专题精准强化19 光学和热学实验-【创新教程】2027年高考物理大二轮专题增分方案课时作业

4.解析：(1)根据图1可知热敏电阻的阻值随温度的变化关 系是非线性的」 (2)根据图1可知温度升高，热敏电阻的阻值变小，根据 欧姆定律可知流过电磁铁线圈的电流变大，衔铁与下固 定触头b接触，此时加热电阻丝电路部分断开连接，停 止加热，可知图2中加热电阻丝的c端应该与触头a相 连接。 (3)由图3可知电阻箱接入电路的阻值为100×1十 10×32=130.02. (4)根据(3)可知，当温度为50℃时，热敏电阻的阻值为 1802,电阻箱接入的电阻为1302，当温度为100℃时， 热敏电阻的阻值为1002，要使得电流值I。不变，则在 电流为I。时，控制电路的总电阻不变，则此时电阻箱的电 阻为1802+130.02-100=210.02. 答案：(1)非线性(2)a(3)130.0(4)210.0 5.解析：(1)实物的连线如图所示 接计算机 电流传感器 E R 电压传感器 (2)闭合S,在充电过程中，电容器两端电压4。从0开始 逐渐增大，直到等于路端电压；电流i心为正，开始时瞬间 达到最大，随着电压升高，充电电流逐渐减小至O,A、D 正确， (3)放电时，开关S断开，电容器C与电阻R2构成闭合 回路，此时电容器相当于电源，根据闭合电路欧姆定律 「知R2=℃=：，即放电过程中的4c一ic图线的斜 率对应R,的阻值；结合图像求出放电过程中PQ段斜率 的笔对位l=2922。n=10.0n 放电时，电容器仅通过R2放电，即其对应于R2的阻值. (4)充电过程流过R、R的电流分别为、2，根据题意 可知店-十c法中名一4瓷联立化商可释 RR2 及，十R十R,十R,对比e=,c十b可知k, RbR起站合图限家出克意进程中 1.0-2.5 段的斜率k。=0.92-0.i70=20,联立R,=100,解 得R1=2.52,结合图像求出充电过程中MN段的截距 b=2.84V,由b二R,十3，解得E=3.55V. 答案：(1)见解析(2)AD(3)10.0R2(4)一 R,+RR1千R,3.,55(3.25~3.85均正确) R R2 ER, 专题精准强化19光学和热学实验 1.解析：(1)油膜法估测分子的大小的步骤为：准备浅盘， 测一滴溶液体积，描绘油膜形状，测油膜面积，计算一滴 溶液中纯油酸的体积，算出薄膜厚度，故顺序为DBEF CA. (2)①根据图中信息，不足一半的方格舍去，超过一半的 当作整体，则小方格的总数为118个，则油膜的面积为 S=118×1cm2=118cm, ②由题意可知，油酸酒精溶液中纯油酸的浓度为 6=8800-.06%, 34 练习册参考答案 一滴溶液的体积为V。=1m=0.0125mL, 80 则一滴溶液中纯油酸的体积为 V=cV。=0.0125mL×0.06%=7.5×10-6mL, V_7.5×105mL=6×100m ③油酸分子的直径为d=S=18cm (3)为了防止酒精的挥发，配置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的纯油酸的体积 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. 答案：(1)DBEFCA(2)①118②7.5×106 ③6×10-16(3)ABD 2.解析：(1)温度计尽量靠近注射器空气柱位置，以免温度 计和空气柱存在温差，A项错误；柱塞上涂上润滑油减 小摩擦增强密封性，B项正确；应该等充分热交换后温度 计示数才能表示空气柱温度，C项错误. (2)设橡胶塞内气体体积为△V,则有(V十△V=C,即 T V=CT一△V,所以图像不过原点的原因是未考虑橡胶 塞内注射器细管的气体体积. (3)由(2)知k1=, C,k2对柱塞及重物由平衡条件 pS=mig+PoS,P2S=m2g+PoS 解得p。=m6-m) S(k2一k1) 答案：(1)B(2)未考虑橡胶塞内注射器细管的气体体 积(3)(m-mk2) S(k2-k1） 3.解析：(1)由图乙可知，游标卡尺为20分度的游标卡尺， 精度为0.05mm,故d=7.7cm+15×0.05mm= 7.775cm. (2)由题意可知，光斑在E处时，光斑D恰好消失，即光 1 线此时发生全反射，根据n=snC=0货可知，为测量折 射率，还需测量OE的长度L. (3)由(2)知n= =L dd· 2 答案：1)7.775(2)0E的长度L（3)7 、2L 4,解析：(1)这个实验是通过注射器向烧瓶中注入水来改 变烧瓶中的气体体积的，所以实验中通过注射器针筒上 的刻度测得注入烧瓶中的水的体积. (2)设烧瓶的容积为V。,由玻意耳定律可得p(V。一V)= C(常量)，化简可得V=一C十V,球合分新可知应选 择V-图像，故C正确. 力 (3)由(2)分祈可知，根据上述实验数据的图像可以测得 烧瓶的容积，上述实验中存在着可能影响实验精确度的 主要因素有烧瓶密封不严有漏气（或烧瓶中气体温度有 变化，合理即可). 答案：(1)注射器针筒上的刻度(2)C(3)烧瓶的容积 烧瓶密封不严有漏气（合理即可） 5.解析：(1)本实验需要用刻度尺测量相应长度以计算入 射角、折射角的正弦值，还缺少的器材是刻度尺. 根据折射光线的特征，可知透过玻璃砖观察，调整视线 方向，插上第四枚大头针P。应使其遮挡住P?和P,、P2 的像. 物理 (2)插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平 行，A错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应 尽量大些，效果会更好，B错误；为了准确确定入射光线 和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，C正确；大头 针P,和P,及P,和P。之间的距离适当大些时，相同的 距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会 小些，D正确. (3)题图中PP2是入射光线，O0是折射光线，设光线在 玻璃砖上表面的入射角为i,折射角为T,则由几何知识 可得sni=吕sn一8忍又A0=0C.则折射率为” =sini-A5-7.5cm-1.5. sin r CD 5 cm (4)如图所示实线是真实的光路图， 虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图， 由图看出，在这种情况测得的入射角 不受影响，但测得的折射角比真实的 h 折射角偏大，因此测得的折射率测量 值小于真实值。 答案：(1)刻度尺P。和P1、P2的像 (2)CD(3)1.5(4)小于 题型技法突破 突破一“8个妙招”巧解选择题 [例1][解析]若用所学知识推理判断，判断过程如下： 当棒ab在磁场中做匀速运动时，由e=Bd,i=卡，两式 联立可得i心d,电流方向由b到a；当棒cd在磁场中做 匀速运动时，同理可得心d,电流方向由a到b,B项正 确；由平衡条件得拉力大小F=F=Bid,结合iocd可 得Fo∝d,D项正确.本题还可以用排除法判断，判断过 程如下：当棒ab进入磁场过程中，切割磁感线的有效长 度增大，速度不变，所以感应电流一定不恒定，A项错 误；棒ab进入磁场过程中，由平衡条件得拉力大小F= F。=Bid,感应电流i增大，有效长度增大，则F一定是 不为零且变化，所以C项错误；多选题已经找到了两个 错误选项，剩余两个一定是正确的」 [答案]BD [例2][解析]取k=1,则说明物体运动过程中所受空 气阻力为零，即物体做竖直上抛运动.将k=1依次代入 四式，只有C项经历的时间等于”（竖直上抛运动回到 抛出点所用的时间)，C项正确. [答案]C [例3][解析]当a趋近于0时，细线的拉力T=mgsin0, 而FN=mgcos0,由此可知只有A正确. [答案]A [例4幻[解析]采用逆向思维可知，动车进站的运动可 看作反向的初速度为零的匀加速直线运动，则动车经过 连续相等的位移所用的时间之比为1：（√2一1）：（√3一 √2)：(2一√3)：…：(n一√n一1)，所以动车第1节车 厢最前端从经过5号候车线处的旅客到停下所用的时间为 第1节车厢最前端经过2号候车线处的旅客用时的2倍，即 为2t,选项A错误；动车第1节车厢最前端从经过5号候车 线处的旅客到停止运动总位移为41，用时2t,则动车第1节 车厢最前端从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动， 平均选定大小为。一兰-，选项B错民：由以上选向思华 可知1=弓a,则动车的加追度大小为a=号，并且d=2a 1 X,解得0=，选项C正确，D错误。 [答案]C 3 [例5][解析]在题图乙中作出 ↑v/(m·s-1) B车的v-t图像如图所示，由题20 知，A、B刚开始相距12.5m,根15 据速度一时间图像与坐标轴围成 的面积表示位移分析可知，当△s 5- =12.5m时两车相遇，所以A、B 相遇时间分别为1s和3s,且2s 01234t/s 时A车在前，B车在后，选项A、C错误，B正确；如两车 不相遇，则A、B的速度相等时，A、B相距最近且A恰好 未追上B,由图像可得最开始两车至少相距为△= 1510×1m+号×10X1m=17.5m,选项D错误， 2 [答案]B [例6][解析]由万有引力定律和库仑定律的内容和表 达式的相似性，可以将该题与电荷之间的相互作用类 比，即将两个星体类比于等量同种电荷，而小物体类比 于异种电荷，由此易得C选项正确. [答案]C [例7][解析]吊床可看成一根轻绳模型.人坐在吊床 中间时，可以把人视为一个质点模型，绳子和树的接，点 与人之间的绳子是直的，设这段绳子与竖直方向的夹角 m人g 为0，则2Fcos9=mg,即F,=2c0Sg当人躺在吊床 上，人躺着时，0变大，cos0变小，F1变大，故A正确，B 错误；这两种情况下，吊床对该人的作用力与人的重力 是一对平衡力，始终有F2=m人g,即F2不变.故C D错误， [答案]A [例8][解析]圆孤导线MaN的长度为圆周长的， 则圆孤导线MBN的长度为圆周长的子，圆孤导线MbN 的电阻是圆孤导线MaN的电阻的3倍，两段圆孤导线 并联，故通过两段圆孤导线的电流与圆孤导线的电阻成 反比，圆弧导线M仍N与圆弧导线MaN受安培力作用的 等效长度相同，已知圆孤导线MaN受到的安培力大小 为F,根据安培力的表达式F袋=BIL,可知圆孤导线 MBN安到的安培力大小为写，B,CD错误，A正确。 [答案]A 选择题定时训练一 1.B2.D3.A4.A5.D6.B7.B 8.AD[由题意知=20m/s,A=40m,则有T=入=2s, A正确；1.5s时质点N处的振动信息刚好传到质点M 处，此时M将远离平衡位置，B错误；由题意可知质点M 第一次回到平衡位置需要0.25s,而质点N第一次回到 平衡位置的时间1=50)35s=0.75S,即质点M比质点 20 N早0.5s回到平衡位置，C错误；因为△t=7.5s= (3+星)T,在振动了3T后，质点M和N的振动状态 和1=0时一样，只需要考虑及T内的情况，在及T=1.5s 内，波向前传播的距离为30，质，点N的振动状态传播 到x=5m质，点（即质点M)处，x1=65m处质点的振动 状态传播到x=35质点（即质点N)处，此时质，点M和N 的振动速度大小相等，方向相反，D正确.] 9.BD[根据题意，设原线圈的等效电阻为R等，副线圈负 载电阻为R卷，原、副线图匝数比为n1：2,则有R等= R,闭合开关S后，副线图负载电阻R。减小，则原线 8专题精准强化19 光学和热 [A组基础达标练] 1.(1)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实 验中，实验简要步骤如下： A用公式d=?,求出薄膜厚度，即油酸分 子的大小 B.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 C.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶 液中纯油酸的体积V D.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 E.将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 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S 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油酸薄膜的面积是 cm2; ②一滴溶液中纯油酸的体积是 mL; ③油酸分子的直径是 m(③的结果 保留1位有效数字)； (3)在实验操作及数据处理过程中，以下说 法中正确的是 A.为了防止酒精的挥发，配置的油酸酒精 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 196 ⑧错题序号： 之实验 ©错因分析： 2.学校物理小组的同学们利 用如图甲所示的实验装置 ]重物 探究一定质量的气体等压 变化规律.注射器竖直固 柱塞 定在铁架台上，其中密封 空气柱 了一定质量的气体，柱塞 橡胶塞 上固定一重物，被密封的 甲 空气柱浸没在烧杯的液体 中，液体中放置有温度计（图中未标出）.忽 略柱塞与注射器之间的摩擦，通过改变烧杯 内液体温度读取多组温度、体积数值，并作 体积一温度图像。 乙 丙 (1)下列说法正确的是 (填选项字母). A.温度计位置应尽量远离空气柱 B.柱塞上应涂上润滑油 C.每次改变烧杯中液体的温度时，应立即 读出空气柱的体积 (2)某同学作出V-T图像如图乙所示，图 像不过原点的原因可能是 (3)保持密封空气柱质量不变，改变重物质 量，通过两次实验作出V一T图像得到两条 直线如图丙所示.若两条直线斜率分别为 k1、k2,两次重物及柱塞的总质量分别为m、 m2,柱塞横截面积为S,重力加速度为g,则 大气压强可表示为 (用题中 所给字母表示 3.某学习小组通过实验测定一截面为半圆形 玻璃砖的折射率n,可用的实验器材有半圆 形玻璃砖、白纸、激光笔、刻度尺、游标卡尺、 光屏、圆规、铅笔.部分步骤如下： EA D N 10cm 山 1timTimitttt 激光笔B 0 1020 甲 ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d; ②在平铺的白纸上利用圆规画出半圆形玻 璃砖的位置和圆心O,过O点画出法线；将 玻璃砖沿画好的半圆形位置放好，玻璃砖直 径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触 于A点； ③用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆形玻璃 砖的圆心O,如图甲所示，在光屏MN上可 以观察到两个光斑C、D;从图示位置逆时针 缓慢移动激光笔，使光斑D恰好消失，用铅 笔在白纸上标记此时光斑E的位置，移走 玻璃砖和光屏， 根据以上步骤，回答下列问题： (1)测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图乙 所示，则d= cm. (2)为了精准测量半圆形玻璃砖的折射率 n,还需测量的一个物理量及表示它的字母 为 (3)根据以上测量的物理量，写出计算玻璃 砖折射率的表达式n 4.如图所示，用一个带两根细管的橡皮塞塞紧 烧瓶的瓶口，压强传感器通过其中一根不带 阀门的细管连通烧瓶中的空气，另一根带阀 门的细管连通注射器.开始时阀门处于关闭 状态，注射器针筒的最大刻度线到阀门之间 充满了水.现利用该装置进行验证玻意耳定 律的实验.依图示连接好实验器材，运行 DIS软件进入实验界面，点击“开始记 录”后： 阀门 压强传感器 计算机 数据采集器 ①打开阀门，推注射器活塞向烧瓶内注入适 量的水，关闭阀门； ②记录气体的压强p,并在表格中记录注人 的水的体积V; ③保持烧瓶中气体的温度不变，重复实验得 到多组实验数据，点击“停止记录” (1)实验中通过 测得注入烧瓶中的 水的体积， (2)为验证玻意耳定律，采用图像法处理实 验数据时，应选择 191 A.p-V图像 B.p图像 Cv方图像 D子图像 (3)根据上述实验数据的图像可以测得 ,上述实验中存在着可能影响实验精 确度的主要因素有 (写出一条即可). [B组创新应用练] 5.在“测玻璃的折射率”实验中： (1)小朱同学在实验桌上看到方木板上有一 张白纸，白纸上有如图甲所示的实验器材， 他认为除了量角器外还缺少一种器材，请你 写出所缺器材的名称： 老师将器材配齐后，他进行实验，图乙是他 在操作过程中的一个状态，透过玻璃砖观 察，调整视线方向，插上第四枚大头针P,应 使其遮挡住 03 P,的像) P的像P P 甲 乙 (2)为取得较好的实验效果，下列操作正确 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P和P2及P3和P4之间的距离 适当大些 (3)小朱同学在量人射角和 折射角时，由于没有量角器， B 在完成了光路图以后，用圆 规以O点为圆心、OA为半 径画圆，交OO延长线于C 丙 点，过A点和C点作垂直法 线的直线分别交于B点和D点，如图丙所 示，若他测得AB=7.5cm,CD=5cm,则可 求出玻璃的折射率n (4)某同学在纸上画出的界 面aa'、bb与玻璃砖位置的 关系如图所示，他的其他操 h h 作均正确，且均以aa'、bb为界面画光路图.则 该同学测得的折射率测量值 真 实值.（选填“大于”“小于”或“等于”）