专题28 高中光学、热学实验（专项训练）2027年高考物理一轮复习高效培优系列

专题28 高中光学、热学实验 目 录 聚焦・考点突破 考法01 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 1 考法02 实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 4 考法03 实验：测定玻璃的折射率 7 考法04 实验：用双缝干涉测光的波长 12 聚焦・考点突破 考法01 用油膜法估测油酸分子的大小 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·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________。 3．（2026·江西上饶·二模）在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中： （1）配制好一定浓度的油酸酒精溶液后，有关后续的实验过程如图（a），请选择另外两个必要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：A、D、________、________、F； （2）关于本实验下列说法正确的是________（多选）； A．撒爽身粉有助于油酸均匀散开形成油膜 B．油膜稳定后油酸分子与酒精分子相互交错紧密排布 C．油酸分子简化为球形处理，油膜稳定后油酸分子紧密排布 D．油酸分子中的羧基和烃基对水的亲和力不同，使油酸在水面上形成单分子油膜 （3）已知油酸酒精溶液的浓度为，一滴溶液的体积为，一滴溶液在水面上形成油膜稳定后，在带有坐标方格的玻璃板上描出油膜的轮廓如图，正方形坐标方格的边长为，由图（b）可知油膜占有的方格个数为________（取整数），油酸分子直径表达式为________（用、、、表示）。 4．（2026·辽宁锦州·模拟预测）某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。 （1）本实验在测量1滴油酸酒精溶液的体积时采取的方法与下列哪些实验采取的方法一致（     ） A．“用单摆测定重力加速度”实验中，测量摆球完成30次或50次全振动所用的时间 B．“验证动量守恒定律”实验中，测量小球平抛的水平距离来获得小球碰撞前后的动量关系 C．“用双缝干涉测光的波长”实验中，采用测量个条纹的间距来获得条纹间距 D．“测定金属的电阻率”实验中，用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置各测一次取平均值作为金属丝直径 （2）下图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2位有效数字）。 （3）从布朗运动的发现到分子动理论的建立，人类对微观世界的理论研究和实验探索揭示了自然界的深层规律，推动了科学技术的进步。下列说法符合科学事实的有（     ） A．布朗通过显微镜观察到花粉在液体表面做无规则运动，这是分子热运动的直接体现 B．封闭气体压强是由于气体重力导致的，处于完全失重状态下的气体压强为零 C．将两个分子从很远到靠得很近（小于分子间距），分子力先变大后变小再变大 D．、的氢气和、的氧气相比，氢气的内能大 5．（2026·山东淄博·三模）如图甲是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： （1）下列有关该实验说法正确的是 A．实验步骤正确的操作顺序是③→②→④→① B．步骤①中计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 C．与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 （2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，测得1 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0.20 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） （3）某实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到如图乙所示的油膜，该油膜形状是由于撒粉太______（填“多”或“少”）引起的；若按该油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏______（填“大”或“小”）。 考法02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1．（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：____________________________。 2．（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”）。 3．（2025·云南临沧·模拟预测）某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 （1）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．实验前应将注射器的空气完全排出 B．空气柱体积变化应尽可能快些 C．空气柱的压强随体积的减小而减小 D．空气柱的压强随体积的减小而增大 （2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为_________（选填“”“”或“”）。 （3）为了能最直观地判断气体压强与气体体积的函数关系，应作出_________（选填“”或“” ）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条__________________线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 （4）另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是_________________________________。 4．（2026·贵州·模拟预测）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，某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和压强的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组图线。 （1）实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的________不发生变化，为更直观检验气体的压强与体积是否成反比例关系，可作________（选填“”或“”）图线。对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 （2）两组图线经检验均符合反比例关系，由图判断导致①、②两组数据差异的原因可能是________。 A．两组实验的环境温度不同 B．某次实验中装置的气密性不佳 C．两组封闭气体的质量不同 5．（2026·福建福州·模拟预测）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_________读数（填选项前的字母）。 A．立即 B．待示数稳定后 （2）拟合线未过坐标原点，可能原因是下列的___________（填选项前的字母） 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等于___________（用图像中字母、表示）。 考法03 测定玻璃的折射率 1．（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。 2．（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） 3．（2026·云南怒江·一模）“祖冲之”实验小组的同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”实验。他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓（用实线表示），然后放好三棱镜，在垂直于AB的方向上插上两枚大头针和，在棱镜的左侧观察，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使挡住和、的像。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。 （1）根据图中所给数据，可得该玻璃的折射率________（结果保留根号）。 （2）若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将作为实验中棱镜所处位置，根据光路图用量角器量出AC面的入射角和折射角，再利用上述数据计算出该玻璃的折射率。该玻璃折射率的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 4．（2026·广西河池·一模）用如图甲所示插针法“测玻璃的折射率”实验中： （1）①为了减小实验误差，下列操作正确的是________（选填选项前的字母）。 A．必须选择边界平行的玻璃砖 B．为了使、的像重合，、的距离应尽可能小一些 C．入射角变大，会在界面发生全反射，因此入射角应尽量小 D．选用两光学表面间距较大的玻璃砖 ②在该实验中，光线由空气射入玻璃砖，设入射角和折射角分别为、，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，从图线可知玻璃砖的折射率为________（结果保留2位有效数字）。 （2）如图丙所示，某同学按照如下方法处理数据：以点为圆心、为半径作圆，与折射光线的交点为，过点向两介质的交界面作垂线，垂足为，的延长线交于，记，再以点为圆心、为半径作圆。关于玻璃折射率表达式正确的是________。 A． B． C． D． （3）如果将玻璃砖的边误画成了，如图丁所示，折射率的测量值将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 5．（2026·湖南长沙·三模）如图甲所示，实验小组用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，将白纸平铺在水平桌面上，再把玻璃砖放在白纸上，画半圆直径和玻璃砖的位置（图中实线部分），并且标注圆心。实验过程如下： ①在白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线，连线过圆心；在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针，使挡住___________经玻璃砖折射后的像。 ②移除玻璃砖连接，画出玻璃砖关于对称半圆（图中虚线部分），B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，过B、C作法线的垂线、并分别交法线于点、。 ③用刻度尺分别测出线段的长度和线段的长度，并将数据记录在表格中。 ④改变、的位置，重复上述实验过程。第三次实验时，用刻度尺测得的长度如图乙所示，则的长度___________cm。 ⑤实验中测得的和如表所示，则玻璃砖的折射率可表示为___________（保留两位有效数字）。 实验次数 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 （cm） 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 （cm） 1.01 1.99 4.02 4.99 6．（2026·山东济南·三模）某同学利用如图所示装置来测量水对激光的折射率。将圆柱形的薄壁玻璃杯放在铁架台上，杯中有适量的水，将激光笔固定在铁架台上，并保持激光照射到水面的入射角不变，在玻璃杯侧壁标记水面的位置为，激光光点的位置为。再向杯内加入少量的水，记录此时水面与点之间的距离为，激光光点与点之间的距离为，继续多次向杯内加水，激光光点始终在侧壁上，记录多组和的值，做出图像，该图像为过原点的直线，求出图像的斜率为。请回答下列问题： （1）向杯中加水后的激光光点在点的________（选填“上方”或“下方”）； （2）若某次实验时打在侧壁上的光点不能在侧壁外面被观察到，则应适当________（选填“增大”或“减小”）入射角； （3）已测得，则水对激光的折射率________（用表示）。 考法04 用双缝干涉测光的波长 1．（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 2．（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”）。 3．（2026·浙江·一模）光源发出的光经过滤光片成为单色光，利用图1所示的装置测量某种单色光的波长。 （1）调节图1中的仪器A，能实现________。 A．改变条纹颜色 B．改变单缝与双缝间的距离 C．改变单缝与双缝的平行程度 （2）如图2所示，实验中发现干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定夹角，下列说法正确的是________（多选） A．形成该现象的原因是单、双缝不平行 B．保持遮光筒不动，单独转动测量头，可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行 C．保持遮光筒与测量头不动，调节可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行 D．不做任何调整，最终测量的波长大于真实值 （3）在利用激光进行双缝干涉实验时，用波长的红光照射双缝和，若屏上点距双缝的路程差为，如图3所示，则点将出现________（选填“亮条纹”或“暗条纹”）。 4．（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。 5．（2026·河南南阳·三模）洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某实验小组用光电传感器代替光屏，测量单色光的波长，其原理如图甲所示，单色光从单缝S射出，一部分直接投射到传感器上，另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。由于平面镜的成像作用，反射光可视为光源S在平面镜中的虚像S'发出的光，这样S和S'形成两个相干光源。两束光照射到光电传感器，经计算机处理后，得到如图乙所示图像，横轴为垂直于干涉条纹的距离，若单缝S到平面镜的垂直距离d=0.2mm，单缝到光电传感器的距离D=1.2m，则单色光的波长为_______m（保留2位有效数字）。 6．（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”）。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题28 高中光学、热学实验 目 录 聚焦・考点突破 考法01 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 1 考法02 实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 7 考法03 实验：测定玻璃的折射率 12 考法04 实验：用双缝干涉测光的波长 20 聚焦・考点突破 考法01 用油膜法估测油酸分子的大小 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 【解析】（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·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） 【解析】（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 3．（2026·江西上饶·二模）在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中： （1）配制好一定浓度的油酸酒精溶液后，有关后续的实验过程如图（a），请选择另外两个必要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：A、D、________、________、F； （2）关于本实验下列说法正确的是________（多选）； A．撒爽身粉有助于油酸均匀散开形成油膜 B．油膜稳定后油酸分子与酒精分子相互交错紧密排布 C．油酸分子简化为球形处理，油膜稳定后油酸分子紧密排布 D．油酸分子中的羧基和烃基对水的亲和力不同，使油酸在水面上形成单分子油膜 （3）已知油酸酒精溶液的浓度为，一滴溶液的体积为，一滴溶液在水面上形成油膜稳定后，在带有坐标方格的玻璃板上描出油膜的轮廓如图，正方形坐标方格的边长为，由图（b）可知油膜占有的方格个数为________（取整数），油酸分子直径表达式为________（用、、、表示）。 【答案】（1）E B （2）CD （3）101/100/99 【解析】（1）根据“用油膜法估测分子直径的大小”实验步骤，先配制溶液并测定一滴溶液的体积（操作A），准备浅水盘倒入水（操作D），接着在水面上均匀撒上爽身粉（操作E），然后用注射器或滴管轻轻滴入一滴油酸酒精溶液（操作B），待油膜形状稳定后，在玻璃板上描绘并估算油膜面积（操作F）。 （2）A．撒爽身粉是为了在水面上形成清晰的边界，以便观察和描绘油酸膜的轮廓，并不能帮助油酸自身均匀散开，故A错误； B．油酸酒精溶液滴在水面上后，酒精会溶于水并挥发，最终在水面上只留下紧密排布的单层油酸分子，而没有酒精分子，故B错误； C．实验中建立的物理模型是将油酸分子简化为球形，并且认为油膜稳定后油酸分子是一个紧挨一个单层紧密排布的，故C正确； D．油酸分子由亲水的羧基和疏水的烃基组成，滴在水面上后，由于这两部分对水的亲和力不同，羧基没入水中而烃基露出水面，从而使油酸在水面上形成单分子油膜，故D正确。 故选CD。 （3）[1]图（b）中油膜占有的方格数约为101 [2]一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 油膜的估算总面积为 根据单层油膜模型，油酸分子的直径表达式为 4．（2026·辽宁锦州·模拟预测）某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。 （1）本实验在测量1滴油酸酒精溶液的体积时采取的方法与下列哪些实验采取的方法一致（     ） A．“用单摆测定重力加速度”实验中，测量摆球完成30次或50次全振动所用的时间 B．“验证动量守恒定律”实验中，测量小球平抛的水平距离来获得小球碰撞前后的动量关系 C．“用双缝干涉测光的波长”实验中，采用测量个条纹的间距来获得条纹间距 D．“测定金属的电阻率”实验中，用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置各测一次取平均值作为金属丝直径 （2）下图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2位有效数字）。 （3）从布朗运动的发现到分子动理论的建立，人类对微观世界的理论研究和实验探索揭示了自然界的深层规律，推动了科学技术的进步。下列说法符合科学事实的有（     ） A．布朗通过显微镜观察到花粉在液体表面做无规则运动，这是分子热运动的直接体现 B．封闭气体压强是由于气体重力导致的，处于完全失重状态下的气体压强为零 C．将两个分子从很远到靠得很近（小于分子间距），分子力先变大后变小再变大 D．、的氢气和、的氧气相比，氢气的内能大 【答案】（1）AC （2）9.4×10-10 （3）CD 【解析】（1）AC．本实验在测量1滴油酸酒精溶液的体积时采取的方法是累积法，与“用单摆测定重力加速度”实验中测量单摆周期、“用双缝干涉测光的波长”实验中测量条纹间距采用的物理方法相同，故A、C正确； BD．“验证动量守恒定律”实验中，测量小球平抛的水平距离来获得小球碰撞前后的动量关系，是等效替代法；“测定金属的电阻率”实验中，用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置各测一次取平均值作为金属丝直径，多次测量取平均值在实验中的应用旨在提高数据的准确性和可靠性，均与本实验方法不同，故B、D错误。 故选AC。 （2）直径为的圆周周长为 可以估算出铁原子的直径约为 （3）A．布朗通过显微镜观察到花粉在液体中做无规则运动，这是固体颗粒的无规则运动，间接反映了分子热运动，故A错误； B．封闭气体压强是由于气体分子运动导致的，处于完全失重状态下的气体压强不为零，故B错误； C．将两个分子从很远到靠得很近（小于分子间距），分子力先变大后变小再变大，故C正确； D．lkg、10°C的氢气和1kg、10°C的氧气相比，氢气的内能大，故D正确。 故选CD。 5．（2026·山东淄博·三模）如图甲是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： （1）下列有关该实验说法正确的是 A．实验步骤正确的操作顺序是③→②→④→① B．步骤①中计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 C．与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 （2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，测得1 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0.20 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） （3）某实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到如图乙所示的油膜，该油膜形状是由于撒粉太______（填“多”或“少”）引起的；若按该油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏______（填“大”或“小”）。 【答案】（1）A （2）5×10-10 （3）多 大 【解析】（1）A．实验正确操作顺序为：③配制油酸酒精溶液 → ②撒痱子粉 → ④滴油酸酒精溶液 → ①描绘油膜轮廓，即 ③→②→④→①，故A正确； B．计算油膜面积时，不完整的方格需按 “过半算一格，不足半格舍去” 的原则处理，不能全部忽略，故B错误； C．油酸酒精溶液中的酒精易溶于水，能帮助油酸分子在水面快速扩散，更容易形成单分子油膜；纯油酸粘度大，扩散困难，不易形成单分子层，故C错误。 故选A。 （2）一滴溶液中纯油酸的体积 则油酸分子的直径 （3）[1]图乙中油膜呈不规则放射状，是由于痱子粉撒得太多，阻碍了油酸的均匀扩散，导致油膜无法正常铺展。 此时测得的油膜面积S比真实值偏小，根据可知，计算出的分子直径会偏大。 考法02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1．（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 【解析】（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。 2．（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 【解析】（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。 3．（2025·云南临沧·模拟预测）某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 （1）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．实验前应将注射器的空气完全排出 B．空气柱体积变化应尽可能快些 C．空气柱的压强随体积的减小而减小 D．空气柱的压强随体积的减小而增大 （2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为_________（选填“”“”或“”）。 （3）为了能最直观地判断气体压强与气体体积的函数关系，应作出_________（选填“”或“” ）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条__________________线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 （4）另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是_________________________________。 【答案】（1）D （2） （3） 过原点的倾斜直线 （4）连接压力表的橡胶套和注射器前端接口之间有气体 【解析】（1）A．实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，故A错误； B．空气柱的体积变化不宜太快，要缓慢移动注射器保证气体温度不变，故B错误； CD．气体发生等温变化，空气柱的压强随体积的减小而增大，故C错误，D正确。 故选D。 （2）在图像中，根据 整理得 可知离坐标原点越远的等温线温度越高，故； （3）为了能最直观地判断气体压强与气体体积的函数关系，应作出图像，对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 （4）图线不过原点的原因可能是实验测量的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，连接压力表的橡胶套和注射器前端接口之间有气体。 4．（2026·贵州·模拟预测）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，某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和压强的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组图线。 （1）实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的________不发生变化，为更直观检验气体的压强与体积是否成反比例关系，可作________（选填“”或“”）图线。对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 （2）两组图线经检验均符合反比例关系，由图判断导致①、②两组数据差异的原因可能是________。 A．两组实验的环境温度不同 B．某次实验中装置的气密性不佳 C．两组封闭气体的质量不同 【答案】（1）温度 （2）AC 【解析】（1）[1]本实验的前提条件是温度不变、封闭气体质量一定，人手温度高于环境温度，手握注射器含空气柱的部分会改变气体温度，因此该操作是为了控制气体温度不变。 [2]若压强与体积成反比，则与成正比，图线若为过原点的直线，可以更直观验证反比关系，因此作图线 （2）A．根据理想气体状态方程，可知，乘积与气体物质的量和热力学温度有关。由图可知：相同体积时，图线①的压强更小，说明更小。若封闭气体质量相同，即相同，环境温度不同时，温度越低越小，符合图像规律，故A正确； B．若气密性不佳，实验过程中封闭气体质量会持续变化，乘积将不再恒定，图线不会呈现双曲线，与题干“两组图线经检验均符合反比例关系”矛盾，故B错误； C．若环境温度相同，封闭气体质量不同时，气体质量越小，越小，越小，符合图像规律，故C正确。 故选AC。 5．（2026·福建福州·模拟预测）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_________读数（填选项前的字母）。 A．立即 B．待示数稳定后 （2）拟合线未过坐标原点，可能原因是下列的___________（填选项前的字母） 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等于___________（用图像中字母、表示）。 【答案】（1）B （2）A （3） 【解析】（1）A．立即读数会导致气体温度未恢复至环境温度，产生误差； B．待示数稳定后，气体与外界充分热交换，温度恢复至环境温度，满足等温条件，故B正确。 故选B。 （2）A．设注射器内气体体积为，连接管容积为，则实际气体总体积为。根据玻意耳定律有 变形得 由图乙可知纵轴截距为，说明，即连接管容积未计入，故A正确； B．若压强传感器读数偏小，则 代入 得 与不成线性关系，故B错误； C．若环境温度升高，乘积增大，图线斜率增大，不会仅改变截距，故C错误； D．若存在漏气，气体质量减小，乘积减小，图线将发生弯曲，故D错误。 故选A。 （3）由图乙可知，图像的斜率 纵轴截距为，则图像对应的函数表达式为 整理得的关系式。由（2）问分析可知气体的总体积 代入上式可得 考法03 测定玻璃的折射率 1．（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 【解析】（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。 2．（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 【解析】（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。 3．（2026·云南怒江·一模）“祖冲之”实验小组的同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”实验。他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓（用实线表示），然后放好三棱镜，在垂直于AB的方向上插上两枚大头针和，在棱镜的左侧观察，当的像恰好被的像挡住时，插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使挡住和、的像。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。 （1）根据图中所给数据，可得该玻璃的折射率________（结果保留根号）。 （2）若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将作为实验中棱镜所处位置，根据光路图用量角器量出AC面的入射角和折射角，再利用上述数据计算出该玻璃的折射率。该玻璃折射率的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1） （2）小于 【解析】（1）由几何知识可知，入射角为，折射角为，由折射定律可知，折射率 （2）若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至题图中虚线处，则出射光线向下平移，所以对折射角的测量无影响，但测量时仍将作为实验中棱镜所处位置，造成所测光线在AC面的入射角比实际值大，由折射定律可知，折射率测量值 即该玻璃折射率的测量值小于真实值。 4．（2026·广西河池·一模）用如图甲所示插针法“测玻璃的折射率”实验中： （1）①为了减小实验误差，下列操作正确的是________（选填选项前的字母）。 A．必须选择边界平行的玻璃砖 B．为了使、的像重合，、的距离应尽可能小一些 C．入射角变大，会在界面发生全反射，因此入射角应尽量小 D．选用两光学表面间距较大的玻璃砖 ②在该实验中，光线由空气射入玻璃砖，设入射角和折射角分别为、，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，从图线可知玻璃砖的折射率为________（结果保留2位有效数字）。 （2）如图丙所示，某同学按照如下方法处理数据：以点为圆心、为半径作圆，与折射光线的交点为，过点向两介质的交界面作垂线，垂足为，的延长线交于，记，再以点为圆心、为半径作圆。关于玻璃折射率表达式正确的是________。 A． B． C． D． （3）如果将玻璃砖的边误画成了，如图丁所示，折射率的测量值将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）D 1.5 （2）C （3）偏小 【解析】（1）①[1]A．玻璃砖上下界面不平行也可以通过插针法确定光路，完成折射率测量，无强制要求边界平行,故A错误； B．、间距过小会导致确定的入射光线误差大，应适当拉大两点间距来减小误差，故B错误； C．光线从玻璃射向空气时，由于第一界面的折射角一定小于临界角，第二界面的入射角等于第一界面的折射角，必然小于临界角，不可能发生全反射；且入射角过小时，测量的相对误差会增大，故C错误； D．选用两光学表面间距大的玻璃砖，可使玻璃砖内的折射光线更长，确定光路时的相对误差更小，能减小实验误差，故D正确。故选D。 ②[2]玻璃砖的折射率满足 结合图乙可知图像斜率 故折射率 （2）由几何关系，入射角的正弦值 折射角的正弦值 故玻璃砖的折射率满足。故选C。 （3）如果将玻璃砖的边误画成了，则作图得到的折射光线会比真实折射光线更偏离法线，导致测得的折射角比真实折射角偏大，如图所示 根据折射定律 由于测得的偏大，故折射率的测量值会偏小。 5．（2026·湖南长沙·三模）如图甲所示，实验小组用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，将白纸平铺在水平桌面上，再把玻璃砖放在白纸上，画半圆直径和玻璃砖的位置（图中实线部分），并且标注圆心。实验过程如下： ①在白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线，连线过圆心；在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针，使挡住___________经玻璃砖折射后的像。 ②移除玻璃砖连接，画出玻璃砖关于对称半圆（图中虚线部分），B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，过B、C作法线的垂线、并分别交法线于点、。 ③用刻度尺分别测出线段的长度和线段的长度，并将数据记录在表格中。 ④改变、的位置，重复上述实验过程。第三次实验时，用刻度尺测得的长度如图乙所示，则的长度___________cm。 ⑤实验中测得的和如表所示，则玻璃砖的折射率可表示为___________（保留两位有效数字）。 实验次数 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 （cm） 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 （cm） 1.01 1.99 4.02 4.99 【答案】和 3.08/3.07/3.09 1.5 【解析】[1][2][3]当大头针同时将和的像挡住，是入射光线的折射光线；在界面处发生折射，是入射角，是折射角，根据折射定律，折射率 其中， 和分别为半圆的半径，即折射率 用刻度尺分别测出线段AB的长度和线段CD的长度。刻度尺的最小分度值为1mm，由图可知l2=3.08cm 玻璃砖的折射率 依次求得每次实验的折射率，再求出平均值即可得到玻璃砖的折射率。 6．（2026·山东济南·三模）某同学利用如图所示装置来测量水对激光的折射率。将圆柱形的薄壁玻璃杯放在铁架台上，杯中有适量的水，将激光笔固定在铁架台上，并保持激光照射到水面的入射角不变，在玻璃杯侧壁标记水面的位置为，激光光点的位置为。再向杯内加入少量的水，记录此时水面与点之间的距离为，激光光点与点之间的距离为，继续多次向杯内加水，激光光点始终在侧壁上，记录多组和的值，做出图像，该图像为过原点的直线，求出图像的斜率为。请回答下列问题： （1）向杯中加水后的激光光点在点的________（选填“上方”或“下方”）； （2）若某次实验时打在侧壁上的光点不能在侧壁外面被观察到，则应适当________（选填“增大”或“减小”）入射角； （3）已测得，则水对激光的折射率________（用表示）。 【答案】（1）下方 （2）增大 （3） 【解析】（1）加水前后的光路图如图所示 其中，光线1为加水前的折射光线，光线2为加水后的折射光线，由图可知，向杯中加水后的激光光点在点的下方。 （2）若某次实验时打在侧壁上的光点不能在侧壁外面被观察到，是由于光线在点的入射角过大（大于等于临界角）而发生了全反射，所以应减小光线在点的入射角，即增大角。 （3）设折射角为，加水前，到入射点的距离为，间的距离为，如（1）中光路图所示，由几何关系可知 加水后 整理可得 所以图线的斜率为 又因为 解得 即 根据折射定律可得 解得 考法04 用双缝干涉测光的波长 1．（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 【解析】（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。 2．（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 【解析】（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。 3．（2026·浙江·一模）光源发出的光经过滤光片成为单色光，利用图1所示的装置测量某种单色光的波长。 （1）调节图1中的仪器A，能实现________。 A．改变条纹颜色 B．改变单缝与双缝间的距离 C．改变单缝与双缝的平行程度 （2）如图2所示，实验中发现干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定夹角，下列说法正确的是________（多选） A．形成该现象的原因是单、双缝不平行 B．保持遮光筒不动，单独转动测量头，可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行 C．保持遮光筒与测量头不动，调节可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行 D．不做任何调整，最终测量的波长大于真实值 （3）在利用激光进行双缝干涉实验时，用波长的红光照射双缝和，若屏上点距双缝的路程差为，如图3所示，则点将出现________（选填“亮条纹”或“暗条纹”）。 【答案】（1）C （2）BD （3）暗条纹 【解析】（1）A．仪器用于调节单缝方向，不能改变单色光的波长，故A错误； BC．调节能改变单缝与双缝的平行程度，不能改变两缝沿光轴的距离，故B错误，C正确。 故选C。 （2）A．图2中条纹与分划板中心刻线方向不一致，是观察方向未调正；单缝与双缝不平行主要影响条纹的清晰程度，故A错误； BC．转动测量头可使中心刻线转至与条纹平行；调节只能改变单缝与双缝的相对方向，不能转动中心刻线，故B正确，C错误； D．图示情形下，沿倾斜方向测得的条纹间距大于相邻条纹的垂直间距。由双缝干涉条纹间距公式可知，测得的波长偏大，故D正确。 故选BD。 （3）图3中两缝到点的路程差与波长之比为 路程差为半波长的奇数倍，两列光在点相消，故出现暗条纹。 4．（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 【解析】（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 5．（2026·河南南阳·三模）洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某实验小组用光电传感器代替光屏，测量单色光的波长，其原理如图甲所示，单色光从单缝S射出，一部分直接投射到传感器上，另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。由于平面镜的成像作用，反射光可视为光源S在平面镜中的虚像S'发出的光，这样S和S'形成两个相干光源。两束光照射到光电传感器，经计算机处理后，得到如图乙所示图像，横轴为垂直于干涉条纹的距离，若单缝S到平面镜的垂直距离d=0.2mm，单缝到光电传感器的距离D=1.2m，则单色光的波长为_______m（保留2位有效数字）。 【答案】 【解析】洛埃镜实验中，相干光源S和虚像的间距，等效为双缝间的距离为 由图乙得相邻亮纹的间距 根据双缝干涉公式 解得单色光的波长为 6．（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 【解析】（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。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题28 高中光学、热学实验 参考答案 聚焦・考点突破 考法01 用油膜法估测油酸分子的大小 1． （1）单 （2）B （3）130 （4）偏大 2．（1）B （2） 3．（1）E B （2）CD （3）101/100/99 4．（1）AC （2）9.4×10-10 （3）CD 5．（1）A （2）5×10-10 （3）多 大 考法02 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1．（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 2．缓慢 反比 3．（1）D （2） （3） 过原点的倾斜直线 （4）连接压力表的橡胶套和注射器前端接口之间有气体 4．（1）温度 （2）AC 5．（1）B （2）A （3） 考法03 测定玻璃的折射率 1．（1）B （2） （3） （4）21.3 2． 0.020 3．（1） （2）小于 4．（1）D 1.5 （2）C （3）偏小 5．和 3.08/3.07/3.09 1.5 6．（1）下方 （2）增大 （3） 考法04 用双缝干涉测光的波长 1．（1）单缝 （2）左右 ① 手轮 （3）B （4）C 2．（1）亮度高 （2）31.25（31.23~31.27） （3）0.40 （4） 可见光 3．（1）C （2）BD （3）暗条纹 4．（1）C （2）9.150 （3）750 5． 6．（1）竖直 （2）A （3） （4）变大 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $