專題分層突破練18光學(xué)與熱學(xué)實驗高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI20251234561.(6分)(2023江蘇卷)在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗中,實驗裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱為研究對象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是

。

A.把柱塞快速地向下壓B.把柱塞緩慢地向上拉C.在橡膠套處接另一注射器,快速推動該注射器柱塞D.在橡膠套處接另一注射器,緩慢推動該注射器柱塞B123456解析

把柱塞快速地向下壓,外界對氣體做功,氣體和外界沒有熱量交換,氣體的內(nèi)能增加,溫度升高,不是等溫變化,選項A錯誤;把柱塞緩慢地向上拉,氣體溫度總和大氣溫度相同,發(fā)生等溫變化,選項B正確;在橡膠套處接另一注射器,推動注射器時,原注射器內(nèi)氣體的質(zhì)量變化,選項C、D錯誤。1234562.(10分)(2024湖北卷)某同學(xué)利用激光測量半圓柱體玻璃磚的折射率,具體步驟如下:①平鋪白紙,用鉛筆畫兩條互相垂直的直線AA'和BB',交點為O。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼AA',并使其圓心位于O點,畫出玻璃磚的半圓弧輪廓線,如圖甲所示。甲123456②將一細(xì)激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃磚,記錄折射光線與半圓弧的交點M。③拿走玻璃磚,標(biāo)記CO光線與半圓弧的交點P。④分別過M、P作BB'的垂線MM'、PP',M'、P'是垂足,并用刻度尺分別測量MM'、PP'的長度x和y。⑤改變?nèi)肷浣?重復(fù)步驟②③④,得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出y-x圖像,如圖乙所示。乙123456(1)關(guān)于該實驗,下列說法正確的是

(單選,填標(biāo)號)。

A.入射角越小,誤差越小B.激光的平行度好,比用插針法測量更有利于減小誤差C.選擇圓心O點作為入射點,是因為此處的折射現(xiàn)象最明顯(2)根據(jù)y-x圖像,可得玻璃磚的折射率為

(保留三位有效數(shù)字)。

(3)若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑,則折射率的測量結(jié)果

(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

B1.58不變123456解析

本題考查測介質(zhì)折射率的數(shù)據(jù)處理和誤差分析。(1)入射角適當(dāng)即可,不能太小,入射角太小,導(dǎo)致折射角太小,測量的誤差會變大,故A錯誤;激光的平行度好,比用插針法測量更有利于減小誤差,故B正確;相同的材料在各點的折射效果都一樣,故C錯誤。(3)根據(jù)(2)中數(shù)據(jù)處理可知,若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑,則折射率的測量結(jié)果不變。1234563.(12分)(2024廣東梅州模擬)如圖甲所示,在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中,將實驗儀器按要求安裝在光具座上,并選用縫間距d=0.20mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離L=700mm。然后,接通電源使光源正常工作。甲123456(1)已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米,游標(biāo)尺為20分度,某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測量頭的目鏡看去,使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對齊,如圖乙所示,此時測量頭上主尺和游標(biāo)尺的示數(shù)如圖丙所示,此示數(shù)為

mm;接著再轉(zhuǎn)動手輪,使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對齊,測得A、B條紋間的距離x=8.40mm。則經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長λ=

(用題目中所給字母寫出表達式),利用上述測量結(jié)果,經(jīng)計算可得波長λ=

m(保留2位有效數(shù)字)。

乙丙0.354.8×10-7123456(2)另一同學(xué)按實驗要求安裝好儀器后,觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好,若他對實驗裝置進行了調(diào)整后,在像屏上仍能觀察到清晰的條紋,且條紋數(shù)目有所增加,則該調(diào)整可能是

。

A.僅增加光源與濾光片間的距離B.僅增加單縫與雙縫間的距離C.僅將單縫與雙縫的位置互換D.僅將紅色濾光片換成綠色濾光片D123456解析

(1)圖丙中游標(biāo)卡尺的最小分度值為0.05

mm,主尺示數(shù)為0,游標(biāo)尺的第7刻度線與主尺刻度線對齊,則示數(shù)為0+7×0.05

mm=0.35

mm;(2)該同學(xué)對實驗裝置調(diào)節(jié)后,在像屏上仍能觀察到清晰的條紋,且條紋數(shù)目有所增加,可知相鄰條紋間的寬度減小,由公式Δx=

可知,該調(diào)節(jié)可能是更換波長更短的光做實驗,即將紅色濾光片換成綠色濾光片,其他選項的調(diào)節(jié)都達不到該實驗效果,故D正確。1234564.(10分)在用油膜法估測分子大小的實驗中,所用油酸酒精溶液的濃度為每V1體積溶液中有體積V2的純油酸,用注射器和量筒測得V0體積的上述溶液有n滴,把一滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中,待水面穩(wěn)定后,得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示,圖中每個小正方形格的邊長為a,則可求得:(1)油酸薄膜的面積S=

。

(2)油酸分子的直徑是

。(用V1、V2、V0、n、S表示)

(3)某同學(xué)實驗中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏大,可能是由于

。A.油膜中含有大量未溶解的酒精B.計算油膜面積時,舍去了所有不足一格的方格C.用注射器和量筒測V0體積溶液滴數(shù)時多記錄了幾滴D.水面上痱子粉撒得太多,油膜沒有充分展開71a2(69a2~73a2均可)BD123456解析

(1)輪廓包圍方格約為71個,故油酸薄膜的面積為S=71a2。

123456(3)如果油膜中含有大量未溶解的酒精,導(dǎo)致油酸的實際面積比統(tǒng)計面積小,計算時采用統(tǒng)計的油酸面積S偏大,由d=可知,油酸分子直徑d的計算值將比真實值偏小,故A錯誤;如果計算油膜面積時,舍去了所有不足一格的方格,導(dǎo)致統(tǒng)計的油膜面積偏小,計算結(jié)果將偏大,故B正確;用注射器和量筒測V0體積溶液滴數(shù)時多記錄了幾滴,則每一滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積的測量值偏小,計算結(jié)果將偏小,故C錯誤;如果水面上痱子粉撒得較多,油酸沒有充分展開,導(dǎo)致統(tǒng)計的油酸面積比充分展開的油酸面積小,計算結(jié)果將偏大,故D正確。1234565.(12分)在利用雙縫干涉測定光的波長實驗中,雙縫間距為d,雙縫到光屏間的距離為L,在調(diào)好實驗裝置后,用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋,用測量頭來測量亮條紋中心間的距離,當(dāng)分劃板在圖甲B位置時,對應(yīng)游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖乙所示,則:123456(1)分劃板在圖甲B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)xB=

mm。

(2)若分劃板在圖甲A位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)為xA(xA<xB),則該單色光的波長的表達式為λ=

(用xA、xB及題中所給字母及必要的數(shù)字表示)。

(3)若用頻率更高的單色光照射,同時增大雙縫間的距離,則條紋間距

(選填“變寬”“變窄”或“不變”)。

15.5變窄123456解析

(1)由圖可知游標(biāo)卡尺主尺刻度為15

mm,而游標(biāo)尺為10分度,分度值為0.1

mm,游標(biāo)尺第5格與主尺刻度對齊,可知游標(biāo)尺讀數(shù)為5×0.1

mm=0.5

mm,分劃板在圖中B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)xB=15

mm+0.5

mm=15.5

mm。123456若用頻率更高的單色光照射,同時增大雙縫間的距離d的情況下,條紋間距將變窄。1234566.(10分)(2024廣東高三階段練習(xí))某同學(xué)測量玻璃的折射率。實驗過程如下:(1)將玻璃磚平放在水平桌面的白紙上,用大頭針在白紙上標(biāo)記玻璃磚的邊界。(2)①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的P點水平入射,到達bc面上的Q點后折射出玻璃磚,用大頭針在白紙上標(biāo)記P點、Q點和激光筆出光孔S的位置;②移走玻璃磚,在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路,作ab界面的法線PM和光線PQ的反向延長線PN,過法線上的M點分別作PS和PN的垂線,垂足分別為A點和B點,如圖甲所示;123456③用刻度尺測量MA和MB的長度l1和l2,MA的長度讀數(shù)如圖乙所示,l1=

cm,測得l2為1.60cm。

(3)利用所測量的物理量,寫出玻璃磚的折射率表達式為n=

,由測得的數(shù)據(jù)可得折射率n為

(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(4)為了減小實驗的相對誤差,下列說法正確的是

。

A.選取M點盡量靠