任務(wù)群檢測練(二十)熱學(xué)和光學(xué)實驗如圖所示為某同學(xué)利用插針法測定半圓形玻璃磚折射率的實驗，在一半圓形玻璃外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時，P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像，關(guān)于該實驗：(1)以下說法正確的是________；A．P1、P2及P3、P4之間的距離適當大些，可以提高準確度B．P1、P2及P3、P4之間的距離取得小些，可以提高準確度C．入射角θ適當大些，可以提高準確度D．P1、P2的間距及入射角的大小均與實驗的準確度無關(guān)(2)該玻璃磚的折射率n＝________。解析：(1)為了減小實驗的誤差，應(yīng)使同側(cè)大頭針之間的距離適當大一些，入射角適當大一些，故A、C正確，B、D錯誤。(2)根據(jù)折射定律得，玻璃磚的折射率為n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)。答案：(1)AC(2)eq\r(3)2．用如圖所示的實驗裝置觀察雙縫干涉圖樣。圖中①是光源，②是濾光片，③是單縫，④是帶有雙縫的遮光筒，⑤是光屏。雙縫之間的距離是0.2mm，用的是藍色濾光片，從右側(cè)目鏡中可以看到藍色干涉條紋。(1)下列操作能增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間距離的是________。A．增大雙縫之間的距離B．把單縫向雙縫的方向移動C．將藍色濾光片改成紅色濾光片D．把光屏向靠近雙縫的方向移動(2)轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，先將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋中心對齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖甲所示，x1＝________mm，然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示，則相鄰兩亮條紋的間距是________mm。(3)如果已經(jīng)量得雙縫和光屏之間的距離是1200mm，則待測光的波長是________m。(取三位有效數(shù)字)解析：(1)根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知，增大雙縫之間的距離時，條紋間距變小，故A錯誤；由上式可知，條紋間距與單、雙縫之間的距離無關(guān)，故B錯誤；將藍色濾光片改成紅色濾光片，波長變長，所以條紋間距變大，C正確；由上式可知，把光屏向靠近雙縫的方向移動，則條紋間距變小，故D錯誤。(2)由題圖甲可讀出x1＝2mm＋0.331mm＝2.331mm由題圖乙可讀出x2＝15mm＋0.376mm＝15.376mm則相鄰亮條紋間距為Δx＝eq\f(x2－x1,5)＝2.609mm。(3)λ＝eq\f(d,l)Δx＝4.35×10－4mm＝4.35×10－7m。答案：(1)C(2)2.3312.609(3)4.35×10－73．在做“用油膜法估測分子大小”的實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL。用注射器測得1mL上述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標紙中正方形方格的邊長為1cm。(1)油酸膜的面積是________cm2。(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是__________cm3。(3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑是________m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)某同學(xué)在實驗過程中，在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，這是為什么呢？請寫出你分析的原因：_____。解析：(1)根據(jù)題圖中的輪廓可知，油膜面積為S＝106×1cm2＝106cm2。(2)1滴溶液中含純油酸的體積為V＝eq\f(1,75)×eq\f(6,104)mL＝8×10－6cm3。(3)油酸分子直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－6,106)cm≈7.5×10－8cm＝7.5×10－10m。(4)主要有兩個原因：①水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復(fù)水平，因此油膜的面積先擴張后又收縮；②油酸酒精溶液中的酒精將溶于水并很快揮發(fā)，使液面收縮。答案：(1)106(2)8×10－6(3)7.5×10－10(4)見解析4．某同學(xué)測量玻璃磚的折射率，準備了下列器材：激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚。如圖所示，直尺與玻璃磚平行放置，激光筆發(fā)出的一束激光從直尺上O點射向玻璃磚表面，在直尺上觀察到A、B兩個光點，讀出O、A間的距離為20.00cm，A、B間的距離為6.00cm，測得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d1＝10.00cm，玻璃磚厚度d2＝4.00cm。玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中傳播速度v＝________m/s。(光在真空中傳播速度c＝3.0×108m/s，結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)解析：作出光路圖如圖所示，根據(jù)幾何知識可得入射角i＝45°，設(shè)折射角為r，則tanr＝eq\f(3,4)，所以sinr＝eq\f(3,5)，故折射率n＝eq\f(sini,sinr)≈1.2，所以光在玻璃中的傳播速度v＝eq\f(c,n)＝2.5×108m/s。答案：1.22.5×1085．某實驗小組的同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律，注射器中密封了一定質(zhì)量的氣體。實驗時，為判斷氣體壓強與體積的關(guān)系，________(選填“需要”或“不需要”)測出空氣柱的橫截面積。(2)測得多組空氣柱的壓強p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標，則應(yīng)以________為橫坐標。在坐標系中描點作圖，作出的圖線如圖乙所示。(3)為能更準確地測出氣體的壓強，某同學(xué)直接用軟管連通注射器和另一壓強傳感器(測量壓強更準確)，如圖丁所示。用(2)中方法作出的圖線如圖丙所示，而該圖線不過原點，為減小這一實驗誤差，請寫出一條改進建議：________________。解析：(1)由于注射器的橫截面積相等，所以在此可用長度代替體積，故不需要測橫截面積。(2)反比例函數(shù)是曲線，正比例函數(shù)是過原點的直線，所以要畫p-eq\f(1,V)圖像，則應(yīng)以eq\f(1,V)為橫坐標。(3)某同學(xué)直接用軟管連通注射器和另一壓強傳感器，用(2)中方法作出的圖線如題圖丙所示，該圖線不過原點，顯然是軟管里的氣體沒計算，體積的測量值偏小造成的，所以選用容積較大的注射器可改善。答案：(1)不需要(2)eq\f(1,V)(或體積的倒數(shù))(3)選用容積較大的注射器(或?qū)嶒炛袣怏w的體積不能壓縮得過小或測出軟管中氣體的體積等)6．(1)細絲和單縫有相似的衍射圖樣。在相同條件下，小明用激光束分別垂直照射兩種不同直徑的細絲Ⅰ和細絲Ⅱ，在光屏上形成的衍射圖樣如圖甲中a和b所示。已知細絲Ⅰ的直徑為0.605mm，現(xiàn)用螺旋測微器測量細絲Ⅱ的直徑，如圖乙所示，細絲Ⅱ的直徑為________mm。圖甲中的________(選填“a”或“b”)是細絲Ⅱ的衍射圖樣。(2)小明在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時，嘗試用單縫和平面鏡做類似實驗。單縫和平面鏡的放置如圖丙所示，白熾燈發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為波長為λ的單色光照射單縫，能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋。小明測得單縫與鏡面延長線的距離為h、與光屏的距離為D，則條紋間距Δx＝________。隨后小明撤去平面鏡，在單縫下方A處放置同樣的另一單縫，形成雙縫結(jié)構(gòu)，則在光屏上________(選填“能”或“不能”)觀察到干涉條紋。解析：(1)因為螺旋測微器主尺的半格為0.5mm，完整一格為1mm，螺旋轉(zhuǎn)輪上面一格為0.01mm，再估讀一位，由題圖乙可知，直徑為0.999mm；衍射單縫越窄，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距越大；單縫越寬，衍射現(xiàn)象越不明顯，條紋間距越小，題圖甲中a的條紋間距小，對應(yīng)的細絲比較粗，題圖甲中b的條紋