和，用直尺测量的长度，记为。然后以点为起始端在上量取长度为的线段，由这个线段的另一个端点向法线做垂线，测得该垂线段距离为，再测得的距离为，则玻璃砖的折射率______。（用题目中测得的物理量表示） (3)某同学在画完边界时，不小心将玻璃砖向上平移了一小段距离，然后画出下边界，导致两边界间距略小于玻璃砖宽度，如图乙所示。其他实验操作步骤均无误，那他测得的折射率与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。 (4)以下实验操作符合实验操作规范或者能减小测量误差的是______ A．与法线的夹角应适当大一些 B．玻璃砖的厚度可适当小一些 C．在画和时或者连接和时，可以用玻璃砖替代直尺画线 D．要避免用水笔画线或者用手直接触摸玻璃砖光洁的光学面 【答案】(1)使挡住和、的像 (2) (3)偏大 (4)AD 【详解】（1）在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上一枚大头针，使其挡住与的像。当再插上一枚大头针时，使挡住和、的像。 （2）由题可知，入射角的正弦 折射角的正弦 则玻璃砖的折射率 （3）如图所示，由几何知识可得，测出的折射角小于正确操作时的折射角，根据折射定律，测得的折射率将偏大。 （4）A．与法线的夹角应适当大一些，可以减小测量误差，故A正确； B．玻璃砖的厚度适当小一些不影响测量误差，故B错误； C．不可以用玻璃砖替代直尺画线，故C错误； D．要避免用水笔画线或者用手直接触摸玻璃砖光洁的光学面，故D正确。 故选AD。 18．（2025·河北张家口·一模）某同学用“插针法”测量一直角三角形玻璃砖的折射率。如图甲所示为该玻璃砖的截面图，三角形的顶角为且小于。 (1)主要实验步骤如下： ①水平放置的木板上铺一张白纸，在白纸上画一条直线，并画出其垂线，交于点； ②将较长的直角面沿放置，并确定玻璃砖的另外两个光学面，在白纸上描出玻璃砖的轮廓，俯视图如图乙所示； ③在面左侧的直线上竖直插上大头针，从侧透过玻璃砖观察、，插上大头针，要求能挡住_____（选填“”“”或“和”）的虚像； ④确定出射光线的位置_____（选填“必需”或“不必需”）插第四枚大头针； ⑤撤去玻璃砖和大头针时，测得出射光线与直线的夹角为，则玻璃砖折射率_____。 (2)描绘出玻璃砖轮廓后，玻璃砖的位置发生了微小的平移（移至图丙中的虚线处，底边仍重合），但是该同学并未发现，仍然按照操作步骤③插上大头针，在测量时他仍将作为实验中玻璃砖所处位置，则由此得到的该玻璃砖折射率的测量值_____（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】(1) 和 不必需 (2)小于 【详解】（1）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]过P1和P2的光线与AB垂直，即AB⊥P1P2，由于光垂直入射时传播方向不变，因此可确定AC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，不需要在的右侧插上第四枚大头针P4； ⑤[3]光路图如图所示 光线从AC边射出时，入射角为，折射角为，则玻璃砖折射率 （2）作出光路图如下，根据图像可知，实验测量的折射角变小，折射率变小。 19．（2025·河北·模拟预测）某实验小组用注射器和压强传感器测量不规则小石块的体积。如图所示，将小石块放置在注射器内，把活塞推至合适位置，之后将注射器用胶管与压强传感器连接形成密封空间。缓慢推动注射器活塞，改变密封空气的体积，保证空气温度不变，记录通过注射器刻度读出的密封空气体积V以及对应传感器测得的压强p。 (1)为了利用实验数据算出石块的体积，至少需要测量__________（填“1”“2”或“3”）组体积V和压强p的数值。 (2)为了减小实验误差，实验小组又多测了几组数据，并根据实验数据描绘的图像如图所示，已知图像的纵轴为体积V，则横轴为__________（填“p”或“”）。 (3)已知图中图线的斜率为k，纵截距为b，若胶管处空气体积忽略不计，则小石块的体积为__________。 【答案】(1)2 (2) (3) 【详解】（1）设石块的体积为，根据玻意耳定律可知 此方程有两个未知数，因此，我们需要至少两组独立的测量数据和来建立方程组， 联立两个方程可解得，故至少需要测量2组体积V和压强p的数值。 （2）考虑石块的体积，根据玻意耳定律可知 变形可得，可知与成线性关系，故横轴为 （3）根据上述可知，纵截距即为石块体积，即 20．（2025·河北沧州·模拟预测）(1)某学习小组利用图甲所示装置探究一定质量气体在等温条件下的压强与体积的关系。实验装置包括竖直固定的注射器（带刻度、下端连接压强传感器），活塞上端固定托盘，托盘中放置砝码以改变气体体积。实验时，增减砝码，记录压强传感器示数和注射器内气体体积。采集多组数据后作出（SI单位制）拟合曲线如图乙所示。 ①实验中，为保证气体温度与环境温度一致，每次改变砝码质量后应___________（填“立即”或“待示数稳定后”）读数。 ②关于拟合线未过坐标原点的原因，下列说法正确的是___________。 A．注射器与压强传感器连接的塑料管容积未计入总体积 B．压强传感器读数始终比真实值偏小一个恒定值 C．实验过程中环境温度逐渐升高 D．活塞与注射器筒壁间存在漏气现象 ③若气体的总体积为，由图乙可得该实验中气体的压强与的乘积___________（用图像中字母、表示）。 (2)某实验小组利用如图所示气垫导轨装置测量滑块与弹片碰撞过程中的机械能损失。实验装置包括水平气垫导轨、带宽度为的遮光条的滑块、固定弹片及光电门。 实验步骤：用天平测得滑块质量为（含遮光条）；将弹片固定在气垫导轨左端，调节气垫导轨至水平，在光电门右侧某位置使滑块获得水平向左的速度，滑块第一次通过光电门后在弹片处反弹并第二次通过光电门；记录光电门遮光时间分别为和。 请回答以下问题： ①忽略空气阻力，与弹片碰撞过程中滑块（含遮光条）损失的机械能___________（用、、和表示）。 ②实验中由于空气阻力的存在，使的测量值___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) 待示数稳定后 A (2) 偏大 【详解】（1）[1]确保气体与环境充分热交换，温度达到平衡，即待示数稳定后读数。 [2]A．存在未计入的塑料管容积，则实际体积 由（常数），可得 即纵轴截距，与实验现象一致，A正确。 B．的测量值偏小，偏大，但不会产生纵轴截距，B错误； C．温度变化会改变斜率，而非截距，C错误； D．漏气会导致乘积不恒定，图像非线性，D错误。 故选A。 [3]由可知，图像的斜率为，即乘积等于斜率。 （2）[1]滑块通过光电门时的速度 碰撞前动能 碰撞后动能 机械能损失。 [2]实验中由于有空气阻力，空气阻力对滑块做负功，也会有机械能损失，所以的测量值偏大。 21．（2025·河北·模拟预测） (1)某同学将长木板固定在水平桌面上，在长木板右侧装上光电门，另有一带遮光条的物块，如图甲所示，他用该装置测量物块与长木板间的动摩擦因数。 ①他用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则物块上遮光条的宽度d=______cm； ②他在某位置给物块一个初速度，物块通过光电门后停止在某位置，他记录在该过程中光电门的遮光时间t，遮光条发生的位移为x，物块停止运动时光电门中心到遮光条的距离L，则物块与长木板间的动摩擦因数μ=______（用题目中的符号表示，重力加速度为g）； ③写出一条减小实验误差的措施：______（写一条即可）。 (2)某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时，一定质量气体的压强和体积关系，其装置如图丙所示。由于连接注射器和传感器探头间的细管比较长，这部分气体的体积不能忽略，该同学依然将注射器内气体的体积当作封闭气体体积处理，其他操作准确无误，则他得到的图像可能是______。 A． B． C． D． 【答案】(1) 0.780 多次测量取平均值 (2)C 【详解】（1）①[1]由游标卡尺读数规则可知遮光条的宽度 ②[2]遮光条通过光电门时的速度 物块通过光电门到停止运动的过程由动能定理有 解得 ③[3]该实验中要减小实验误差可以多次测量取平均值。 （2）设连接细管的内气体的体积为V0，在温度不变情况下有 所以 随着增大，原点到图像连线的斜率逐渐减小，故他得到的图像可能是C。 故选C。 22．（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。 23．（2025·河北·二模）做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 (1)下列实验步骤的正确顺序是______（填写实验步骤前的序号）。 A．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 B．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 C．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小 D．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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积 E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 (2)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 (3)实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，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，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积_______；可求得油酸分子的直径为________（用、、、、表示）。 (4)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．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值 【答案】(1)DABEC (2)ABC (3) 70a2 (4)AB 【详解】（1）用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。故操作先后顺序排列为DABEC； （2）A．把油酸分子看成球形为理想假设，故A正确； B．让油膜尽可能散开，形成单分子层为理想假设，故B正确。 C．油酸分子是紧挨着的没有空隙，不考虑分子间空隙为理想假设，故C正确； D．油酸本身不溶于水，不是理想假设，故D错误； 故选ABC。 （3）[1]将大于二分之一的格子视为一个格，舍掉小于二分之一的格子，则油酸薄膜的面积70a2 [2]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积 可求得油酸分子的直径为 （4）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，根据 A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则S偏小，则测得的d偏大，选项A正确； B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S偏小，则测得的d偏大，选项B正确； C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，则V偏小，则测得的d偏小，选项C错误； D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值，则V偏小，则测得的d偏小，选项D错误。 故选AB。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $