专题35 高中光学、热学实验（重难点训练）（安徽专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

专题35 高中光学、热学实验（重难点训练） 目 录 模拟·基础演练 1 题型01 测量玻璃的折射率 1 题型02 用双缝干涉测量光的波长 5 题型03 用油膜法估测油酸分子的大小 9 题型04 探究气体等温变化的规律 12 重难·创新演练 17 真题·实战演练 23 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 模拟·基础演练 考查重点：测量玻璃的折射率；用双缝干涉测量光波的波长；油膜法估测分子大小；探究气体等温变化的规律 ⏳题型01 测量玻璃的折射率 1．（26-27高三上·海南海口·阶段检测）用如图甲所示插针法“测玻璃的折射率”实验中： (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P1、P2的像重合，P1、P2的距离应尽可能小一些 C．选用两光学表面间距较大的玻璃砖 D．入射角变大，会在界面发生全反射，因此入射角应尽量小 (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n=______________（结果保留2位有效数字）。 (3)如图丙所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心、R为半径作圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记，再以O点为圆心、r为半径作圆。关于玻璃折射率表达式正确的是_______。 A． B． C． D． 【答案】(1)C (2)1.5 (3)B 【详解】（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．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C正确； D．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D错误。 故选C。 （2）玻璃砖的折射率满足 结合图乙可知图像斜率 故折射率 （3）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B。 2．（2026·浙江杭州·一模）在“用插针法测量玻璃的折射率”的实验中， (1)某次实验情形如图甲所示，绘制光学面2所在位置时，正确的方法是 。 A．直接用铅笔沿玻璃砖光学面2画出界面直线 B．用刻度尺紧靠玻璃砖光学面2，移去玻璃砖，用铅笔沿刻度尺画出界面直线 (2)如图乙所示，在正确地完成实验操作后，某同学在纸上以O点为圆心作圆，并作辅助线。测量CM长度的情景如图丙所示，则__________cm；测得DN长度；本次实验测得玻璃的折射率__________（结果保留三位有效数字）。 (3)若其他操作正确，仅在插入大头针时不慎将其插在图乙中的“×”处，则测得玻璃的折射率将__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 【答案】(1)B (2) 3.00 1.50 (3)偏小 【详解】（1）直接沿玻璃砖光学面画线，会刮花玻璃砖的光学表面，影响后续实验精度，是错误操作；正确操作是先标记界面的两个点，移开玻璃砖后再用刻度尺连线。 故选B。 （2）刻度尺的分度值为1mm，读数需估读到0.1mm，由图丙可得d1=3.00cm 根据几何关系，设所作圆的半径为R，入射角i满足 折射角r满足 由折射定律 可得 （3）若P4插在图中“×”处，连接P3、P4得到的出射光线会比真实出射光线更偏下，反向延长得到的玻璃内的折射光线，对应的折射角测量值会比真实值偏大。根据，入射角i测量准确，折射角r的正弦值偏大，因此测得的折射率偏小。 3．（26-27高二上·重庆北碚·阶段检测）小张同学利用“插针法”测量玻璃砖的折射率，玻璃砖截面为直角三角形。实验步骤如下： a.在木板上铺一张白纸，将三角形玻璃砖放在白纸上并描出分界线AB和AC； b.在垂直于AB方向上插两枚大头针P1、P2，在AC一侧透过玻璃砖观察，在观察位置插第3枚大头针，使其挡住P1、P2的像，再插第4枚大头针； c.移去玻璃砖和大头针，作出光路图如图1所示。 (1)插第4枚大头针时，要求挡住______和P1、P2的像； (2)为了精确的测量玻璃砖的折射率，下列实验操作正确的是______（填选项前字母）； A．选用粗的大头针完成实验 B．大头针应垂直插在纸面上 C．大头针P1和P2、P3和P4之间的距离适当大些 D．画三角形玻璃砖的轮廓线时，用笔紧贴玻璃砖表面画线 (3)小张用量角器测量出光线P3P4与AC边夹角为β，三角形玻璃砖的顶角为α，则三棱镜的折射率n=______。 (4)小刘用另一块三棱镜实验，正确画出边界后，三棱镜平移到了虚线位置（底边仍重合），如图2所示。她以BC为分界面，则三棱镜玻璃材料折射率的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】(1)P3 (2)BC (3) (4)小于 【详解】（1）插第4枚大头针时，要求P4挡住P3和P1、P2的像。 （2）A．为了准确画出光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用较粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，故A错误； B．为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直插在纸面上，故B正确； C．大头针P1和P2、P3和P4之间的距离适当大些，这样的距离误差引起的角度误差会减小，故C正确； D．为了避免弄脏玻璃砖的光学面，不能用铅笔贴着玻璃砖表面画出界面，故D错误。 故选BC。 （3）根据几何关系，光从玻璃砖射出时的入射角为α，折射角为90°-β，根据光的折射定律可知，玻璃砖的折射率为 （4）玻璃砖平移后，作出如图所示的光路图 由图可知，入射角不变，但折射角r大于实际的折射角，根据折射定律可知，玻璃砖折射率的测量值小于真实值。 ⏳题型02 用双缝干涉测量光的波长 4．（26-27高二上·广西南宁·期中）图甲为“用双缝干涉测量光的波长”装置图。 (1)关于实验，下列说法正确的是_______ A．双缝安装在图甲中的C位置 B．调节时应尽量使单缝与双缝在一条直线上且相互平行 C．仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，则干涉条纹间距变大 D．要精确测量相邻条纹间距∆x，只需测几组相邻两条亮纹（或暗纹）中心间的距离再求平均值 (2)已知该装置中双缝间距为d，双缝到光屏的距离为l，在光屏上得到干涉图样如图乙所示，分划板中心在图中A位置时游标卡尺的读数记为xA，在B位置时游标卡尺的读数如图丙所示，示数xB为______mm； (3)由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______。（用题中物理量符号表示，已知xB>xA） 【答案】(1)AB (2)30.14 (3) 【详解】（1）A．实验中，A为透镜，B为单缝，C为双缝，即双缝安装在图甲中的C位置，故A正确； B．实验中，为了能够观察到清晰的干涉图样，调节时应尽量使单缝与双缝在一条直线上且相互平行，故B正确； C．仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，波长变小，根据可知，干涉条纹间距变小，故C错误； D．要精确测量相邻条纹间距，需要测量多条亮纹（或暗纹）中心间的距离，再求出相邻亮纹（或暗纹）中心间的距离，故D错误。 故选AB。 （2）根据游标卡尺的读数规律可知，该读数为 （3）从图乙可知A、B两个亮纹中心之间间隔5个相邻条纹间距，即 得 代入双缝干涉波长公式 整理得 5．（26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测）在用双缝干涉测量光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题： (1)如图（a）、（b）两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是_________。 (2)将下表中的光学元件放在图（c）所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，除白光光源C外各光学元件的排列顺序应为_________。（填写元件代号） (3)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm，双缝到光屏的距离L=0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图（d）所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图（e）所示，则其示数xA=________mm；在B位置时游标卡尺如图（f）所示，则相邻两条亮条纹间距Δx=________mm（结果保留3位有效数字）。 (4)由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m（结果保留3位有效数字）。 (5)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_________（填“变大”“不变”或“变小”）。 (6)某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐，如图（g）所示，下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是_________。（选填“A”“B”“C”或“D”） A．仅转动双缝 B．仅转动手轮 C．仅转动测量头 D．仅转动目镜 【答案】(1)a (2)EDBA (3)111.10 0.607 (4) (5)变小 (6)C 【详解】（1）因干涉条纹是平行等距的，则干涉图样是a。 （2）由左至右，除白光光源C外各光学元件的排列顺序应为：E（透红光的滤光片）D（单缝）B（双缝）A（光屏）。 （3）[1]由图可知， [2]相邻两条亮条纹间距 （4）根据此干涉图样的单色光的波长为 （5）频率越高，波长越小，若改用频率较高的单色光照射，根据可知，得到的干涉条纹间距将变小。 （6）发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应旋转测量头。故选C。 6．（26-27高三上·山东济南·开学考试）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d＝0.50mm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l＝______cm。 (3)利用公式______（用l、d和表示），某同学计算得该激光的波长为640nm，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（31.26~31.27） (3) 可见光 【详解】（1）此过程中应避免激光直接射入眼睛，因为激光具有亮度高、能量集中的特点，会对眼睛造成损伤。 （2）刻度尺的最小刻度为1mm，则双缝到光传感器的距离l＝43.26cm-12.00cm=31.26cm （3）[1]根据可得 [2]可见光波长范围大约在400nm到760nm之间，紫外线波长范围大约在10nm到400nm之间，红外线波长范围大约在760nm到1mm之间，所以640nm波长的激光为可见光。 7．（25-26高二下·辽宁沈阳·期末）如图，单色光从单缝射出，一部分光直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏。从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。光源到平面镜和到光屏的距离分别为和，，镜面与光屏垂直。 (1)若测得第2条亮纹中央到第7条亮纹中央的间距为，则该单色光的波长__________（用、、表示）； (2)以下哪些操作能够减小光屏上相邻两条亮纹之间的距离__________； A．将单缝稍向下移动一些 B．将平面镜稍向下移动一些 C．将光屏稍向左移动一些 D．将光源发出的光由绿色改为红色 (3)将平面镜稍向右平移的过程中，可以观察到__________。 A．某一条纹向下移动 B．任意条纹均不移动 C．出现条纹的区域下移 D．出现条纹的区域不变 【答案】(1) (2)BC (3)BC 【详解】（1）S发出的光经平面镜反射后，相当于从S关于平面镜的对称点发出的，如图所示 两个光源是相干光源，两个光源的距离为2a，利用双缝干涉条纹间距公式可知，相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离为 可得 （2）根据分析 A．将单缝稍向下移动一些，相当于减小，则光屏上相邻两条亮纹之间的距离增大，故A错误； B．将平面镜稍向下移动一些，相当于增大，则光屏上相邻两条亮纹之间的距离减小，故B正确； C．将光屏稍向左移动一些，相当于减小，则光屏上相邻两条亮纹之间的距离减小，故C正确； D．将光源发出的光由绿色改为红色，则光的波长增大，则光屏上相邻两条亮纹之间的距离增大，故D错误。 故选BC。 （3）若将平面镜向右移动，则、均不变，光屏上条纹间距不变，则任意条纹均不移动，根据几何关系可知反射光和直射光的重叠区域下移，则出现条纹的区域下移。 故选BC。 ⏳题型03 用油膜法估测油酸分子的大小 8．（26-27高三·全国·一轮复习）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤： ①往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小； ④将6 mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴地滴入烧杯中，每滴入80滴，注射器上的刻度减少1 mL； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； (1)上述步骤中，正确的顺序是________（填写步骤前面的数字）。 (2)每一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为________m3。油膜边缘轮廓如图所示（已知图中正方形小方格的边长为1 cm），则可估算出油酸分子的直径约为________m（此空保留1位有效数字）。 (3)完成本实验有三点理想化假设：（请将第②条补充完整） ①将油酸分子视为球形； ②____________________； ③油酸分子紧密排列无间隙。 【答案】(1)④①②⑤③ (2) (3)将油膜看成单分子层 【详解】（1）用“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制溶液（④）→倒水撒粉（①）→滴油（②）→盖板，画轮廓（⑤）→计算分子直径（③）。故正确顺序为④①②⑤③。 （2）[1]一滴油酸酒精溶液的体积 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 [2]面积超过正方形一半的正方形个数约为114个，故油膜的面积，油酸分子的直径 （3）本实验中做了三点理想化假设：①将油酸分子视为球形；②将油膜看成单分子层；③油酸分子紧密排列无间隙。 9．（26-27高三上·天津武清·阶段检测）在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸注入的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止，摇动容量瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到为止，恰好共滴了滴； ③在边长约的浅水盘内注入约深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有痱子粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为的方格纸上，算出完整的方格有个，大于半格的有个，小于半格的有个。 (1)这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为______；这层油膜的厚度可视为油酸分子的______。 (2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为______，油膜面积为______，求得的油膜分子直径为______。（结果全部取2位有效数字） (3)（多选）某学生在做该实验时，发现计算的直径偏大，可能的原因是______。 A．痱子粉撒得过多 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．计算每滴体积时，的溶液的滴数多记了几滴 D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间 【答案】(1) 单分子油膜 直径 (2) (3)AB 【详解】（1）[1][2]油膜法估测分子大小的核心模型是：将油酸分子视为球形，油酸充分散开后在水面形成单分子紧密排列的油膜，此时油膜的厚度就等于单个油酸分子的直径。 （2）[1]由题意可得，一滴油酸的酒精溶液含油酸的体积为 [2]估算油膜面积时，小方格面积大于半格的按一格算，小方格面积小于一半的舍去，所以油膜的面积为 [3]油膜分子直径为 （3）根据分子直径公式 计算的直径偏大的原因是纯油酸体积测量偏大，或油膜面积测量偏小。 A．痱子粉撒过多，会导致油酸无法充分散开，油膜面积偏小，计算的直径偏大，故A正确； B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致油膜的测量面积偏小，计算的直径偏大，故B正确； C．计算每滴体积时，的溶液的滴数多记了几滴，会导致算出的1滴溶液体积偏小，纯油酸体积偏小，计算的直径偏小，故C错误； D．溶液久置后酒精挥发，溶液浓度变大，1滴溶液中纯油酸实际体积比计算值大，油膜面积也会同步变大，计算时仍按原浓度代入，最终得到的会偏小，故D错误。 故选AB。 10．（24-25高二下·陕西西安·阶段检测）某同学做“用油膜法估测分子的直径”实验。 (1)本实验做了三个理想化假设：将油酸分子视为球形；油酸分子在水面上形成______；油酸分子是紧挨在一起的。 (2)整个实验过程如下，合理的操作顺序为BD______A。（用字母代号表示） A．用公式求出薄膜厚度，即油酸分子的直径 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溶液时的滴数 C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上 D．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 E.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，再根据方格的边长求出油膜的面积S F.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 (3)在一次实验中，由于爽身粉撒得过多，得到了如图所示的油膜，如果按此油膜来计算分子直径，你认为测量结果相对真实值______。（选填“偏大”“偏小”或“无系统误差”） 【答案】(1)单分子油膜 (2)CFE (3)偏大 【详解】（1）油膜法估测分子直径实验基于三个理想化假设，首先将油酸分子视为球形，其次认为油酸分子在水面上形成单分子油膜，最后假设油酸分子是紧挨在一起的，这样油膜的厚度才可视为分子直径。 （2）实验步骤应先配制溶液并测定一滴溶液中纯油酸的体积，接着准备浅盘并撒粉，然后滴入油酸形成油膜并描绘轮廓，随后通过坐标纸计算面积，最后代入公式计算直径，已知起始步骤为B和D，结束步骤为A，中间顺序应为准备水面C、滴油描图F、测量面积E，故合理顺序为BDCFEA。 （3）若爽身粉撒得过多，油酸薄膜在水面上扩散时受到的阻力增大，导致油膜无法充分展开，如图所示油膜面积受限，使得测量的油膜面积偏小。根据公式可知，在体积确定的情况下，面积偏小会导致计算出的分子直径偏大。 ⏳题型04 探究气体等温变化的规律 11．（26-27高三上·福建龙岩·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________（选择“A、吸热”“B、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________（选择“A、大于”“B、小于”“C、等于”）； (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，如图丙所示。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，纵截距表示的是________。（选填“A、胶管内气体体积”“B、胶管内气体体积的相反数”） 【答案】(1)A (2)B、放热 (3)A、大于 (4)B、胶管内气体体积的相反数 【详解】（1）A．在柱塞与筒壁间涂润滑油，可以减小摩擦并增强装置的气密性，故A正确； B．手握注射器会使气体从手上吸热，改变气体温度，故B错误； C．推拉柱塞过快时，气体来不及与外界充分交换热量，温度会发生变化，且读数不稳定，故C错误； D．气体体积由注射器刻度尺读取，气体压强由传感器读取，二者不是都由数据采集器获得，故D错误。 故选A。 （2）缓慢推压柱塞时，气体与外界有充分的热交换，过程可近似看作等温过程，气体内能近似不变，即。压缩时外界对气体做功，气体必须向外界放出热量以维持温度不变。 故选B。 （3）一定质量理想气体的等温过程满足。在图中，体积相同时，等温线位置越高，压强越大，因而越大、温度越高。图中等温线位于等温线的上方，所以。 故选A。 （4）设注射器前端及胶管内气体的体积为，注射器刻度读出的体积为，为该等温过程的常量。等温时总气体体积为，由玻意耳定律有 整理得 因此作图线时，纵截距为，表示胶管内气体体积的相反数。 故选B。 12．（26-27高三·全国·一轮复习）使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，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。 (1)甲同学在实验中，测得的实验数据如表所示，仔细观察“”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是________。 序号 V（mL） p（×105 Pa） （×105 Pa·mL） 1 20.0 1.0010 20.020 2 18.0 1.0952 19.714 3 16.0 1.2313 19.701 4 14.0 1.4030 19.642 5 12.0 1.6351 19.621 A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B．实验时环境温度升高了 C．实验时外界大气压强发生了变化 D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏 (2)乙同学在实验中操作规范，读数正确，经描点连线得图像如图2所示，已知该图像为一条倾斜直线，但未过原点，其原因可能是____________________________。 【答案】(1)D (2)连接压力表与注射器内空气柱的细管中有气体未计入体积读数 【详解】（1）A．活塞与筒壁间的摩擦力增大，会影响推动活塞所需的力，但不会改变按实际读数得到的气体压强和体积的关系，故A错误； B．若气体温度升高，在气体质量不变时，乘积应增大，与表中乘积逐渐减小不符，故B错误； C．外界大气压变化不会使温度、质量均不变的被测气体的逐渐减小，故C错误； D．表中的数值由20.020逐渐降至19.621。气体向外泄漏使被测气体质量减小，在温度不变时其随之减小，故D正确。 故选D。 （2）图2以为横轴、为纵轴，直线延长后与纵轴的交点位于原点下方。设细管中未计入注射器刻度的气体体积为，则被测气体的实际体积为。气体质量和温度不变时，由玻意耳定律得 其中为常量，整理得 所以图线的纵轴截距为负，说明连接压力表与注射器内空气柱的细管中有气体未计入体积读数。 13．（2026高三·全国·专题练习）如图1所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1； ③重复上述步骤②，多次测量并记录数据； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 (1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的____和____。 (2)根据记录的实验数据，作出了如图2所示的p-V图。对图线进行分析，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满足关系式________，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。图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义是__________________________________________。 (3)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T1、T2，且T1>T2.在如图3所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是________（填字母）。 (4)在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图4所示。对于两组的图线并不相同的结果，他们请教了老师，老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别是m1、m2、m3和m4，则由图可知它们的大小关系是m1____m2，m3____m4（均选填“大于”或“小于”）。 【答案】(1)质量 温度 (2) p1V1=p2V2 气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界所做的功 (3)AC (4)大于 大于 【详解】（1）探究气体等温变化的规律，需要保持不变的量是气体的质量和温度。 （2）一定量的气体在温度保持不变时，压强与体积成反比，即压强与体积的乘积不变，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满足关系式是p1V1=p2V2.由功的计算公式可知W=Fl=pSl=pV，即pV的乘积表示气体体积变化时所做的功，图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义是气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界所做的功。 （3）由理想气体状态方程=C可知，pV=CT，对于一定量的气体，温度T越高pV越大，即p-V图像离坐标轴越远，已知T1>T2，故A正确，B错误；由理想气体状态方程=C可知，p=CT，对于一定量的气体，温度T越高，p-图像的斜率越大，已知T1>T2，故C正确，D错误。故选A、C． （4）由理想气体状态方程=C可知pV=CT，对于温度相同而质量不同的气体，质量越大C越大，pV越大，故m1大于m2； 由理想气体状态方程=C可知p=CT，气体质量越大C越大，p-图像斜率越大，故m3大于m4。 重难·创新演练 设题创新:测透明液体的折射率(T1);用双缝干涉实验测量光的波长(T2);用油膜法估测油酸分子的大小(T3);探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系(T4) 1．（26-27高二上·重庆九龙坡·阶段检测）小杨同学利用光的全反射原理测量某透明液体的折射率。如图甲所示，容器水平放置且底部铺有白纸，激光竖直射向溶液时，能观察到圆形“暗区”和其外部亮度逐渐减弱的“亮区”，如图乙所示。 (1)为探究“暗区”形成原因，小杨同学分析认为：由于激光在O点发生漫反射，因此O点可视为一个点光源。该点光源向各个方向射出反射光，光线由液体射向空气界面，入射角θ1较小时，部分光折射出液面，折射角为θ2，光路如图丙所示。则液体对此种颜色光的折射率为_____；若丙图中入射点O1向右移动，则入射角_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）；最终他发现，入射角小于临界角C时，部分光折射出液面，水槽底部该处接收光少，形成暗区；入射角大于等于临界角时发生全反射，光线返回槽底形成亮区。 (2)实验中小杨发现，测量角度并不容易，但溶液的深度h与圆形“暗区”的直径d易得，所以他将液体对此种颜色光的折射率表示为_____（用h、d表示）； (3)“亮区”光照强度的峰值是恰好发生全反射光线的落点，为暗区真实物理边界，峰值内侧区域亮度虽逐渐上升但整体仍偏暗，人眼会主观把边界识别到峰值外侧。由此可知，小杨得到的折射率比真实值_____（选填“偏大”“偏小”“不变”）。 【答案】(1) 变大 (2) (3)偏小 【详解】（1）[1]根据折射率定义可知，液体对此种颜色光的折射率为 [2]入射点向右移动，光线从O点到，入射光线与法线夹角变大，即入射角变大。 （2）暗区半径 又因为在半径边缘有 由几何关系可知 联立解得 （3）人眼把边界识别到峰值外侧，测得的直径d比真实值偏大，根据可知，计算出的n偏小。 2．（26-27高三上·湖南郴州·阶段检测）利用光传感器可以分析光的衍射和干涉现象。实验装置如图所示，包括激光光源、缝板（单缝、双缝）和光屏（光传感器）。光照信息经计算机处理后，能直观显示出光传感器上各点的光照强度，据此可分析条纹特征。 (1)保持装置的位置和双缝不变，分别用红光和蓝光照射缝板，测得红光和蓝光的衍射和干涉结果，以下为光屏相同区域内不同颜色光的光强分布图像，其中红光的衍射图像是__________。 A． B． C． D． (2)关于该实验，下列描述正确的是__________。 A．干涉实验用激光作为光源主要是因为激光能量高 B．单缝越宽，衍射现象越明显 C．光强分布图像中的波峰位置为暗条纹中心 D．光源靠近双缝时，相同区域内观察到的波峰数量不变 (3)某次双缝干涉实验相邻两条亮条纹的中心间距是，双缝到屏的距离为，双缝的间距为，则所用激光的波长为__________（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1)B (2)D (3)800 【详解】（1）单缝衍射条纹不等间距，它为中央宽、两边窄的明暗相间的条纹，单缝越窄，波长越长，条纹越宽，由于红光的波长长，蓝光的波长短，因此红光的条纹宽度大，蓝光的条纹宽度小。 故选B。 （2）A．该实验用激光作为光源主要是因为其相干性好，故A错误； B．单缝越窄，衍射现象越明显，故B错误； C．光强分布图像中的波峰位置为亮条纹中心，故C错误； D．由，可知光源靠近双缝时，干涉图像中的条纹间距不变，相同区域内观察到的波峰数量不变，故D正确。 故选D。 （3）相邻两条亮条纹的中心间距是，双缝到屏的距离为，双缝的间距为，由公式可得条纹间距 解得激光的波长。 3．（24-25高二下·贵州贵阳·阶段检测）(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是_________（用符号表示）； A． B． C． D． (2)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液。稀释的目的是_______________。 (3)在该实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1000ml溶液中有1ml纯油酸。用注射器测得1ml上述溶液有100滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图所示，坐标格的正方形大小为20mm×20mm。 可以估算出油膜的面积是__________m2，1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为__________m3，由此估算出油酸分子的直径是__________m；（所有结果保留二位有效数字） 【答案】(1)BCAD (2)降低油酸浓度，使一滴溶液中纯油酸体积很小，便于油酸在水面散开形成面积合适的单分子油膜，方便测量 (3) 【详解】（1）"用油膜法估测分子大小"实验步骤为：先测量一滴油酸酒精溶液的体积（图B），再将一滴溶液滴入盛水浅盘（图C），待油酸稳定散开后，在玻璃板上描出油膜轮廓（图A），最后将玻璃板放在坐标纸上，数格子计算油膜面积（图D）. 因此顺序为BCAD。 （2）纯油酸体积太大，直接滴入无法形成单分子层，稀释后可控制一滴溶液中油酸的量，保证油酸充分散开形成单分子油膜，便于实验测量。 （3）[1]单个方格边长，单个方格面积 数格得油膜约占75个方格（超过半格算1格，不足半格舍去），因此总面积 [2]纯油酸体积 [3]分子直径 4．（26-27高三上·天津宁河·阶段检测）某学习小组做“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。使用的器材有：注射器、气压传感器、数据采集器、计算机等，器材的连接如图所示，其中注射器与气压传感器之间由一根塑料连通管连接。 (1)实验过程中为保持注射器内气体温度不变，需________（选填“缓慢”或“快速”）移动注射器的活塞。 (2)实验小组收集的实验数据如表所示，在图中描点作出数据点如图甲所示。分析发现，这些数据点明显偏离期待中的直线，且气体体积越小偏离越________（选填“大”或“小”）。 次数 V/ml p/×103Pa 1 4 204.1 2 6 157.2 3 8 120.0 4 10 105.0 5 12 88.9 6 14 78.3 7 16 70.7 (3)小明认为，塑料连通管内的气体体积没有计入是实验数据存在偏差的原因，利用以上实验数据在坐标系中描出各点如图丙所示。 ①请作出图线________。分析图线可知塑料连通管内的气体体积约为________mL。（结果保留1位有效数字） ②综合以上实验过程及分析，初步可知：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成________。 【答案】(1)缓慢 (2)大 (3) 2 反比 【详解】（1）改变气体体积过快会导致气体温度变化，所以为保持注射器内气体温度不变，需缓慢移动注射器的活塞。 （2）由图可知，气体体积越小偏离越大。 （3）[1]作一条直线，使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如下图所示 [2]将图线向横轴负方向延长，与横轴交点横坐标的绝对值即为连通管内的气体体积，由图可知，塑料连通管内的气体体积约为。 [3] 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。 真题·实战演练 高频考点：测平行玻璃砖的折射率；用双缝干涉实验测量光的波长；探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系；用油膜法估测油酸分子的大小 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 【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。 2．（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。 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·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。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $学科网·上好课 专题35 1. 【答案】(1)C (2)1.5 (3)B 2. 【答案】1)B (2)3.00 1.50 (3)偏小 3 【答案】(I)P3 (2)BC cos B (3) sina (4)小于 4 【答案】I)AB (2)30.14 8-d 51 5 【答案】(1)a (2)EDBA 3)111.10 0.607 (4)6.07×10-7 (5)变小 www.zxxk.com 高中光学、热学实验 模拟•基础演练 1/5 上好每一堂课 (重难点训练) 学科网·上好课 (6)C 6. 【答案】(1)亮度高 (2)31.25(31.26-31.27) △xd 3)1 可见光 7 2a△x 【答案】()51 (2)BC (3)BC 8. 【答案】1)④①②⑤③ (2)7.5×10-12 7×10-10 (3)将油膜看成单分子层 9 【答案】(1) 单分子油膜 2)4.0×101" 8.1×103 (3)AB 10 【答案】(1)单分子油膜 (2)CFE 3)偏大 11. 【答案】(1)A (2)B、放热 3)A、大于 www.zxxk.com 上好每一堂课 直径 4.9×109 215 品学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 (④)B、胶管内气体体积的相反数 12. 【答案】(I)D (2)连接压力表与注射器内空气柱的细管中有气体未计入体积读数 13. 【答案】(1)质量 温度 (2)p11P23 气体体积由乃变到的过程中，气体对外界所做的功 (3)AC (4)大于 大于 重难•创新演练 1. sin 0, 【答案】(1) sin 变大 2)V4h+d2 d (3)偏小 2. 【答案】(I)B 2)D (3)800 3 【答案】I)BCAD (②)降低油酸浓度，使一滴溶液中纯油酸体积很小，便于油酸在水面散开形成面积合适的单分子油膜，方便 测量 (3) 3.0×102 1.0×101 3.3×10-10 3/5 西学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 【答案】1)缓慢 (2)大 ↑p(×103Pa) 0.014 0.012 0.010 0.008 3) 2 反比 0.006 0.004 0.002 V/ml 0 10 15 20 真题•实战演练 1. 【答案】(I)B Xp ②)xN o号 (4)21.3 3 【答案】(1)单缝 (2)左右 ① 手轮 3)B (4)C 3 【答案】缓慢 Bo+I-F S 反比 4. 【答案】)单 4/5 可学科网·上好课 (2)B (3)130 8×10-10 4)偏大 www.zxxk.com 上好每一堂课 5/5 专题35 高中光学、热学实验（重难点训练） 目 录 模拟·基础演练 1 题型01 测量玻璃的折射率 1 题型02 用双缝干涉测量光的波长 3 题型03 用油膜法估测油酸分子的大小 5 题型04 探究气体等温变化的规律 7 重难·创新演练 10 真题·实战演练 14 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 模拟·基础演练 考查重点：测量玻璃的折射率；用双缝干涉测量光波的波长；油膜法估测分子大小；探究气体等温变化的规律 ⏳题型01 测量玻璃的折射率 1．（26-27高三上·海南海口·阶段检测）用如图甲所示插针法“测玻璃的折射率”实验中： (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P1、P2的像重合，P1、P2的距离应尽可能小一些 C．选用两光学表面间距较大的玻璃砖 D．入射角变大，会在界面发生全反射，因此入射角应尽量小 (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n=______________（结果保留2位有效数字）。 (3)如图丙所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心、R为半径作圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记，再以O点为圆心、r为半径作圆。关于玻璃折射率表达式正确的是_______。 A． B． C． D． 2．（2026·浙江杭州·一模）在“用插针法测量玻璃的折射率”的实验中， (1)某次实验情形如图甲所示，绘制光学面2所在位置时，正确的方法是 。 A．直接用铅笔沿玻璃砖光学面2画出界面直线 B．用刻度尺紧靠玻璃砖光学面2，移去玻璃砖，用铅笔沿刻度尺画出界面直线 (2)如图乙所示，在正确地完成实验操作后，某同学在纸上以O点为圆心作圆，并作辅助线。测量CM长度的情景如图丙所示，则__________cm；测得DN长度；本次实验测得玻璃的折射率__________（结果保留三位有效数字）。 (3)若其他操作正确，仅在插入大头针时不慎将其插在图乙中的“×”处，则测得玻璃的折射率将__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 3．（26-27高二上·重庆北碚·阶段检测）小张同学利用“插针法”测量玻璃砖的折射率，玻璃砖截面为直角三角形。实验步骤如下： a.在木板上铺一张白纸，将三角形玻璃砖放在白纸上并描出分界线AB和AC； b.在垂直于AB方向上插两枚大头针P1、P2，在AC一侧透过玻璃砖观察，在观察位置插第3枚大头针，使其挡住P1、P2的像，再插第4枚大头针； c.移去玻璃砖和大头针，作出光路图如图1所示。 (1)插第4枚大头针时，要求挡住______和P1、P2的像； (2)为了精确的测量玻璃砖的折射率，下列实验操作正确的是______（填选项前字母）； A．选用粗的大头针完成实验 B．大头针应垂直插在纸面上 C．大头针P1和P2、P3和P4之间的距离适当大些 D．画三角形玻璃砖的轮廓线时，用笔紧贴玻璃砖表面画线 (3)小张用量角器测量出光线P3P4与AC边夹角为β，三角形玻璃砖的顶角为α，则三棱镜的折射率n=______。 (4)小刘用另一块三棱镜实验，正确画出边界后，三棱镜平移到了虚线位置（底边仍重合），如图2所示。她以BC为分界面，则三棱镜玻璃材料折射率的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 ⏳题型02 用双缝干涉测量光的波长 4．（26-27高二上·广西南宁·期中）图甲为“用双缝干涉测量光的波长”装置图。 (1)关于实验，下列说法正确的是_______ A．双缝安装在图甲中的C位置 B．调节时应尽量使单缝与双缝在一条直线上且相互平行 C．仅将红色滤光片换成蓝色滤光片，则干涉条纹间距变大 D．要精确测量相邻条纹间距∆x，只需测几组相邻两条亮纹（或暗纹）中心间的距离再求平均值 (2)已知该装置中双缝间距为d，双缝到光屏的距离为l，在光屏上得到干涉图样如图乙所示，分划板中心在图中A位置时游标卡尺的读数记为xA，在B位置时游标卡尺的读数如图丙所示，示数xB为______mm； (3)由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______。（用题中物理量符号表示，已知xB>xA） 5．（26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测）在用双缝干涉测量光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题： (1)如图（a）、（b）两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是_________。 (2)将下表中的光学元件放在图（c）所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，除白光光源C外各光学元件的排列顺序应为_________。（填写元件代号） (3)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm，双缝到光屏的距离L=0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图（d）所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图（e）所示，则其示数xA=________mm；在B位置时游标卡尺如图（f）所示，则相邻两条亮条纹间距Δx=________mm（结果保留3位有效数字）。 (4)由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m（结果保留3位有效数字）。 (5)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_________（填“变大”“不变”或“变小”）。 (6)某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐，如图（g）所示，下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是_________。（选填“A”“B”“C”或“D”） A．仅转动双缝 B．仅转动手轮 C．仅转动测量头 D．仅转动目镜 6．（26-27高三上·山东济南·开学考试）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d＝0.50mm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l＝______cm。 (3)利用公式______（用l、d和表示），某同学计算得该激光的波长为640nm，此波长的光为电磁波中的______（填“红外线”“可见光”或“紫外线”）。 7．（25-26高二下·辽宁沈阳·期末）如图，单色光从单缝射出，一部分光直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏。从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。光源到平面镜和到光屏的距离分别为和，，镜面与光屏垂直。 (1)若测得第2条亮纹中央到第7条亮纹中央的间距为，则该单色光的波长__________（用、、表示）； (2)以下哪些操作能够减小光屏上相邻两条亮纹之间的距离__________； A．将单缝稍向下移动一些 B．将平面镜稍向下移动一些 C．将光屏稍向左移动一些 D．将光源发出的光由绿色改为红色 (3)将平面镜稍向右平移的过程中，可以观察到__________。 A．某一条纹向下移动 B．任意条纹均不移动 C．出现条纹的区域下移 D．出现条纹的区域不变 ⏳题型03 用油膜法估测油酸分子的大小 8．（26-27高三·全国·一轮复习）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤： ①往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小； ④将6 mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴地滴入烧杯中，每滴入80滴，注射器上的刻度减少1 mL； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； (1)上述步骤中，正确的顺序是________（填写步骤前面的数字）。 (2)每一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为________m3。油膜边缘轮廓如图所示（已知图中正方形小方格的边长为1 cm），则可估算出油酸分子的直径约为________m（此空保留1位有效数字）。 (3)完成本实验有三点理想化假设：（请将第②条补充完整） ①将油酸分子视为球形； ②____________________； ③油酸分子紧密排列无间隙。 9．（26-27高三上·天津武清·阶段检测）在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸注入的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止，摇动容量瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到为止，恰好共滴了滴； ③在边长约的浅水盘内注入约深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有痱子粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为的方格纸上，算出完整的方格有个，大于半格的有个，小于半格的有个。 (1)这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为______；这层油膜的厚度可视为油酸分子的______。 (2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为______，油膜面积为______，求得的油膜分子直径为______。（结果全部取2位有效数字） (3)（多选）某学生在做该实验时，发现计算的直径偏大，可能的原因是______。 A．痱子粉撒得过多 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．计算每滴体积时，的溶液的滴数多记了几滴 D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间 10．（24-25高二下·陕西西安·阶段检测）某同学做“用油膜法估测分子的直径”实验。 (1)本实验做了三个理想化假设：将油酸分子视为球形；油酸分子在水面上形成______；油酸分子是紧挨在一起的。 (2)整个实验过程如下，合理的操作顺序为BD______A。（用字母代号表示） A．用公式求出薄膜厚度，即油酸分子的直径 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溶液时的滴数 C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上 D．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 E.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，再根据方格的边长求出油膜的面积S F.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 (3)在一次实验中，由于爽身粉撒得过多，得到了如图所示的油膜，如果按此油膜来计算分子直径，你认为测量结果相对真实值______。（选填“偏大”“偏小”或“无系统误差”） ⏳题型04 探究气体等温变化的规律 11．（26-27高三上·福建龙岩·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________（选择“A、吸热”“B、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________（选择“A、大于”“B、小于”“C、等于”）； (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，如图丙所示。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，纵截距表示的是________。（选填“A、胶管内气体体积”“B、胶管内气体体积的相反数”） 12．（26-27高三·全国·一轮复习）使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，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。 (1)甲同学在实验中，测得的实验数据如表所示，仔细观察“”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是________。 序号 V（mL） p（×105 Pa） （×105 Pa·mL） 1 20.0 1.0010 20.020 2 18.0 1.0952 19.714 3 16.0 1.2313 19.701 4 14.0 1.4030 19.642 5 12.0 1.6351 19.621 A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B．实验时环境温度升高了 C．实验时外界大气压强发生了变化 D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏 (2)乙同学在实验中操作规范，读数正确，经描点连线得图像如图2所示，已知该图像为一条倾斜直线，但未过原点，其原因可能是____________________________。 13．（2026高三·全国·专题练习）如图1所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1； ③重复上述步骤②，多次测量并记录数据； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 (1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的____和____。 (2)根据记录的实验数据，作出了如图2所示的p-V图。对图线进行分析，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满足关系式________，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。图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义是__________________________________________。 (3)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T1、T2，且T1>T2.在如图3所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是________（填字母）。 (4)在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图4所示。对于两组的图线并不相同的结果，他们请教了老师，老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别是m1、m2、m3和m4，则由图可知它们的大小关系是m1____m2，m3____m4（均选填“大于”或“小于”）。 重难·创新演练 设题创新:测透明液体的折射率(T1);用双缝干涉实验测量光的波长(T2);用油膜法估测油酸分子的大小(T3);探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系(T4) 1．（26-27高二上·重庆九龙坡·阶段检测）小杨同学利用光的全反射原理测量某透明液体的折射率。如图甲所示，容器水平放置且底部铺有白纸，激光竖直射向溶液时，能观察到圆形“暗区”和其外部亮度逐渐减弱的“亮区”，如图乙所示。 (1)为探究“暗区”形成原因，小杨同学分析认为：由于激光在O点发生漫反射，因此O点可视为一个点光源。该点光源向各个方向射出反射光，光线由液体射向空气界面，入射角θ1较小时，部分光折射出液面，折射角为θ2，光路如图丙所示。则液体对此种颜色光的折射率为_____；若丙图中入射点O1向右移动，则入射角_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）；最终他发现，入射角小于临界角C时，部分光折射出液面，水槽底部该处接收光少，形成暗区；入射角大于等于临界角时发生全反射，光线返回槽底形成亮区。 (2)实验中小杨发现，测量角度并不容易，但溶液的深度h与圆形“暗区”的直径d易得，所以他将液体对此种颜色光的折射率表示为_____（用h、d表示）； (3)“亮区”光照强度的峰值是恰好发生全反射光线的落点，为暗区真实物理边界，峰值内侧区域亮度虽逐渐上升但整体仍偏暗，人眼会主观把边界识别到峰值外侧。由此可知，小杨得到的折射率比真实值_____（选填“偏大”“偏小”“不变”）。 2．（26-27高三上·湖南郴州·阶段检测）利用光传感器可以分析光的衍射和干涉现象。实验装置如图所示，包括激光光源、缝板（单缝、双缝）和光屏（光传感器）。光照信息经计算机处理后，能直观显示出光传感器上各点的光照强度，据此可分析条纹特征。 (1)保持装置的位置和双缝不变，分别用红光和蓝光照射缝板，测得红光和蓝光的衍射和干涉结果，以下为光屏相同区域内不同颜色光的光强分布图像，其中红光的衍射图像是__________。 A． B． C． D． (2)关于该实验，下列描述正确的是__________。 A．干涉实验用激光作为光源主要是因为激光能量高 B．单缝越宽，衍射现象越明显 C．光强分布图像中的波峰位置为暗条纹中心 D．光源靠近双缝时，相同区域内观察到的波峰数量不变 (3)某次双缝干涉实验相邻两条亮条纹的中心间距是，双缝到屏的距离为，双缝的间距为，则所用激光的波长为__________（结果保留三位有效数字）。 3．（24-25高二下·贵州贵阳·阶段检测）(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是_________（用符号表示）； A． B． C． D． (2)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液。稀释的目的是_______________。 (3)在该实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1000ml溶液中有1ml纯油酸。用注射器测得1ml上述溶液有100滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图所示，坐标格的正方形大小为20mm×20mm。 可以估算出油膜的面积是__________m2，1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为__________m3，由此估算出油酸分子的直径是__________m；（所有结果保留二位有效数字） 4．（26-27高三上·天津宁河·阶段检测）某学习小组做“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。使用的器材有：注射器、气压传感器、数据采集器、计算机等，器材的连接如图所示，其中注射器与气压传感器之间由一根塑料连通管连接。 (1)实验过程中为保持注射器内气体温度不变，需________（选填“缓慢”或“快速”）移动注射器的活塞。 (2)实验小组收集的实验数据如表所示，在图中描点作出数据点如图甲所示。分析发现，这些数据点明显偏离期待中的直线，且气体体积越小偏离越________（选填“大”或“小”）。 次数 V/ml p/×103Pa 1 4 204.1 2 6 157.2 3 8 120.0 4 10 105.0 5 12 88.9 6 14 78.3 7 16 70.7 (3)小明认为，塑料连通管内的气体体积没有计入是实验数据存在偏差的原因，利用以上实验数据在坐标系中描出各点如图丙所示。 ①请作出图线________。分析图线可知塑料连通管内的气体体积约为________mL。（结果保留1位有效数字） ②综合以上实验过程及分析，初步可知：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成________。 真题·实战演练 高频考点：测平行玻璃砖的折射率；用双缝干涉实验测量光的波长；探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系；用油膜法估测油酸分子的大小 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．（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 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·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”）。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $