专题35 高中光学、热学实验（专项训练）（山东专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

专题35 高中光学、热学实验（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 1 题型01 用油膜法估测油酸分子的大小 1 题型02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 7 题型03 测量玻璃的折射率 15 题型04 用双缝干涉实验测量光的波长 21 重难·创新演练 28 真题·实战演练 43 模拟·基础演练 考查重点：用油膜法估测油酸分子的大小，测量玻璃的折射率，用双缝干涉实验测量光的波长 ⏳题型01 用油膜法估测油酸分子的大小 1．（26-27高三上·西藏昌都·阶段检测）物理探究小组在实验室中做以下实验，请回答下列问题。 (1)小组成员测油酸分子的直径，向浅盘中滴入1滴油酸酒精溶液，稳定后形成图甲所示的单分子油膜，油膜面积为，已知1滴油酸酒精溶液的体积为，油酸酒精溶液中油酸所占的体积比例为1%，则油酸分子的直径为______（用和表示），若小组成员在计算油膜面积时，少数了格数，则油酸分子直径的测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 (2)在实验探究中，常存在理论值和实验值不一致的情形，小组成员在探究力的平行四边形定则时，作出力的图示如图乙所示，其中是实验值的是______（选填“”或“”）。 【答案】(1) 大于 (2) 【详解】（1）[1]设一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为。油酸所占体积比例为，所以 油膜为单分子层，其厚度等于分子直径，故 [2]油酸体积不变，少算一格会使算出的油膜面积偏小，由分子直径与油膜面积的关系可知，测量值大于真实值。 （2）图乙中，虚线平行四边形的对角线对应，是按平行四边形定则作出的合力；用一只弹簧测力计将结点拉到点时测得的等效合力对应，所以实验值是。 2．（26-27高三·全国·一轮复习）在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中： (1)在本实验中“将油酸分子看成紧密排列的球体，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是________。 (2)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，由此可估测油酸分子的直径是________ m。（保留一位有效数字） (3)如图乙所示，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盘，下列说法正确的是________。 A．滴入油酸酒精溶液时，注射器针头下端应远离水面 B．为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉 C．滴入油酸酒精溶液后，出现如图乙所示的图样是因为爽身粉撒得太少太薄 D．配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值偏小 【答案】(1)理想模型法 (2) (3)D 【详解】（1）把油酸分子视为紧密排列的球体，把油膜视为单分子层，用简化的模型描述实际分子及油膜，采用的是理想模型法。 （2）图甲是油膜在方格纸上的轮廓，按超过半格计一格、不足半格舍去，约占129格。每格面积为，故油膜面积。每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 单分子油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，油酸体积等于油膜面积与厚度的乘积，有 因此 保留一位有效数字，得。 （3）A．滴液时针尖应靠近水面，以免液滴飞溅，故A错误； B．应先在水面均匀撒上爽身粉，再滴入油酸酒精溶液，才能借粉末的退让显示油膜边界，故B错误； C．图乙所示油膜未充分展开，原因是爽身粉撒得太多、太厚，故C错误； D．溶液久置后酒精挥发，油酸浓度升高，同样体积的一滴溶液形成的油膜面积增大。若仍按原浓度计算油酸体积，由前述可知估测的分子直径偏小，故D正确。 故选D。 3．（25-26高二下·陕西榆林·期中）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________（填字母）； (2)某次实验中，滴下油酸溶液后，痱子粉散开形成如右图所示的“锯齿”边缘图样，出现该图样的可能原因是______________；（填字母） 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（油酸体积占溶液总体积的百分比）为0.02%，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50滴，油膜所占坐标纸的格数为60个，坐标纸上每个格子的面积为，则可计算出油酸分子的直径约为________；（结果保留2位有效数字） (4)在该实验中，若在测量一滴溶液的体积时，向量筒中滴溶液时漏数了几滴，会使油酸分子直径的测量结果偏________（选填“大”或“小”）。 【答案】(1)ECD (2)C (3)0.67 (4)大 【详解】（1）原理：把油酸分子看成球形，油膜为单分子层，分子直径，V为纯油酸体积，S为油膜面积。 操作流程：B（用注射器测每滴溶液体积）→A（准备水槽）→E（水槽撒痱子粉）→C（滴入油酸酒精溶液）→D（描油膜轮廓） 故应填：ECD。 （2）A．注射器太低只会冲击水面，不会锯齿，故A错误； B．浓度小只会油膜面积大，故B错误； C．痱子粉撒太多、厚薄不均，油酸扩散时受痱子粉阻碍，边缘就会出现锯齿，故C正确； D．水量多少不影响边缘形状，故D错误。 故选C。 （3）已知：浓度，共50滴，一格，共60格。 一滴油酸酒精溶液体积 一滴里纯油酸体积    油膜面积 则分子直径 （4）漏数几滴导致统计滴数n偏小，根据，n偏小，则算出的一滴溶液体积偏大，纯油酸体积V偏大。由，V偏大，直径测量结果偏大。 4．（22-23高二下·重庆渝中·阶段检测）(1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下： A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小 B．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 C．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数 D．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 E.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 F.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积 上述实验步骤的合理顺序是______。 (2)以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得： ①纯油酸的体积是______mL。（结果保留两位有效数字） ②油酸分子的直径是______m。（结果保留两位有效数字） (3)在实验操作及数据处理过程中，以下说法正确的是______。 A．为了防止酒精的挥发，配制的油酸酒精溶液不能长时间放置 B．处理数据时将油酸分子看成单分子层且紧密排列 C．处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径 D．若实验中撒的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子的直径将偏大 【答案】(1)CEBDFA (2) (3)ABD 【详解】（1）油膜法估测分子大小的正确步骤为：首先用注射器测出一滴油酸酒精溶液的体积，并计算出其中纯油酸的体积（CE）；接着在浅盘中装入水并撒上痱子粉，滴入一滴溶液待其形状稳定（BD）；随后将油膜形状描在玻璃板上并放到坐标纸上数格测算面积（F）；最后代入公式算出薄膜厚度（A）。故正确的实验操作顺序为 CEBDFA。 （2）根据图中信息，不足一半的方格舍去，超过一半的当做整体，则小方格的总数为118个，则油膜的面积为，由题意可知，油酸酒精溶液中纯油酸的浓度为，一滴溶液的体积为，则一滴溶液中纯油酸的体积为；则由题意可知，油酸分子的直径为。 （3）为了防止酒精的挥发，配制的油酸酒精溶液不能长时间放置，否则浓度会发生变化，故A正确。 处理数据时将油酸分子看成单分子层且不计分子间间隙，故B正确。 处理数据时将一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径，故C错误。 若实验中撒的痱子粉过多，则油膜面积偏小，则计算得到的油酸分子的直径将偏大，故D正确。 故选ABD。 ⏳题型02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1．（26-27高三上·天津西青·阶段检测）(1)某实验小组用如图1所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。压力表中读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。 ①在实验操作过程中，要采取以下做法：__________是为了保证实验的恒温条件。（填入相应的字母代号） A．用橡皮帽堵住注射器的小孔    B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器    D．在注射器活塞一周涂润滑油 ②某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强和体积的值后，以为纵轴、为横轴，画出图像如图2所示，理论上由图线虚线可知，体积与压强成___（正比或反比）。则产生的可能原因是_____； A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中气体温度升高 (2)在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上依次选择6个计数点A、B、C、D、E、F，各相邻计数点间的距离依次是、、、、（相邻计数点间有四个点未画出）。 ①根据学过的知识可以求出小车在点的速度为__________；（结果保留两位有效数字） ②小车的加速度__________（结果保留两位有效数字）。若当交流电的实际频率小于时，仍按计算，则测量的加速度值比真实的加速度值__________（填“偏大”“偏小”“不变”）。 【答案】(1) BC 反比 C (2) 0.55 1.0 偏大 【详解】（1）[1]A．用橡皮帽堵住注射器的小孔，目的是保持封闭气体的质量不变，与恒温无关，故A错误； B．缓慢移动活塞，能让气体与外界充分进行热交换，使气体温度始终与环境温度一致，保证恒温，故B正确； C．手的温度高于环境温度，手握注射器会升高气体温度，故实验时，不要用手握注射器，以保证恒温，故C正确； D．在注射器活塞一周涂润滑油是防止注射器漏气，保持注射器内气体质量不变，故D错误。 故选BC。 [2]根据理想气体状态方程，可得 故体积与压强成反比； [3]恒温下，​是过原点的直线，斜率 图线会向上弯曲，斜率越来越大，即温度逐渐升高。 故选C。 （2）[1]小车在点的速度为 [2]小车的加速度 [3]若当交流电的实际频率小于时，仍按计算，则频率偏大，则测量时间偏小，故测量的加速度值比真实的加速度值偏大。 2．（26-27高三·全国·一轮复习）(1)“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图1所示，下列说法正确的是________。 A．实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化 B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C．在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，从而减小气体压强测量的误差 D．处理数据时采用图像，是因为图像比p­V图像更直观 (2)如图2是甲、乙两同学在实验中得到的­图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，所用气体种类、质量及装置均相同，则两图线斜率不同的原因可能是_____________。 【答案】(1)AD (2)设定的温度不同 【详解】（1）A．研究一定质量气体的等温变化，应防止漏气，并在每次改变体积后待气体温度稳定再读数，故A正确； B．注射器的横截面积不变，气体体积与空气柱长度成正比，测出长度即可研究压强与体积的关系，不必测量横截面积，故B错误； C．在柱塞上涂油主要是增强密封性，防止气体漏出；压强由压力表直接测量，减小柱塞摩擦不能减小压强表的读数误差，故C错误； D．由玻意耳定律知，一定质量气体等温变化时不变，因此-图像是过原点的直线，而-图像是双曲线的一支，故D正确。 故选AD。 （2）图2纵轴为压强，横轴为体积倒数，直线斜率反映压强随体积倒数变化的快慢。同种等质量气体的状态方程常量相同，由理想气体状态方程，其中为热力学温度，为该常量。整理得 因此图线斜率与温度成正比。图中甲的斜率大于乙，表明甲实验设定的温度高于乙，所以两人的设定温度不同。 3．（25-26高二下·福建厦门·阶段检测）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图所示，操作步骤如下： A．将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器，数据采集器和计算机； B．手握住注射器筒的空气柱部分，开始缓慢推拉活塞改变气体体积； C．记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； D．多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论。 (1)该同学对器材操作错误的步骤是________； (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，发现图线不通过坐标原点，图中代表的物理含义是：________________________。 (3)B组同学测得多组压强p和体积V的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图丙中________（选填：A．①    B．②）。 (4)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为，，且。在如图所示的四幅图中，能大致反映相关物理量之间关系的是________。 A． B． C． D． 【答案】(1)B (2)注射器与压强传感器连接部分（胶管）的气体体积 (3)B (4)AC 【详解】（1）本实验探究气体等温变化的规律，应保持气体温度不变。步骤B中用手握住注射器筒的空气柱部分，会使气体温度升高，不符合等温变化条件，故操作错误的步骤是B。 （2）设注射器与压强传感器连接部分的气体体积为，则封闭气体的实际体积为。根据玻意耳定律有 变形得 所以图线的纵轴截距为，即图中代表注射器与压强传感器连接部分（胶管）的气体体积。 （3）根据理想气体状态方程有，可得 在图像中，图线的斜率为。压缩气体过程中注射器漏气，气体质量减少，减小，则斜率减小，图线应为斜率较小的②，故选B。 （4）根据理想气体状态方程有，可得 A．在图像中，等温线为双曲线，温度越高，相同体积下压强越大，即曲线离原点越远。因为，所以对应的曲线在上方，故A正确； B．图像中在上方，与矛盾，故B错误； C．在图像中，图线为过原点的直线，斜率，温度越高斜率越大。因为，所以对应的直线斜率较大，即在上方，故C正确； D．图像中在上方，与矛盾，故D错误。 故选AC。 4．（24-25高二下·江苏淮安·阶段检测）如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，实验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取、气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。 (1)关于该实验下列说法正确的是（     ） A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 (2)改变气体体积，缓慢推柱塞的过程中，气体___________（选填“吸热”“放热”）； (3)图乙是某实验小组在不同室温下进行实验时作出的图像，则图中所示的两条等温线的温度 ___________（选填“>”“<”“=”）； (4)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，因实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示；图中纵截距代表的物理含义是___________（选填“胶管内气体体积”或“胶管内气体体积的相反数”）；实验中出现的误差属于___________（选填“系统误差”或“偶然误差”）。 【答案】(1)A (2)放热 (3) (4) 胶管内气体体积的相反数 系统误差 【详解】（1）A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，A正确； BC．实验中为防止气体温度发生变化，则不能用手握住注射器，也不能快速推拉柱塞和读取数据，BC错误； D．实验中气体的压强可以通过数据采集器获得，体积可从注射器中读出，D错误。 故选A。 （2）改变气体体积，缓慢推柱塞的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，而气体温度不变，内能不变，则气体向外界放热； （3）在图像中，距离坐标原点越远的图像对应的pV乘积越大，则温度越高，即所示的两条等温线的温度； （4）[1][2]实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体，设该体积为V0，根据可得，可知图中纵截距为，代表的物理含义是胶管内气体体积的相反数；实验中出现的误差属于系统误差。 5．（25-26高二下·贵州毕节·期中）某实验小组利用图甲所示实验装置探究一定质量的理想气体在等温条件下，压强与体积的关系。在图甲中，注射器透明筒状主体被固定于铁架台上，推柄上端固定托盘（不影响注射器内部活塞组件上下移动），下端通过细软管与压强传感器相连。初始时，注射器上端托盘中放有适量砝码，依次减少砝码个数，待气体状态稳定后，采集多组数据并作出如图乙所示的图像。 (1)关于本实验，下列说法正确的是__________。 A．需要测量注射器内部的横截面积 B．注射器上的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位 C．若实验中连接传感器和注射器的软管脱落，可以立即接上继续实验 (2)某小组实验操作无误，由于连接传感器和注射器的软管存在，作出的图像不过坐标原点，如图乙所示，图中代表__________的体积。 (3)某组同学进行数据处理时，计算乘积与实际情况的乘积之差的绝对值会随的增大而__________（填“增大”或“减小”）。 【答案】(1)B (2)软管和压强传感器内部以及连接部分的体积 (3)增大 【详解】（1）A．注射器筒体上有体积刻度，可直接读出气体体积，无需测量横截面积，故A错误； B．若刻度分布均匀，可用格数或长度代表体积的相对变化，不必标注具体单位，不影响玻意耳定律的验证，故B正确； C．软管脱落会导致气体泄漏，质量改变，实验必须重新进行，故C错误。 故选B。 （2）测量体积仅为注射器内气体体积，未包含软管和压强传感器内部以及连接部分的体积 真实气体体积，由玻意耳定律 变形有，比较图像，截距，即代表软管和压强传感器内部以及连接部分的体积（或称固有体积、死体积） （3）根据玻意耳定律。用测量体积计算时，与真实值的差值为 由于为常数，该差值正比于压强。因此，当增大时，此差值增大。 ⏳题型03 测量玻璃的折射率 1．（26-27高二上·广西南宁·阶段检测）在“测玻璃的折射率”实验中：如图甲所示，甲同学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)甲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)实验小组再用细激光束完成实验，如图乙，分别用红光和绿光重复上述实验，保持激光入射角完全相同，说明____________（填“红光”或“绿光”）在该玻璃中的折射率更大。 (3)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图所示，从图像可知玻璃砖的折射率等于____________。 【答案】(1)BD (2)绿光 (3)1.5 【详解】（1）AB．在玻璃砖另一侧插大头针时，需要让完全挡住、透过玻璃砖所成的像，才能保证在出射光线上，故A错误，B正确； CD．后续插时，需要让同时挡住，以及、的像，确保、在入射光线上，、在出射光线上。故C错误，D正确。 故选BD。 （2）由折射定律得 同一种介质对频率更高的绿光折射率更大，且入射角相同时，折射率越大折射角越小。 这也符合同一种介质对频率更高的绿光的折射率更大。 （3）根据折射定律 根据图像可得，当时， 代入得玻璃砖的折射率 2．（26-27高三·全国·一轮复习）某小组同学用插针法测定玻璃砖的折射率，实验装置如图甲所示。 (1)关于实验操作，下列说法中正确的是________。 A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线aa′和bb′ B．在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O′ C．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 D．若P1、P2的连线与法线NN′夹角较大时，有可能在bb′面发生全反射，所以在bb′一侧就看不到P1、P2的像 (2)甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)B (2) 偏小 不变 【详解】（1）A．正确的操作是先在白纸上画出直线作为上界面，将玻璃砖的上边与对齐，再用直尺或三角板紧靠玻璃砖下边，保持直尺或三角板不动，移开玻璃砖后画出直线$bb'$，不能直接用笔沿玻璃砖上、下边缘画线，故A错误； B．在玻璃砖一侧插上大头针、，在另一侧观察并依次插入、，使挡住、的像，使挡住及、的像，即可确定入射光线和出射光线，故B正确； C．无论、之间的距离较大还是较小，通过玻璃砖均能观察到、的像，适当增大两针间距还有利于减小确定入射光线方向时的误差，故C错误； D．由于玻璃砖的上、下表面平行，光线在下表面的入射角等于光线在上表面的折射角，根据光路可逆性可知，光线一定能从下表面射出，不会在玻璃砖内发生全反射，故D错误。 故选B。 （2）[1]设入射角为，折射角为，根据折射定律有 由图可知，虚线表示甲同学根据错误的下界面位置作出的折射光线，实线表示实际折射光线，因此甲同学测得的折射角偏大，即 由于在到范围内，角度越大，正弦值越大，所以 故甲同学测得的折射率偏小 [2]折射率是玻璃材料本身的属性，与玻璃砖的形状无关，乙同学虽然使用梯形玻璃砖，但、均准确表示真实界面，且其他实验操作正确，因此能够准确确定入射光线和玻璃中的折射光线，测得的入射角、折射角均准确，故乙同学测得的折射率不变 3．（26-27高三·全国·一轮复习）学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则： (1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________。 (2)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为________。 (3)在圆周上所插大头针越靠近C，折射率越________（填“大”或“小”），折射率刻度越________（填“密集”或“稀疏”）。 【答案】(1) (2)1 (3) 大 稀疏 【详解】（1）由题意可知，入射角r＝∠AOF＝30°，折射角i＝∠EOP3＝60°，由折射定律可得 （2）作AO的延长线交圆周于K，此时入射角与折射角相等，故K处所对应的折射率值应为1。 （3）[1]由可知，入射角r不变的情况下，在圆周上所插大头针越靠近C，折射角i越大，折射率越大； [2]n与sini成正比，结合正弦函数的特点可知，越靠近C，折射率刻度越稀疏。 4．（24-25高二下·海南海口·阶段检测）某同学设计了如图1所示的方案测定未知液体的折射率。实验步骤如下： a.在水槽底部中心放置一点光源； b.将待测液体缓慢注入水槽中，并测出液面到水槽底部的高度； c.在水面平铺一张半透膜，并测出半透膜上圆形光斑的半径； d.取出半透膜，继续加水，重复步骤b、c。 (1)以____________（选填“”“”或“”）为横轴，以液面到水槽底部的高度为纵轴建立直角坐标系，描点连线，得到如图2所示的图像。 (2)若测得图2中倾斜直线的斜率为，则液体的折射率为__________。（用题中物理量的字母表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）点光源发出的光在液面光斑边缘恰好发生全反射，此时入射角等于全反射临界角，根据全反射规律有 由几何关系，点光源深度为，光斑半径为，临界光线满足 联立两式整理得 化简得 可知，与成正比，因此以为横轴、为纵轴可得到过原点的倾斜直线，符合题图特征。 （2）直线的斜率 整理得液体折射率 5．（24-25高二下·天津和平·阶段检测）在“测量玻璃的折射率”实验中： (1)为了取得较好的实验效果，其中正确的是 。 A．必须选用上下表面平行的玻璃砖； B．选择的入射角应尽量小些； C．大头针应垂直地插在纸面上； D．大头针P₁和P₂及P₃和P₄之间的距离适当大些。 (2)甲同学在画界面时，不小心将两界面aa'和bb'间距画得比玻璃砖宽度大些，如图1所示，则他测得的折射率________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (3)乙同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，如图2所示，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO'延长线于C点，过A 点和 C 点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，则玻璃的折射率n=______。 (4)丙同学在实验时，用他们测得的多组入射角i与折射角γ作出图像如图所示，则下列判断正确的是 。 A．光线是从空气射入玻璃的 B．该玻璃的折射率约为0.67 C．该玻璃的折射率约为1.5 D．该玻璃置于空气中时临界角约为45° 【答案】(1)CD (2)偏小 (3) (4)AC 【详解】（1）A．实验时不一定要必须选用上下表面平行的玻璃砖，只要操作正确，不是上下表面平行的玻璃砖也可测量折射率，A错误；     B．为减小角度的相对误差，入射角适当大，折射角也会大些，折射现象较明显，故B错误； CD．尽可能垂直插放大头针在纸面上，并使其相邻的间距适当大些，可以减小计算角度正弦值的误差，故CD正确。 故选CD。 （2）如图为在图中分别作出的实际光路图（图中实线）和以aa′、bb′为界面、以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图（图中虚线） 比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知：折射角测量值偏大，则折射率偏小。 （3）玻璃的折射率 （4）A．因为入射角大于折射角，所以光线由空气进入玻璃，故A正确； BC．根据折射定律得，故B错误，C正确； D．该玻璃置于空气中时临界角，可知临界角C≈42°，故D错误。 故选AC。 ⏳题型04 用双缝干涉实验测量光的波长 1．（26-27高二上·全国·随堂练习）现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长。 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、________、________、A。 (2)本实验的步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮； ②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用刻度尺测量双缝到屏的距离； ④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮条纹间的距离。 在操作步骤②时还应注意____________________和 ____________________。 (3)一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，如图所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节______________________________。 【答案】(1) E D B (2) 放置单缝、双缝时，必须使缝平行 单缝、双缝间的距离要适当 (3)旋转测量头，分划板竖线随之旋转，可使分划板竖线与亮条纹对齐 【详解】（1）[1][2][3]滤光片E可以从白光中选出单色红光，单缝D是获取线光源，双缝B是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏A上，所以表示各光学元件的字母排列顺序为C、E、D、B、A。 （2）[1][2]在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间的距离要适当；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心位于遮光筒的轴线上。 （3）该同学应旋转测量头，分划板竖线随之旋转，可使分划板竖线与亮条纹对齐。 2．（24-25高二下·湖南衡阳·阶段检测）某同学通过双缝干涉实验测量红光的波长，请完成以下问题： (1)如图1所示，a、b分别对应的器材是________，________； (2)已知该装置双缝间距，双缝到屏的距离，测量头副尺有50条刻线。该同学测量第1条亮纹和第5条亮纹中心线对应的位置如图2所示，则相邻条纹间距为________mm； (3)如图3所示，该同学又使用同一套光传感器和双缝干涉设备，分别使用甲、乙两种色光完成实验，对应得到图3中的甲图和乙图 则甲光的波长________（填“大于”或“小于”）乙光的波长。 【答案】(1) 透镜 单缝 (2)3.46 (3)小于 【详解】（1）[1][2]根据实验装置可知，a对应的器材是透镜，b对应的器材是单缝。 （2）图2左图读数为 图2右图读数为 所以相邻条纹间距为 （3）由图可知，甲图中相邻亮条纹间距小于乙图中相邻亮条纹间距，所以根据，可知甲光的波长小于乙光的波长。 3．（24-25高二下·广东深圳·阶段检测）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是___________________。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为__________m/s2（结果保留3位有效数字）。 (2)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丙所示，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。其中，M、N、P三个光学元件依次为_______。（请从以下选项中选择） 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 (3)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用游标卡尺测量一小球的直径，测量结果如图丁所示，则该小球的直径d=_________cm。 【答案】(1) 平衡摩擦力 2.86 (2)A (3)1.220 【详解】（1）[1] 木板右端垫高后，小车重力沿木板方向的分力与小车运动时所受摩擦力平衡，从而消除摩擦力对实验的影响。 [2] 打点计时器电源频率为，相邻两计数点间有四个点未画出，因此相邻两计数点间的时间间隔为 由逐差法得 （2）A．沿光的传播方向，滤光片用于获得单色光，单缝形成线光源，双缝形成相干光源，所以、、依次为滤光片、单缝、双缝，故A正确； BC．滤光片应放在单缝前，且应位于处，B、C均把单缝置于处，故BC错误； D．处应放单缝，处应放双缝，D将二者位置颠倒，故D错误。 故选A。 （3）图示游标卡尺为20分度，分度值为，主尺读数为，游标尺第4条刻度线与主尺刻度线对齐，故小球直径 4．（25-26高二下·四川眉山·阶段检测）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。 (1)光具座上标注为、、的仪器依次为_____； A．滤光片、双缝和单缝 B．滤光片、单缝和双缝 C．单缝、滤光片和单缝 D．双缝、滤光片和双缝 (2)关于本实验中单缝的操作，下列说法正确的是_____； A．单缝必须调节到与双缝平行 B．每一次实验中，单缝到双缝的距离必须相等 C．去掉单缝后，也可以在光屏上观察到清晰的亮暗相间的条纹 (3)将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，其他条件不变，则观察到光屏上的条纹数会________（填“增多”或“减少”） 【答案】(1)B (2)A (3)增多 【详解】（1）实验中通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，可知光具座上标注为、、的仪器依次为滤光片、单缝和双缝。 故选B。 （2）A．实验中为使条纹清晰，单缝必须调节到与双缝平行，故A正确； B．每一次实验中，单缝到双缝的距离不一定要相等，故B错误； C．去掉单缝后，就没有相干光，则无法在光屏上观察到清晰的亮暗相间的条纹，故C错误。 故选A。 （3）将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，蓝色光的波长比红色光的波长更短，根据可得条纹间距变小，则观察到光屏上的条纹数会增多。 5．（25-26高二下·陕西咸阳·阶段检测）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，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（目镜），如图所示。 (1)M、N、P三个光学元件依次为_____； A．滤光片、双缝、单缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．滤光片、单缝、双缝 D．单缝、双缝、滤光片 (2)如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是_____； A．仅转动透镜 B．仅转动遮光筒 C．仅转动测量头 D．仅转动手轮 (3)将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，其他条件不变，则观察到光屏上的条纹数会__________（填“增多”或“减少”）。 (4)关于该实验，下列说法正确的是_____。 A．仅撤去滤光片，光屏上仍能观察到干涉图样 B．若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小 C．仅撤去双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的条纹 D．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为 (5)实验中，将分划板的中心刻线由A条纹移到B条纹，如图丙所示，测量头上的示数由15.4mm变为12.4mm，已知双缝到屏的距离为65.0cm，双缝间距为0.20mm，则该光的波长________mm（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)C (2)C (3)增多 (4)AC (5)2.3×10-4 【详解】（1）图中M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝和双缝。 故选C。 （2）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，仅转动测量头即可。 故选C。 （3）将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，其他条件不变，光的波长变短，根据条纹间距公式 可知条纹间距变短，则观察到光屏上的条纹数会增多。 （4）A．仅撤掉滤光片，光屏仍能观察到彩色干涉图样，故A正确； B．根据条纹间距公式 可知，若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故B错误； C．仅撤掉双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的衍射条纹，故C正确； D．用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为，故D错误。 故选AC。 （5）A、B之间有4个条纹间距，条纹间距 根据条纹间距公式 代值可得 重难·创新演练 设题创新:光学，热学新实验 1．（25-26高二下·安徽蚌埠·阶段检测）某物理兴趣小组利用数字化实验平台探究封闭气体的状态变化规律，实验装置如图1所示。注射器前端通过胶管与气体压强传感器相连，传感器与数据采集器、计算机连接，可实时采集气体的压强数据。注射器内封闭了一定质量的空气，实验过程中需保持气体温度不变。 (1)关于该实验的操作规范，下列说法正确的是（     ） A．实验时用手握住注射器前端，便于控制柱塞的推拉速度 B．推拉柱塞时应缓慢操作，待示数稳定后再采集数据，可减小温度变化带来的误差 C．快速推拉柱塞可缩短实验时间，不会引起气体温度变化 D．不需要在柱塞与筒壁间涂润滑油 (2)该同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组数据并作出图线，发现图线不过坐标原点，如图2所示。图中截距对应的体积代表的物理含义是________。 (3)重新封闭相同的气体，升高环境温度后再次实验，得到新图线，下列说法正确的是（     ） A．图线的截距增大 B．图线的斜率增大 【答案】(1)B (2)连接注射器与传感器的胶管内气体的体积（意思对即可） (3)B 【分析】本题以注射器探究等温变化为情景，考查实验操作规范、数据图像处理及误差分析等知识，考查考生的科学探究素养。 【详解】（1）A．手握注射器前端会使气体温度改变，故A错误； B．缓慢推拉使气体保持等温，稳定后读数误差小，故B正确； C．快速推拉使气体温度改变，偏离等温条件，影响实验结果，故C错误； D．涂润滑油可保证气密性，防止漏气，不可省略，故D错误。 故选B。 （2）设胶管内气体体积为，根据玻意耳定律有 变形得，故为胶管内气体的体积，该部分体积不随柱塞移动而改变，导致图线不过原点。 （3）A．由 得 图线斜率 由胶管体积决定，不随温度变化，故A错误； B．温度升高时，T增大，斜率一定增大，故B正确。 故选B。 2．（25-26高二下·重庆大足·阶段检测）某兴趣小组通过如图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测量一颗形状不规则的小石块的体积。 主要实验步骤如下： ①将石子装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与压强传感器连接； ②移动活塞，通过活塞所在的刻度读取了多组气体体积V，同时记录对应的传感器示数； ③建立直角坐标系。 (1)在实验的操作中，下列说法正确的是______。 A．气体的质量及温度应保持不变 B．为减小实验误差，应快速推拉活塞 C．为方便推拉活塞，应用手紧握住注射器再推拉活塞 D．为找到压强与体积的关系，应测量注射器的横截面积 (2)为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴应为______（选填“p”或者“”）。 (3)选择合适的坐标，该小组同学通过描点作图，得到图像如图乙所示，若忽略传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则石子的体积为______（选填“a”或者“b”）。 【答案】(1)A (2) (3) 【详解】（1）A．该实验的原理是玻意耳定律，因此需要保持气体的质量及温度应保持不变，故A正确； B．快速推拉活塞会改变封闭气体的温度，不符合等温要求，会增大误差，故B错误； C．手握住注射器会改变气体温度，不符合等温要求，故C错误； D．横截面积不变，注射器的刻度可表示体积，不需要测量横截面积来计算体积，D错误。 故选A。 （2）设石块体积为，注射器刻度读取的体积是活塞到注射器顶端的总容积，封闭气体的实际体积为，根据玻意耳定律有 整理可得 可知与为线性关系，因此轴应为。 （3）由方程 可知，当时，，对应图乙中轴的截距，因此石子体积为。 3．（24-25高二下·山东济南·期末）某同学设计制作了一种测量零摄氏度及以上温度的测温装置，其结构如图所示，U形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管，U型管内有一段水银柱，使与U型管的左端相连的较大玻璃泡内部封有一定质量的理想气体，U型管右端向上开口与大气相通，整个装置导热良好。开始时，让整个装置处于冰水混合物中，稳定后调节U型管右端的高度，使左右水银液面平齐，再固定好整个装置，并标记此时右管的液面处为0刻线。多次改变装置的环境温度t，稳定后分别标记右管内水银液面的对应位置，并记录右管液面与0刻线的高度差h，利用所测的多组实验数据绘制相应的h-t图像。测量过程中忽略玻璃泡及左管内的气体体积的变化。 (1)已知温度t是以为单位进行记录的数据，下列h与t的关系图像正确的是_______； A． B． C． (2)实验中当环境温度为时，右管液面与0刻线的高度差为，环境温度为零摄氏度时，热力学温度记为，水银的密度为，重力加速度为，则大气压可以表示为________（用本题中所给的物理量字母来表示）； (3)当环境大气压比制作该温度计时的大气压高时，利用该温度计测温，所测的温度比实际温度________（选填“偏高”或“偏低”）； (4)当水银液面变化时，不能忽略左管内的气体体积的变化，该温度计所测的温度比实际温度________（选填“偏高”或“偏低”）。 【答案】(1)A (2) (3)偏低 (4)偏低 【详解】（1）设整个装置处于冰水混合物中时，封闭气体的压强为；环境温度t时，封闭气体压强为，水银的密度为，则 对封闭气体由查理定律得 即 解得 所以图像是一条过原点的倾斜的直线，故选A。 （2）设大气压为，对封闭气体由查理定律可得 解得 （3）当环境大气压比制作该温度计时的大气压高时，右管液面与0刻线的高度差h偏小，利用该温度计测温，所测的温度比实际温度偏低。 （4）温度从升高时，封闭气体的体积变大，封闭气体的压强偏小，右管液面与0刻线的高度差h偏小，所测的温度比实际温度偏低。 4．（22-23高二下·河南周口·期末）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液，然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入50滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1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，如图甲所示。坐标格中每个小正方形方格的大小为2cm × 2cm。由图可以估算出油膜的面积是________cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m（结果保留一位有效数字）。    （2）如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43 × 10－8m的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为________m（结果保留两位有效数字）。 【答案】 256 8 × 10－10 9.4 × 10－10 【详解】（1）[1][2]数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积 S = 64 × 2cm × 2cm = 256cm2 溶液浓度为，每滴溶液体积为，1滴溶液中所含油酸体积为V = 2 × 10－5cm3，油膜厚度即油酸分子的直径是 （2）[3]直径为1.43 × 10－8m的圆周周长为 D = πd ≈ 4.49 × 10－8m 可以估算出铁原子的直径约为 5．（2026·江西·高考真题）某小组探究盐水浓度对折射率的影响。 (1)首先在纸带上画一条直线，并在直线上作两个明显的标记点、，用游标卡尺测出两标记点的距离，如图（a）所示，读出___________。然后将纸带固定在空水槽底部。 (2)铁架台和水槽放置在同一水平桌面，激光笔安装于铁架台上。调整实验装置，使激光笔射出的光线与连线在同一竖直面内，光线与竖直方向成角，且光线照射的光斑恰好在标记点，此后装置固定不动，如图（b）所示。向水槽里缓慢加入被测液体，直至光斑沿连线移动到标记点，测量并记录液面高度。 如图（c）所示，以为坐标原点、沿方向为轴建立直角坐标系，虚线为液面所在位置。请在图（c）中画出液面高度为时，激光由空气入射到液体的光路图（入射光线、法线和折射光线）。 (3)由折射定律可得，液体的折射率___________（用，表示）。 (4)该小组配制了5种不同浓度的盐水，依据上述方案重复实验，所得数据点如图（d）所示。为得到折射率随浓度的变化规律，请在图（d）中作出图线。 (5)从图（d）中可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为___________。（式中数字保留三位小数） 【答案】(1)2.325 (2) (3) (4) (5) 【详解】（1）20分度游标尺最小刻度为0.05mm，故读数 （2）根据题意可得激光由空气入射到液体的光路图如图所示 （3）折射角满足 折射率 （4）根据描点法可得图线如图所示 （5）由图可知图线斜率 截距 可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为 6．（24-25高三·全国·三轮复习）小王发现不同额定电压的LED灯珠发光的颜色不同，于是其设计了如图甲所示的实验电路，进一步验证灯珠的额定电压与发光的频率之间的关系及光的频率与光的折射率之间的关系。实验电路采用如下器材： 电源：电动势，内阻可忽略不计； 电压表1：量程，内阻； 电压表2：量程，内阻； 滑动变阻器：最大阻值，最大阻值； 数枚LED灯珠：额定电压； 单狭缝（缝宽）； 三棱镜（截面为等腰三角形）：顶角为，可绕固定点旋转。 实验步骤： ①按原理图连接和安装实验器材； ②闭合开关，将滑动变阻器的滑片从左向右调整； ③用不同额定电压的灯珠，照射单狭缝； ④旋转三棱镜，使棱镜中的光线与棱镜底边平行； ⑤测量入射光线与入射面间的夹角； ⑥测量多组数据，记录数据如表所示； 电压（） 颜色 红 黄 绿 蓝 白 ⑦完成实验整理器材。 请你帮助小王完成以下问题： (1)在图乙中完成实验电路实物图的连接； (2)实验中电压表选择______（选填“电压表1”或“电压表2”），滑动变阻器选择______（选填“”或“”）； (3)光的折射率______（用、表示）； (4)实验中发现，随着灯珠额定电压升高，三棱镜顺时针转动，才能保证光线在棱镜中的路径与底边平行，由此可得出光的频率与光的折射率之间的关系为__________________。 【答案】(1) (2) 电压表2 (3) (4)光的频率越大，介质对其的折射率越大 【详解】（1）根据电路图连接实物图如答图所示； （2）[1][2]由实验所得数据可知，电压测量值有大于的，故电压表选电压表2；由于滑动变阻器采用分压式接法，所以滑动变阻器要选最大阻值较小的，故滑动变阻器选 （3）由折射定律有，根据题图可知入射角，棱镜中的光线与棱镜底边平行，则折射角 代入解得 （4）由表格中的数据可知，随灯珠额定电压升高，LED灯珠发光的频率逐渐增大，颜色也从红色逐渐变为蓝色，由于三棱镜的顶角不变，三棱镜顺时针旋转时角会减小，由（3）中折射率的表达式可知三棱镜对光的折射率变大，所以可得到的关系为光的频率越大，三棱镜对其的折射率越大。 7．（24-25高二下·山东青岛·期中）“感光镜片”在生活中处处可见。某实验小组为测一圆形“感光玻璃”折射率，利用身边的器材设计如下实验。实验步骤如下： ①利用测量工具测出圆形玻璃的直径d=5.00cm； ②在水平桌面上铺一张白纸，将圆形玻璃放在纸面上； ③取一红色激光笔，让其沿桌面向下照射圆形玻璃。水平左右移动激光笔，当观察到射出圆形玻璃的光线不发生偏转时，说明光线经过圆形玻璃的圆心O，并在光线入射和出射位置处分别标记点M、N，（如图甲）； ④继续水平向右激光笔并保证激光笔在桌面上沿直径方向向下照射，当光线恰好再次从N点射出介质时，测出激光笔在其运动过程中的距离L=2.00cm，标记入射点A。回答下列问题： (1)圆形玻璃的折射率n=______（可用根式表示）； (2)若将激光笔保持原方向继续向右移动，______（填“能”或“不能”）看到光在圆形玻璃内发生全反射； (3)若用紫色激光仍在桌面上沿直径方向向下在A点入射，则出射点在N点的______（填“右侧”或“左侧”）； (4)为使出射光照度维持在某一定值，“感光玻璃”可以自动调整透明度。经查阅入射光照度和透明度的关系如图乙所示。当透明度为50%时，入射光照度为______Lx。 【答案】(1) (2)不能 (3)左侧 (4)120 【详解】（1）由几何关系可知，入射角的正弦 解得 则折射角的正弦 可得折射率 （2）若将激光笔保持原方向继续向右移动，由几何关系可知，光线射到玻璃表面时的折射角总等于从另一面出射时的入射角，可知该角度不可能大于临界角，即不能看到光在圆形玻璃内发生全反射； （3）紫光的折射率大于红光，则若用紫色激光仍在桌面上沿直径方向向下在A点入射，紫光偏折程度较大，则在A点的折射角较小，则出射点在N点的左侧。 （4）由图可知，当透明度为50%时，入射光照度为120Lx。 8．（24-25高二上·重庆渝中·期末）劳埃德镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是。 (1)通过劳埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，______相当于另一个“缝”； (2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.12mm，单缝到光屏的距离D=1.0m，观测光屏上相邻亮条纹中心间距为2.900mm，则该单色光的波长λ=______nm； (3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离______； A．将平面镜稍向下移动一些 B．将平面镜稍向左移动一些 C．将光屏稍向右移动一些 D．将光屏稍向上移动一些 (4)实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半波损失”。如果把光屏向左移动到和平面镜接触，接触点P处是______。（选填“亮条纹”或“暗条纹”） 【答案】(1) (2)696 (3)C (4)暗条纹 【详解】（1）通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，S'相当于另一个“缝”。 （2）等效双缝间的距离为 根据双缝干涉条纹间距公式 代入数据，联立解得 （3）根据双缝干涉条纹间距公式可知，增大D，即将光屏向右移动；减小d，即将平面镜向上移动；增大波长λ，能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离。 故选C。 （4）如果把光屏移动到和平面镜接触，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，即“半波损失”，故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π，所以接触点P处是暗条纹。 9．（24-25高二下·山西长治·阶段检测）某同学利用如图1所示装置测量透明溶液的折射率。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。 (1)首先让容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点，光线从隔板射到空气上时发生了_______（选填“折射”、“反射”、“全反射”）； (2)该同学测得转盘转动角速度为，随着转盘继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经后亮点消失。在时间内，容器旋转角度_______； (3)已知：光从折射率的介质射入折射率的介质，入射角与折射角分别为与，有。若空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率_______。 【答案】(1)全反射 (2) (3) 【详解】（1）由题意可知当屏上无光点时，说明光线从隔板射到空气上时发生了全发射； （2）由图1可知容器与转盘同轴转动，二者角速度相同，则； （3）出现亮点时，光线从溶液射到隔板再射到空气时发生了折射，可知从出现亮点到亮点消失，容器旋转的角度 光线能透过液体和隔板从空气中射出时，即出现亮点时，可知光线在溶液中的入射角为，光线在隔板和空气界面发生全反射，在隔板和液体界面，有 在隔板和空气界面 解得 真题·实战演练 高频考点：用油膜法估测油酸分子的大小，测量玻璃的折射率，用双缝干涉实验测量光的波长 1．（2026·海南·高考真题）某同学用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：油酸、酒精、注射器、烧杯、量筒、浅盘、痱子粉、带有坐标方格的玻璃板、记号笔等。实验步骤如下： Ⅰ.配制油酸酒精溶液； Ⅱ.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，测量油酸酒精溶液的总滴数； Ⅲ.在浅盘里盛上水，将痱子粉均匀地撒在水面上； Ⅳ.用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将玻璃板盖在浅盘上，在玻璃板上描下油膜轮廓。 回答下列问题： (1)本实验将油酸分子简化为球形，并认为形成油膜的油酸分子是_______（选填“单”或“多”）层紧密排布的。 (2)实验中痱子粉的作用是_______（单选，填正确选项的标号） A．促进油酸溶解 B．使油膜轮廓清晰可见 C．增大油膜的面积 (3)实验中，每油酸酒精溶液中有纯油酸，每这样的溶液有200滴，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，油膜形状稳定后轮廓如图所示，图中一个小方格的面积为。该同学数得图中轮廓内完整的小方格有106个，超过半格但不足整格的有24个，则该同学测得的油膜面积为_______。根据实验数据，该同学测得油酸分子的直径为_______（保留1位有效数字）。 (4)若油酸未完全散开就描绘油膜轮廓，导致测得的油膜面积比实际小，则测得的油酸分子直径_______（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】(1)单 (2)B (3) 130 (4)偏大 【详解】（1）油膜法估测分子大小的核心模型是假设油酸在水面上充分展开后，形成单层的油酸分子油膜，通过油膜厚度等效为油酸分子的直径。 （2）痱子粉本身不与油酸反应，会漂浮在水面上，油酸扩散时会将痱子粉向四周推开，从而清晰显现出油膜的边界轮廓。油酸本身不溶于水，痱子粉无法促进溶解、也不能改变油膜的实际面积。 故选B。 （3）油膜面积的计数规则是：完整方格全算，超过半格的按1格计、不足半格的舍去，因此总方格数为 对应面积 1滴溶液中纯油酸的体积： 分子直径 （4）分子直径计算公式为，若油膜未完全散开，测得的面积偏小，计算得到的直径会偏大。 2．（2026·广西·高考真题）某同学利用注射器、压强传感器、塑料管等器材，在的恒温环境下做“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)实验过程中，缓慢推动注射器活塞改变体积是为了保证封闭气体的__________不变； (2)由注射器壁上的刻度读出的是注射器内气体的__________，由压强传感器测得气体的压强； (3)在测量某次数据时，该同学出现如图甲所示的误操作，若体积读数准确且传感器工作正常，此时记录的压强值与时同体积下压强的理论值相比，会 __________； (4)完成实验后，根据实验数据作图像，如图乙，得到一条直线，但不经过原点。请分析图乙中直线不经过原点的原因并提出改进实验的措施（写出一种即可）。①原因：______________________________，②措施：____________________________。 【答案】(1)温度 (2)体积 (3)偏大 (4) 忽略了注射器与传感器连接的塑料管中残留气体的体积 减小塑料管的长度、提前测定残留体积并修正测量数据、改用内径更小的塑料管等 【详解】（1）缓慢推动活塞，注射器内的气体有充足时间和外界发生热交换，保持温度不变。 （2）注射器上的刻度标注的是内部空腔的容积，当封闭一定量气体在注射器内时，注射器对应的刻度就是封闭气体的体积。 （3）某同学手握注射器时，人体温度高于环境温度，热量传递给封闭气体，气体温度升高，由理想气体状态方程可知，封闭气体的体积V不变、热力学温度T升高，则测量的气体压强p大于理论压强。 （4）[1][2] 由图像可知，气体体积为0时，压强不为无穷大，说明注射器和传感器间有部分气体体积未被测量，即忽略了注射器与传感器连接的塑料管中残留气体的体积；改进措施是减小塑料管的长度、提前测定残留体积并修正测量数据、改用内径更小的塑料管等。 3．（2026·四川·高考真题）某兴趣小组用注射器、挂钩式电子秤、橡胶管塞、细线等探究气体等温变化的规律，实验过程如下： （1）如图1所示、将细线系在活塞一端、水平固定针筒，用电子秤挂钩钩住细线、沿水平方向匀速拉动活塞。记录电子秤示数，计算出活塞与针筒内壁间摩擦力大小。 （2）用橡胶管塞塞满注射器末端小管，确认装置密封。 （3）用电子秤沿水平方向_______（选填“缓慢”或“快速”）拉动活塞，活塞位于刻度处时记录第一次电子秤示数，此后针筒内空气柱的体积每增加记录一次示数，得到多组数据。 （4）计算针筒内空气柱压强。已知大气压强为、活塞横截面积为、由电子秤示数计算出活塞所受拉力大小，则_____（用、、、表示）。 （5）绘制图像如图2所示。实验表明：质量一定的空气，在温度保持不变的情况下，压强与体积成_______（选填“正比”或“反比”）。 【答案】 缓慢 反比 【详解】（3）[1]为了保持气体的温度不变，应该用电子秤沿水平方向缓慢拉动活塞； （4）[2]以活塞为研究对象，根据平衡条件有 可得针筒内空气柱压强 （5）[3]根据 可得 由图可知图像斜率不变，即与成正比，则压强与体积成反比。 4．（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 5．（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。 6．（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。 7．（2026·江西·高考真题）某小组探究盐水浓度对折射率的影响。 (1)首先在纸带上画一条直线，并在直线上作两个明显的标记点、，用游标卡尺测出两标记点的距离，如图（a）所示，读出___________。然后将纸带固定在空水槽底部。 (2)铁架台和水槽放置在同一水平桌面，激光笔安装于铁架台上。调整实验装置，使激光笔射出的光线与连线在同一竖直面内，光线与竖直方向成角，且光线照射的光斑恰好在标记点，此后装置固定不动，如图（b）所示。向水槽里缓慢加入被测液体，直至光斑沿连线移动到标记点，测量并记录液面高度。 如图（c）所示，以为坐标原点、沿方向为轴建立直角坐标系，虚线为液面所在位置。请在图（c）中画出液面高度为时，激光由空气入射到液体的光路图（入射光线、法线和折射光线）。 (3)由折射定律可得，液体的折射率___________（用，表示）。 (4)该小组配制了5种不同浓度的盐水，依据上述方案重复实验，所得数据点如图（d）所示。为得到折射率随浓度的变化规律，请在图（d）中作出图线。 (5)从图（d）中可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为___________。（式中数字保留三位小数） 【答案】(1)2.325 (2) (3) (4) (5) 【详解】（1）20分度游标尺最小刻度为0.05mm，故读数 （2）根据题意可得激光由空气入射到液体的光路图如图所示 （3）折射角满足 折射率 （4）根据描点法可得图线如图所示 （5）由图可知图线斜率 截距 可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为 8．（2026·浙江·高考真题）“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图1所示， (1)在图1的装置中，1位置为___________（选填“单缝”或“双缝”） (2)若在目镜视场中发现整体很暗且条纹不清晰，需要___________（选填“上下”或“左右”）拨动拨杆，并且前后移动光源或透镜，使光源发出的光能更集中地会聚在___________（选填“①”或“②”）位置。若图样右侧条纹清晰，但左侧较暗，如图2所示，可调节___________（选填“拨杆”、“手轮”或“光源”），使整个目镜视场条纹清晰明亮。 (3)实验发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，如图3，则需要___________ A．拨动拨杆 B．旋转整个测量头 C．旋转单缝 D．转动测量头上的手轮 (4)干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离，式中指的是图1装置中___________ A．①③之间的距离 B．①④之间的距离 C．②③之间的距离 D．②④之间的距离 【答案】(1)单缝 (2) 左右 ① 手轮 (3)B (4)C 【详解】（1）双缝干涉实验的装置沿光传播方向的顺序为：光源→透镜→单缝→双缝→遮光筒→测量头，1位置在双缝之前，因此是单缝。 （2）[1][2]拨杆的作用是左右调节单缝和双缝的取向，让单缝与双缝平行对齐，若整体视场暗、条纹不清晰，需要左右拨动拨杆对齐缝，同时调整光源/透镜位置，将光线会聚在单缝处，保证入射光充足。 [3]在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，手轮用于调节目镜的前后位置，使分划板上的干涉条纹清晰。如果手轮调节过度，目镜偏离了最佳位置，会导致视场中只有部分区域的光线能正常进入目镜，从而出现右侧条纹清晰、左侧较暗的现象。此时应反向微调手轮，使整个目镜视场内的条纹都清晰明亮。 （3）分划板中心刻线和干涉条纹不平行时，需要旋转整个测量头，让刻线与条纹取向一致。 故选B。 （4）公式中的是双缝到光屏（观察屏）的距离，对应图中②是双缝、③是光屏，因此是②③之间的距离。 故选C。 9．（2026·山东·高考真题）某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长。 (1)如图甲所示，将激光光源、间距的双缝和光传感器依次安装在光具座上，打开光源，调整光路，此过程中应避免激光直接射入眼睛，因为激光具有__________（填“亮度高”或“相干性好”）的特点。 (2)调整光路后，各器件位置如图甲所示，双缝到光传感器的距离______cm。 (3)连接光传感器至计算机，得到干涉条纹的光强分布如图乙所示。测得区域的宽度为2.40 mm，则条纹间距_______mm（保留两位有效数字）。 (4)利用公式_______________（用、和表示），某同学计算得该激光的波长为，此波长的光为电磁波中的__________（填“红外线”“可见光”或“紫外线”）。 【答案】(1)亮度高 (2)31.25（31.23~31.27） (3)0.40 (4) 可见光 【详解】（1）激光的亮度高特点使它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，如果直接射入眼睛会对眼睛造成不可逆转的伤害。 （2）根据题图甲可知，双缝所在位置为 光传感器所在的位置为 因此双缝到光传感器的距离 （3）根据题图乙可知，区域有6个条纹间距，则条纹间距 （4）[1]根据双缝干涉条纹间距公式 得 [2]波长在可见光波段，因此此波长的光为电磁波中的可见光。 10．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图（a），某同学利用激光测距仪分别在①、②位置测量玻璃砖厚度时，发现两次示数差异较大。他猜想这可能与玻璃砖的折射率有关，于是设计了如下验证实验。 如图（b），在白纸上描出玻璃砖的两个边和，使激光沿纸面以某一角度入射到玻璃砖侧面，在光束1上靠近光源处标记点，在光束1与的交点处标记点，在光束2与的交点处标记点。 移走测距仪和玻璃砖。如图（c），过点作的垂线，连接和，以为圆心、为半径作圆弧，与交于点。分别测量、到的距离，记为和。 改变入射角多次测量，记录多组数据，计算玻璃砖折射率及其平均值。结果表明，测距仪在①、②位置测量时的示数比值与此平均值近似相等。 回答下列问题： (1)上述实验过程中，下列说法正确的是__________（单选）。 A．点只能标记在光束1上靠近光源处 B．点只能标记在光束2与的交点处 C．只能以为半径作圆弧 (2)处理数据时，__________（用、表示）。 (3)该同学推测，测距仪是通过测量激光的传播时间来计算距离的，则该测距仪示数是通过__________（选填“”或“”，和分别是激光在真空和介质中的速度）计算的。 (4)该同学将深度为的不锈钢杯装满水（折射率为1.33）后，测量此杯深度，若测距仪的示数接近__________（保留至小数点后1位），则符合他的推测。 【答案】(1)B (2) (3) (4)21.3 【详解】（1）AB．实验中标记点和点是为了确定入射光线和折射光线的方向，点的位置可以选取入射光线上的任意位置，光线在玻璃砖中发生折射，玻璃砖上不能标记，只能标记光从玻璃砖中射出的点，故A错误，B正确； C．作圆弧时，半径的长度可以任意选择，再用几何关系得出入射角和折射角的正弦值的表达式即可，故C错误。 故选B。 （2）根据题图可得入射角正弦值的表达式为，折射角的表示为，则折射率为 （3）测距仪默认激光在真空中的速度c计算距离，激光往返，因此示数按计算。 （4）设实际深度为 水的折射率 激光往返时间 其中 测距仪示数 联立可得 即测距仪的示数接近，则符合他的推测。 11．（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)BC (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欧姆调零，C正确。 故选BC。 （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。 12．（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。 13．（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 8 / 26 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题35 高中光学、热学实验（专项训练） 目 录 模拟·基础演练 1 题型01 用油膜法估测油酸分子的大小 1 题型02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 7 题型03 测量玻璃的折射率 15 题型04 用双缝干涉实验测量光的波长 21 重难·创新演练 28 真题·实战演练 43 模拟·基础演练 考查重点：用油膜法估测油酸分子的大小，测量玻璃的折射率，用双缝干涉实验测量光的波长 ⏳题型01 用油膜法估测油酸分子的大小 1．（26-27高三上·西藏昌都·阶段检测）物理探究小组在实验室中做以下实验，请回答下列问题。 (1)小组成员测油酸分子的直径，向浅盘中滴入1滴油酸酒精溶液，稳定后形成图甲所示的单分子油膜，油膜面积为，已知1滴油酸酒精溶液的体积为，油酸酒精溶液中油酸所占的体积比例为1%，则油酸分子的直径为______（用和表示），若小组成员在计算油膜面积时，少数了格数，则油酸分子直径的测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 (2)在实验探究中，常存在理论值和实验值不一致的情形，小组成员在探究力的平行四边形定则时，作出力的图示如图乙所示，其中是实验值的是______（选填“”或“”）。 2．（26-27高三·全国·一轮复习）在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中： (1)在本实验中“将油酸分子看成紧密排列的球体，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是________。 (2)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，由此可估测油酸分子的直径是________ m。（保留一位有效数字） (3)如图乙所示，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盘，下列说法正确的是________。 A．滴入油酸酒精溶液时，注射器针头下端应远离水面 B．为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉 C．滴入油酸酒精溶液后，出现如图乙所示的图样是因为爽身粉撒得太少太薄 D．配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值偏小 3．（25-26高二下·陕西榆林·期中）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________（填字母）； (2)某次实验中，滴下油酸溶液后，痱子粉散开形成如右图所示的“锯齿”边缘图样，出现该图样的可能原因是______________；（填字母） 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（油酸体积占溶液总体积的百分比）为0.02%，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50滴，油膜所占坐标纸的格数为60个，坐标纸上每个格子的面积为，则可计算出油酸分子的直径约为________；（结果保留2位有效数字） (4)在该实验中，若在测量一滴溶液的体积时，向量筒中滴溶液时漏数了几滴，会使油酸分子直径的测量结果偏________（选填“大”或“小”）。 4．（22-23高二下·重庆渝中·阶段检测）(1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下： A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小 B．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 C．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数 D．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 E.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 F.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积 上述实验步骤的合理顺序是______。 (2)以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得： ①纯油酸的体积是______mL。（结果保留两位有效数字） ②油酸分子的直径是______m。（结果保留两位有效数字） (3)在实验操作及数据处理过程中，以下说法正确的是______。 A．为了防止酒精的挥发，配制的油酸酒精溶液不能长时间放置 B．处理数据时将油酸分子看成单分子层且紧密排列 C．处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径 D．若实验中撒的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子的直径将偏大 ⏳题型02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1．（26-27高三上·天津西青·阶段检测）(1)某实验小组用如图1所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。压力表中读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。 ①在实验操作过程中，要采取以下做法：__________是为了保证实验的恒温条件。（填入相应的字母代号） A．用橡皮帽堵住注射器的小孔    B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器    D．在注射器活塞一周涂润滑油 ②某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强和体积的值后，以为纵轴、为横轴，画出图像如图2所示，理论上由图线虚线可知，体积与压强成___（正比或反比）。则产生的可能原因是_____； A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中气体温度升高 (2)在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上依次选择6个计数点A、B、C、D、E、F，各相邻计数点间的距离依次是、、、、（相邻计数点间有四个点未画出）。 ①根据学过的知识可以求出小车在点的速度为__________；（结果保留两位有效数字） ②小车的加速度__________（结果保留两位有效数字）。若当交流电的实际频率小于时，仍按计算，则测量的加速度值比真实的加速度值__________（填“偏大”“偏小”“不变”）。 2．（26-27高三·全国·一轮复习）(1)“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图1所示，下列说法正确的是________。 A．实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化 B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C．在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，从而减小气体压强测量的误差 D．处理数据时采用图像，是因为图像比p­V图像更直观 (2)如图2是甲、乙两同学在实验中得到的­图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，所用气体种类、质量及装置均相同，则两图线斜率不同的原因可能是_____________。 3．（25-26高二下·福建厦门·阶段检测）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图所示，操作步骤如下： A．将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器，数据采集器和计算机； B．手握住注射器筒的空气柱部分，开始缓慢推拉活塞改变气体体积； C．记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； D．多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论。 (1)该同学对器材操作错误的步骤是________； (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，发现图线不通过坐标原点，图中代表的物理含义是：________________________。 (3)B组同学测得多组压强p和体积V的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图丙中________（选填：A．①    B．②）。 (4)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为，，且。在如图所示的四幅图中，能大致反映相关物理量之间关系的是________。 A． B． C． D． 4．（24-25高二下·江苏淮安·阶段检测）如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，实验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取、气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。 (1)关于该实验下列说法正确的是（     ） A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 (2)改变气体体积，缓慢推柱塞的过程中，气体___________（选填“吸热”“放热”）； (3)图乙是某实验小组在不同室温下进行实验时作出的图像，则图中所示的两条等温线的温度 ___________（选填“>”“<”“=”）； (4)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，因实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示；图中纵截距代表的物理含义是___________（选填“胶管内气体体积”或“胶管内气体体积的相反数”）；实验中出现的误差属于___________（选填“系统误差”或“偶然误差”）。 5．（25-26高二下·贵州毕节·期中）某实验小组利用图甲所示实验装置探究一定质量的理想气体在等温条件下，压强与体积的关系。在图甲中，注射器透明筒状主体被固定于铁架台上，推柄上端固定托盘（不影响注射器内部活塞组件上下移动），下端通过细软管与压强传感器相连。初始时，注射器上端托盘中放有适量砝码，依次减少砝码个数，待气体状态稳定后，采集多组数据并作出如图乙所示的图像。 (1)关于本实验，下列说法正确的是__________。 A．需要测量注射器内部的横截面积 B．注射器上的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位 C．若实验中连接传感器和注射器的软管脱落，可以立即接上继续实验 (2)某小组实验操作无误，由于连接传感器和注射器的软管存在，作出的图像不过坐标原点，如图乙所示，图中代表__________的体积。 (3)某组同学进行数据处理时，计算乘积与实际情况的乘积之差的绝对值会随的增大而__________（填“增大”或“减小”）。 ⏳题型03 测量玻璃的折射率 1．（26-27高二上·广西南宁·阶段检测）在“测玻璃的折射率”实验中：如图甲所示，甲同学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)甲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)实验小组再用细激光束完成实验，如图乙，分别用红光和绿光重复上述实验，保持激光入射角完全相同，说明____________（填“红光”或“绿光”）在该玻璃中的折射率更大。 (3)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图所示，从图像可知玻璃砖的折射率等于____________。 2．（26-27高三·全国·一轮复习）某小组同学用插针法测定玻璃砖的折射率，实验装置如图甲所示。 (1)关于实验操作，下列说法中正确的是________。 A．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线aa′和bb′ B．在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O′ C．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 D．若P1、P2的连线与法线NN′夹角较大时，有可能在bb′面发生全反射，所以在bb′一侧就看不到P1、P2的像 (2)甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 3．（26-27高三·全国·一轮复习）学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则： (1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________。 (2)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为________。 (3)在圆周上所插大头针越靠近C，折射率越________（填“大”或“小”），折射率刻度越________（填“密集”或“稀疏”）。 4．（24-25高二下·海南海口·阶段检测）某同学设计了如图1所示的方案测定未知液体的折射率。实验步骤如下： a.在水槽底部中心放置一点光源； b.将待测液体缓慢注入水槽中，并测出液面到水槽底部的高度； c.在水面平铺一张半透膜，并测出半透膜上圆形光斑的半径； d.取出半透膜，继续加水，重复步骤b、c。 (1)以____________（选填“”“”或“”）为横轴，以液面到水槽底部的高度为纵轴建立直角坐标系，描点连线，得到如图2所示的图像。 (2)若测得图2中倾斜直线的斜率为，则液体的折射率为__________。（用题中物理量的字母表示） 5．（24-25高二下·天津和平·阶段检测）在“测量玻璃的折射率”实验中： (1)为了取得较好的实验效果，其中正确的是 。 A．必须选用上下表面平行的玻璃砖； B．选择的入射角应尽量小些； C．大头针应垂直地插在纸面上； D．大头针P₁和P₂及P₃和P₄之间的距离适当大些。 (2)甲同学在画界面时，不小心将两界面aa'和bb'间距画得比玻璃砖宽度大些，如图1所示，则他测得的折射率________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (3)乙同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，如图2所示，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO'延长线于C点，过A 点和 C 点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，则玻璃的折射率n=______。 (4)丙同学在实验时，用他们测得的多组入射角i与折射角γ作出图像如图所示，则下列判断正确的是 。 A．光线是从空气射入玻璃的 B．该玻璃的折射率约为0.67 C．该玻璃的折射率约为1.5 D．该玻璃置于空气中时临界角约为45° ⏳题型04 用双缝干涉实验测量光的波长 1．（26-27高二上·全国·随堂练习）现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长。 (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、________、________、A。 (2)本实验的步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮； ②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上； ③用刻度尺测量双缝到屏的距离； ④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮条纹间的距离。 在操作步骤②时还应注意____________________和 ____________________。 (3)一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，如图所示。若要使两者对齐，该同学应如何调节______________________________。 2．（24-25高二下·湖南衡阳·阶段检测）某同学通过双缝干涉实验测量红光的波长，请完成以下问题： (1)如图1所示，a、b分别对应的器材是________，________； (2)已知该装置双缝间距，双缝到屏的距离，测量头副尺有50条刻线。该同学测量第1条亮纹和第5条亮纹中心线对应的位置如图2所示，则相邻条纹间距为________mm； (3)如图3所示，该同学又使用同一套光传感器和双缝干涉设备，分别使用甲、乙两种色光完成实验，对应得到图3中的甲图和乙图 则甲光的波长________（填“大于”或“小于”）乙光的波长。 3．（24-25高二下·广东深圳·阶段检测）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是___________________。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为__________m/s2（结果保留3位有效数字）。 (2)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丙所示，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。其中，M、N、P三个光学元件依次为_______。（请从以下选项中选择） 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 (3)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用游标卡尺测量一小球的直径，测量结果如图丁所示，则该小球的直径d=_________cm。 4．（25-26高二下·四川眉山·阶段检测）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。 (1)光具座上标注为、、的仪器依次为_____； A．滤光片、双缝和单缝 B．滤光片、单缝和双缝 C．单缝、滤光片和单缝 D．双缝、滤光片和双缝 (2)关于本实验中单缝的操作，下列说法正确的是_____； A．单缝必须调节到与双缝平行 B．每一次实验中，单缝到双缝的距离必须相等 C．去掉单缝后，也可以在光屏上观察到清晰的亮暗相间的条纹 (3)将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，其他条件不变，则观察到光屏上的条纹数会________（填“增多”或“减少”） 5．（25-26高二下·陕西咸阳·阶段检测）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，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（目镜），如图所示。 (1)M、N、P三个光学元件依次为_____； A．滤光片、双缝、单缝 B．双缝、滤光片、单缝 C．滤光片、单缝、双缝 D．单缝、双缝、滤光片 (2)如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是_____； A．仅转动透镜 B．仅转动遮光筒 C．仅转动测量头 D．仅转动手轮 (3)将红色滤光片换用蓝色滤光片重新做实验，其他条件不变，则观察到光屏上的条纹数会__________（填“增多”或“减少”）。 (4)关于该实验，下列说法正确的是_____。 A．仅撤去滤光片，光屏上仍能观察到干涉图样 B．若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小 C．仅撤去双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的条纹 D．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为 (5)实验中，将分划板的中心刻线由A条纹移到B条纹，如图丙所示，测量头上的示数由15.4mm变为12.4mm，已知双缝到屏的距离为65.0cm，双缝间距为0.20mm，则该光的波长________mm（结果保留两位有效数字）。 重难·创新演练 设题创新:光学，热学新实验 1．（25-26高二下·安徽蚌埠·阶段检测）某物理兴趣小组利用数字化实验平台探究封闭气体的状态变化规律，实验装置如图1所示。注射器前端通过胶管与气体压强传感器相连，传感器与数据采集器、计算机连接，可实时采集气体的压强数据。注射器内封闭了一定质量的空气，实验过程中需保持气体温度不变。 (1)关于该实验的操作规范，下列说法正确的是（     ） A．实验时用手握住注射器前端，便于控制柱塞的推拉速度 B．推拉柱塞时应缓慢操作，待示数稳定后再采集数据，可减小温度变化带来的误差 C．快速推拉柱塞可缩短实验时间，不会引起气体温度变化 D．不需要在柱塞与筒壁间涂润滑油 (2)该同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组数据并作出图线，发现图线不过坐标原点，如图2所示。图中截距对应的体积代表的物理含义是________。 (3)重新封闭相同的气体，升高环境温度后再次实验，得到新图线，下列说法正确的是（     ） A．图线的截距增大 B．图线的斜率增大 2．（25-26高二下·重庆大足·阶段检测）某兴趣小组通过如图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测量一颗形状不规则的小石块的体积。 主要实验步骤如下： ①将石子装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与压强传感器连接； ②移动活塞，通过活塞所在的刻度读取了多组气体体积V，同时记录对应的传感器示数； ③建立直角坐标系。 (1)在实验的操作中，下列说法正确的是______。 A．气体的质量及温度应保持不变 B．为减小实验误差，应快速推拉活塞 C．为方便推拉活塞，应用手紧握住注射器再推拉活塞 D．为找到压强与体积的关系，应测量注射器的横截面积 (2)为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴应为______（选填“p”或者“”）。 (3)选择合适的坐标，该小组同学通过描点作图，得到图像如图乙所示，若忽略传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则石子的体积为______（选填“a”或者“b”）。 3．（24-25高二下·山东济南·期末）某同学设计制作了一种测量零摄氏度及以上温度的测温装置，其结构如图所示，U形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管，U型管内有一段水银柱，使与U型管的左端相连的较大玻璃泡内部封有一定质量的理想气体，U型管右端向上开口与大气相通，整个装置导热良好。开始时，让整个装置处于冰水混合物中，稳定后调节U型管右端的高度，使左右水银液面平齐，再固定好整个装置，并标记此时右管的液面处为0刻线。多次改变装置的环境温度t，稳定后分别标记右管内水银液面的对应位置，并记录右管液面与0刻线的高度差h，利用所测的多组实验数据绘制相应的h-t图像。测量过程中忽略玻璃泡及左管内的气体体积的变化。 (1)已知温度t是以为单位进行记录的数据，下列h与t的关系图像正确的是_______； A． B． C． (2)实验中当环境温度为时，右管液面与0刻线的高度差为，环境温度为零摄氏度时，热力学温度记为，水银的密度为，重力加速度为，则大气压可以表示为________（用本题中所给的物理量字母来表示）； (3)当环境大气压比制作该温度计时的大气压高时，利用该温度计测温，所测的温度比实际温度________（选填“偏高”或“偏低”）； (4)当水银液面变化时，不能忽略左管内的气体体积的变化，该温度计所测的温度比实际温度________（选填“偏高”或“偏低”）。 4．（22-23高二下·河南周口·期末）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液，然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入50滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1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，如图甲所示。坐标格中每个小正方形方格的大小为2cm × 2cm。由图可以估算出油膜的面积是________cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m（结果保留一位有效数字）。    （2）如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43 × 10－8m的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为________m（结果保留两位有效数字）。 5．（2026·江西·高考真题）某小组探究盐水浓度对折射率的影响。 (1)首先在纸带上画一条直线，并在直线上作两个明显的标记点、，用游标卡尺测出两标记点的距离，如图（a）所示，读出___________。然后将纸带固定在空水槽底部。 (2)铁架台和水槽放置在同一水平桌面，激光笔安装于铁架台上。调整实验装置，使激光笔射出的光线与连线在同一竖直面内，光线与竖直方向成角，且光线照射的光斑恰好在标记点，此后装置固定不动，如图（b）所示。向水槽里缓慢加入被测液体，直至光斑沿连线移动到标记点，测量并记录液面高度。 如图（c）所示，以为坐标原点、沿方向为轴建立直角坐标系，虚线为液面所在位置。请在图（c）中画出液面高度为时，激光由空气入射到液体的光路图（入射光线、法线和折射光线）。 (3)由折射定律可得，液体的折射率___________（用，表示）。 (4)该小组配制了5种不同浓度的盐水，依据上述方案重复实验，所得数据点如图（d）所示。为得到折射率随浓度的变化规律，请在图（d）中作出图线。 (5)从图（d）中可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为___________。（式中数字保留三位小数） 6．（24-25高三·全国·三轮复习）小王发现不同额定电压的LED灯珠发光的颜色不同，于是其设计了如图甲所示的实验电路，进一步验证灯珠的额定电压与发光的频率之间的关系及光的频率与光的折射率之间的关系。实验电路采用如下器材： 电源：电动势，内阻可忽略不计； 电压表1：量程，内阻； 电压表2：量程，内阻； 滑动变阻器：最大阻值，最大阻值； 数枚LED灯珠：额定电压； 单狭缝（缝宽）； 三棱镜（截面为等腰三角形）：顶角为，可绕固定点旋转。 实验步骤： ①按原理图连接和安装实验器材； ②闭合开关，将滑动变阻器的滑片从左向右调整； ③用不同额定电压的灯珠，照射单狭缝； ④旋转三棱镜，使棱镜中的光线与棱镜底边平行； ⑤测量入射光线与入射面间的夹角； ⑥测量多组数据，记录数据如表所示； 电压（） 颜色 红 黄 绿 蓝 白 ⑦完成实验整理器材。 请你帮助小王完成以下问题： (1)在图乙中完成实验电路实物图的连接； (2)实验中电压表选择______（选填“电压表1”或“电压表2”），滑动变阻器选择______（选填“”或“”）； (3)光的折射率______（用、表示）； (4)实验中发现，随着灯珠额定电压升高，三棱镜顺时针转动，才能保证光线在棱镜中的路径与底边平行，由此可得出光的频率与光的折射率之间的关系为__________________。 7．（24-25高二下·山东青岛·期中）“感光镜片”在生活中处处可见。某实验小组为测一圆形“感光玻璃”折射率，利用身边的器材设计如下实验。实验步骤如下： ①利用测量工具测出圆形玻璃的直径d=5.00cm； ②在水平桌面上铺一张白纸，将圆形玻璃放在纸面上； ③取一红色激光笔，让其沿桌面向下照射圆形玻璃。水平左右移动激光笔，当观察到射出圆形玻璃的光线不发生偏转时，说明光线经过圆形玻璃的圆心O，并在光线入射和出射位置处分别标记点M、N，（如图甲）； ④继续水平向右激光笔并保证激光笔在桌面上沿直径方向向下照射，当光线恰好再次从N点射出介质时，测出激光笔在其运动过程中的距离L=2.00cm，标记入射点A。回答下列问题： (1)圆形玻璃的折射率n=______（可用根式表示）； (2)若将激光笔保持原方向继续向右移动，______（填“能”或“不能”）看到光在圆形玻璃内发生全反射； (3)若用紫色激光仍在桌面上沿直径方向向下在A点入射，则出射点在N点的______（填“右侧”或“左侧”）； (4)为使出射光照度维持在某一定值，“感光玻璃”可以自动调整透明度。经查阅入射光照度和透明度的关系如图乙所示。当透明度为50%时，入射光照度为______Lx。 8．（24-25高二上·重庆渝中·期末）劳埃德镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是。 (1)通过劳埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，______相当于另一个“缝”； (2)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.12mm，单缝到光屏的距离D=1.0m，观测光屏上相邻亮条纹中心间距为2.900mm，则该单色光的波长λ=______nm； (3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离______； A．将平面镜稍向下移动一些 B．将平面镜稍向左移动一些 C．将光屏稍向右移动一些 D．将光屏稍向上移动一些 (4)实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半波损失”。如果把光屏向左移动到和平面镜接触，接触点P处是______。（选填“亮条纹”或“暗条纹”） 9．（24-25高二下·山西长治·阶段检测）某同学利用如图1所示装置测量透明溶液的折射率。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。 (1)首先让容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点，光线从隔板射到空气上时发生了_______（选填“折射”、“反射”、“全反射”）； (2)该同学测得转盘转动角速度为，随着转盘继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经后亮点消失。在时间内，容器旋转角度_______； (3)已知：光从折射率的介质射入折射率的介质，入射角与折射角分别为与，有。若空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率_______。 真题·实战演练 高频考点：用油膜法估测油酸分子的大小，测量玻璃的折射率，用双缝干涉实验测量光的波长 1．（2026·海南·高考真题）某同学用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：油酸、酒精、注射器、烧杯、量筒、浅盘、痱子粉、带有坐标方格的玻璃板、记号笔等。实验步骤如下： Ⅰ.配制油酸酒精溶液； Ⅱ.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，测量油酸酒精溶液的总滴数； Ⅲ.在浅盘里盛上水，将痱子粉均匀地撒在水面上； Ⅳ.用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将玻璃板盖在浅盘上，在玻璃板上描下油膜轮廓。 回答下列问题： (1)本实验将油酸分子简化为球形，并认为形成油膜的油酸分子是_______（选填“单”或“多”）层紧密排布的。 (2)实验中痱子粉的作用是_______（单选，填正确选项的标号） A．促进油酸溶解 B．使油膜轮廓清晰可见 C．增大油膜的面积 (3)实验中，每油酸酒精溶液中有纯油酸，每这样的溶液有200滴，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，油膜形状稳定后轮廓如图所示，图中一个小方格的面积为。该同学数得图中轮廓内完整的小方格有106个，超过半格但不足整格的有24个，则该同学测得的油膜面积为_______。根据实验数据，该同学测得油酸分子的直径为_______（保留1位有效数字）。 (4)若油酸未完全散开就描绘油膜轮廓，导致测得的油膜面积比实际小，则测得的油酸分子直径_______（选填“偏大”或“偏小”）。 2．（2026·广西·高考真题）某同学利用注射器、压强传感器、塑料管等器材，在的恒温环境下做“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)实验过程中，缓慢推动注射器活塞改变体积是为了保证封闭气体的__________不变； (2)由注射器壁上的刻度读出的是注射器内气体的__________，由压强传感器测得气体的压强； (3)在测量某次数据时，该同学出现如图甲所示的误操作，若体积读数准确且传感器工作正常，此时记录的压强值与时同体积下压强的理论值相比，会 __________； (4)完成实验后，根据实验数据作图像，如图乙，得到一条直线，但不经过原点。请分析图乙中直线不经过原点的原因并提出改进实验的措施（写出一种即可）。①原因：______________________________，②措施：____________________________。 3．（2026·四川·高考真题）某兴趣小组用注射器、挂钩式电子秤、橡胶管塞、细线等探究气体等温变化的规律，实验过程如下： （1）如图1所示、将细线系在活塞一端、水平固定针筒，用电子秤挂钩钩住细线、沿水平方向匀速拉动活塞。记录电子秤示数，计算出活塞与针筒内壁间摩擦力大小。 （2）用橡胶管塞塞满注射器末端小管，确认装置密封。 （3）用电子秤沿水平方向_______（选填“缓慢”或“快速”）拉动活塞，活塞位于刻度处时记录第一次电子秤示数，此后针筒内空气柱的体积每增加记录一次示数，得到多组数据。 （4）计算针筒内空气柱压强。已知大气压强为、活塞横截面积为、由电子秤示数计算出活塞所受拉力大小，则_____（用、、、表示）。 （5）绘制图像如图2所示。实验表明：质量一定的空气，在温度保持不变的情况下，压强与体积成_______（选填“正比”或“反比”）。 4．（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________。 5．（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。 6．（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”）。 7．（2026·江西·高考真题）某小组探究盐水浓度对折射率的影响。 (1)首先在纸带上画一条直线，并在直线上作两个明显的标记点、，用游标卡尺测出两标记点的距离，如图（a）所示，读出___________。然后将纸带固定在空水槽底部。 (2)铁架台和水槽放置在同一水平桌面，激光笔安装于铁架台上。调整实验装置，使激光笔射出的光线与连线在同一竖直面内，光线与竖直方向成角，且光线照射的光斑恰好在标记点，此后装置固定不动，如图（b）所示。向水槽里缓慢加入被测液体，直至光斑沿连线移动到标记点，测量并记录液面高度。 如图（c）所示，以为坐标原点、沿方向为轴建立直角坐标系，虚线为液面所在位置。请在图（c）中画出液面高度为时，激光由空气入射到液体的光路图（入射光线、法线和折射光线）。 (3)由折射定律可得，液体的折射率___________（用，表示）。 (4)该小组配制了5种不同浓度的盐水，依据上述方案重复实验，所得数据点如图（d）所示。为得到折射率随浓度的变化规律，请在图（d）中作出图线。 (5)从图（d）中可得盐水折射率与其浓度的函数关系式为___________。（式中数字保留三位小数） 8．（2026·浙江·高考真题）“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图1所示， (1)在图1的装置中，1位置为___________（选填“单缝”或“双缝”） (2)若在目镜视场中发现整体很暗且条纹不清晰，需要___________（选填“上下”或“左右”）拨动拨杆，并且前后移动光源或透镜，使光源发出的光能更集中地会聚在___________（选填“①”或“②”）位置。若图样右侧条纹清晰，但左侧较暗，如图2所示，可调节___________（选填“拨杆”、“手轮”或“光源”），使整个目镜视场条纹清晰明亮。 (3)实验发现测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，如图3，则需要___________ A．拨动拨杆 B．旋转整个测量头 C．旋转单缝 D．转动测量头上的手轮 (4)干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离，式中指的是图1装置中___________ A．①③之间的距离 B．①④之间的距离 C．②③之间的距离 D．②④之间的距离 9．（2026·山东·高考真题）某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长。 (1)如图甲所示，将激光光源、间距的双缝和光传感器依次安装在光具座上，打开光源，调整光路，此过程中应避免激光直接射入眼睛，因为激光具有__________（填“亮度高”或“相干性好”）的特点。 (2)调整光路后，各器件位置如图甲所示，双缝到光传感器的距离______cm。 (3)连接光传感器至计算机，得到干涉条纹的光强分布如图乙所示。测得区域的宽度为2.40 mm，则条纹间距_______mm（保留两位有效数字）。 (4)利用公式_______________（用、和表示），某同学计算得该激光的波长为，此波长的光为电磁波中的__________（填“红外线”“可见光”或“紫外线”）。 10．（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图（a），某同学利用激光测距仪分别在①、②位置测量玻璃砖厚度时，发现两次示数差异较大。他猜想这可能与玻璃砖的折射率有关，于是设计了如下验证实验。 如图（b），在白纸上描出玻璃砖的两个边和，使激光沿纸面以某一角度入射到玻璃砖侧面，在光束1上靠近光源处标记点，在光束1与的交点处标记点，在光束2与的交点处标记点。 移走测距仪和玻璃砖。如图（c），过点作的垂线，连接和，以为圆心、为半径作圆弧，与交于点。分别测量、到的距离，记为和。 改变入射角多次测量，记录多组数据，计算玻璃砖折射率及其平均值。结果表明，测距仪在①、②位置测量时的示数比值与此平均值近似相等。 回答下列问题： (1)上述实验过程中，下列说法正确的是__________（单选）。 A．点只能标记在光束1上靠近光源处 B．点只能标记在光束2与的交点处 C．只能以为半径作圆弧 (2)处理数据时，__________（用、表示）。 (3)该同学推测，测距仪是通过测量激光的传播时间来计算距离的，则该测距仪示数是通过__________（选填“”或“”，和分别是激光在真空和介质中的速度）计算的。 (4)该同学将深度为的不锈钢杯装满水（折射率为1.33）后，测量此杯深度，若测距仪的示数接近__________（保留至小数点后1位），则符合他的推测。 11．（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 12．（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） 13．（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=____________________。 8 / 26 学科网（北京）股份有限公司 $