熱點(diǎn)21機(jī)械振動(dòng)熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)eq\a\vs4\al(建議用時(shí)：30分鐘)1．(2024·安徽模擬預(yù)測)如圖所示，某同學(xué)利用插針法測定半圓形玻璃磚折射率實(shí)驗(yàn)，在一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時(shí)，P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像。(1)以下說法正確的是________。A．入射角θ越大越好B．入射角θ越小越好C．P1、P2及P3、P4之間的距離越小越好D．P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些(2)該玻璃磚的折射率n＝________，另一同學(xué)將大頭針P1和P2插在圓弧側(cè)某半徑延長線位置時(shí)，在另一側(cè)任何方向都看不到大頭針的像，可能的原因是________________。2．(2024·廣東省普通高中一模)某實(shí)驗(yàn)小組利用單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹怠?1)為了較精確地測量重力加速度的值，以下四種單擺組裝方式，應(yīng)選擇________________。(2)組裝好單擺，先用刻度尺測量擺線長度，再用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，其示數(shù)如圖甲，則小球直徑為____________mm。(3)周期公式中的L是單擺的擺長，其值等于擺線長與____________之和。(4)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變擺長并測出對(duì)應(yīng)的周期，得到如表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并描點(diǎn)在圖乙的坐標(biāo)系中，請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出T2－L圖像。次數(shù)12345L/m0.500.600.700.800.90T/s1.421.551.671.851.90T2/s22.022.402.793.423.61(5)根據(jù)T2－L圖像算出重力加速度g＝______________m/s2(π取3.14，結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。3．(2024·江西九江市二模)用如圖甲所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置來測量光的波長。(1)圖甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的名稱依次是________。A．單縫、雙縫、毛玻璃屏、目鏡B．雙縫、單縫、毛玻璃屏、目鏡C．單縫、雙縫、目鏡、毛玻璃屏D．雙縫、單縫、目鏡、毛玻璃屏(2)在調(diào)節(jié)儀器時(shí)單縫和雙縫應(yīng)該相互________(選填“垂直”或“平行”)放置。(3)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個(gè)分度。某同學(xué)調(diào)整手輪使測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)測量頭上游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為1.16mm；接著再同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，此時(shí)測量頭上游標(biāo)卡尺如圖乙所示，則讀數(shù)為________mm。已知雙縫間距d＝2.00×10－4m，測得雙縫到毛玻璃屏的距離L＝0.800m，所測光的波長λ＝________m(保留3位有效數(shù)字)。(4)為減小誤差，該實(shí)驗(yàn)并未直接測量相鄰亮條紋間的距離Δx，而是先測量多個(gè)條紋的間距再求出Δx。下列實(shí)驗(yàn)采用了類似方法的有________。A．“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中合力的測量B．“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中彈簧的形變量的測量C．“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中1滴油酸酒精溶液體積的測量4．(2024·貴州貴陽市適應(yīng)性一)某實(shí)驗(yàn)小組用插針法測定玻璃磚的折射率，請(qǐng)按要求完成以下問題。(1)把玻璃磚放在坐標(biāo)紙上，描出玻璃磚的兩個(gè)邊ab和cd。拿走玻璃磚后在ab的一側(cè)畫一直線作為入射光線，并畫出對(duì)應(yīng)的法線。(2)把玻璃磚重新放在坐標(biāo)紙上，使玻璃磚與ab、cd重合，在入射光線上豎直插上兩枚大頭針P1和P2，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，并豎直插上大頭針P3，使其擋住P2和P1的像；接著豎直插上大頭針P4，使其擋住__________。(3)移去大頭針和玻璃磚，用“·”表示大頭針的位置，如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中補(bǔ)畫出該次實(shí)驗(yàn)光線的徑跡。(4)利用所得光路圖和坐標(biāo)紙可測出該玻璃的折射率為__________。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)5．(2024·河北唐山市期末)使用如圖裝置做“探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，壓力表通過柱塞內(nèi)的細(xì)管與空氣柱相連，細(xì)管隱藏在柱塞內(nèi)部未在圖中標(biāo)明。序號(hào)V/mLp/(×105Pa)pV/(×105Pa·mL)13.851.03.8523.171.23.8132.701.43.7842.251.63.6051.951.83.51(1)使用控制變量法，實(shí)驗(yàn)中必須保持不變的參量是__________(選填“溫度”“體積”或“壓強(qiáng)”)。(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示，仔細(xì)觀察“pV”一欄中的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)越來越小，造成這一現(xiàn)象的主要原因是__________。A．實(shí)驗(yàn)時(shí)外界大氣壓強(qiáng)降低B．實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度升高了C．實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置內(nèi)的氣體向外發(fā)生了泄漏D．實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置內(nèi)柱塞與筒壁間的摩擦力越來越大(3)實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作正確的是________。A．為方便推拉柱塞，應(yīng)用手握住裝置外壁再推拉柱塞B．為保證封閉氣體的氣密性，應(yīng)在柱塞與裝置內(nèi)壁間涂上油脂C．裝置旁的刻度尺只要刻度分布均勻即可，可以不標(biāo)注具體數(shù)值D．連接壓力表和裝置內(nèi)空氣柱的細(xì)管中的氣體體積對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響(4)為更準(zhǔn)確地測出氣體的壓強(qiáng)，某同學(xué)用壓強(qiáng)傳感器替代壓力表，得到某次實(shí)驗(yàn)的p－V圖如圖所示，究其原因，是溫度發(fā)生了怎樣的變化________。A．一直降低 B．一直升高C．先降低后升高 D．先升高后降低參考答案與解析熱點(diǎn)21機(jī)械振動(dòng)熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)1．解析：(1)為了提高實(shí)驗(yàn)的精確度，實(shí)驗(yàn)時(shí)大頭針之間的距離適當(dāng)大些，入射角適當(dāng)大些，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。(2)根據(jù)折射定律，可得玻璃磚的折射率n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，另一同學(xué)將大頭針P1和P2插在圓弧側(cè)某半徑延長線位置時(shí)，在另一側(cè)任何方向都看不到大頭針的像，可能的原因是發(fā)生了全反射。答案：(1)D(2)eq\r(3)發(fā)生了全反射2．解析：(1)為了較精確地測量重力加速度的值，減小空氣阻力的影響，應(yīng)選擇小鋼球，小球在擺動(dòng)的過程中，要固定擺長不發(fā)生變化。(2)該游標(biāo)卡尺的分度值為0.1mm，則小球的直徑d＝1.8cm＋9×0.1mm＝18.9mm。(3)周期公式中的L是單擺的擺長，其值等于擺線長與小球半徑之和。(4)將表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，如圖所示。(5)根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))化簡可得T2＝eq\f(4π2,g)L根據(jù)T2－L圖像的斜率k＝eq\f(4π2,g)＝eq\f(3.6－0,0.90－0)s2/m解得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮＝π2≈9.86m/s2。答案：(1)D(2)18.9(3)小球半徑(4)圖見解析(5)9.863．解析：(1)光源和凸透鏡后面為濾光片，使光源發(fā)出的光變?yōu)閱紊?，之后為單縫，使單色光的相干性較好，之后為雙縫，變?yōu)閮墒喔晒猓谡诠馔仓袀鞑?，避免外界光線干擾，最后在毛玻璃上疊加形成干涉圖樣，我們?cè)偻ㄟ^目鏡進(jìn)行觀測，故選A。(2)在組裝儀器時(shí)單縫和雙縫應(yīng)該相互平行放置。(3)測量頭精度為0.02mm，故讀數(shù)為1.5cm＋1×0.02mm＝15.02mm；由公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知λ＝eq\f(dΔx,L)＝eq\f(2.00×10－4×（15.02－1.16）×10－3,0.800×5)m＝6.93×10－7m。(4)“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中合力的測量，采用等效替代的方法，故A錯(cuò)誤；“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中彈簧形變量的測量，采用多次測量求平均值的方法，故B錯(cuò)誤；“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中1滴油酸酒精溶液體積的測量采用的放大測量取平均值的方法，故C正確。答案：(1)A(2)平行(3)15.026．93×10－7(4)C4．解析：(2)第四枚大頭針P4要擋住P3和P2、P1的像。(3)實(shí)驗(yàn)光線的徑跡如圖所示。(4)根據(jù)光路圖和坐標(biāo)紙，入射角的正弦值sinθ1＝eq\f(20,\r(202＋172))，折射角的正弦值sinθ2＝eq\f(9,\r(162＋92))，該玻璃的折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)≈1.6。答案：(2)P3和P2、P1的像(3)圖見解析(4)1.65．解析：(1)該實(shí)驗(yàn)為“探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，使用控制變量法，實(shí)驗(yàn)中必須保持不變的參量是溫度。(2)封閉氣體的壓強(qiáng)與外界大氣壓無關(guān)，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)若環(huán)境溫度升高了，則根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，pV乘積應(yīng)該變大，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置內(nèi)的氣體向外發(fā)生了泄漏，根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，式中常數(shù)C是一個(gè)與質(zhì)量有關(guān)的常數(shù)，若實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置內(nèi)的氣體向外發(fā)生了泄漏，pV的乘積將減小，故C正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置內(nèi)柱塞與筒壁間的摩擦力越來越大并不會(huì)影響氣體的壓強(qiáng)和體積，故D錯(cuò)誤。(3)若用手握住裝置外壁再推拉柱塞，則會(huì)因人體與裝置內(nèi)氣體發(fā)生熱傳遞而改變氣體的溫度，因此不能用手握住裝置外壁再推拉柱塞，故A錯(cuò)誤；為保證封閉氣體的氣密性，應(yīng)在柱塞與裝置內(nèi)壁間涂上油脂，故B正確；由于注射器橫截面積一定，初、末狀態(tài)的體積比就等于空氣柱的長度之比，因此裝置旁的刻度尺只要刻度分布均勻即可，可以不標(biāo)注具體數(shù)值，對(duì)實(shí)驗(yàn)的可靠度不會(huì)產(chǎn)生影響，故C正確；設(shè)細(xì)管中氣體的體積為ΔV，則隨著壓強(qiáng)的變化，細(xì)管中壓強(qiáng)與體積的乘積pΔV將發(fā)生改變，而在