資源簡介

微專題24　光學和熱學實驗
一、測量玻璃的折射率
1.注意事項
(1)應盡可能將大頭針豎直地插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O'之間距離要稍大一些。
(2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)，當θ1太大時，反射光較強，折射光較弱，當θ1太小時，入射角、折射角測量的相對誤差較大。
2.數據處理
方法1：用量角器量出入射角θ1和折射角θ2，用公式n=計算折射率。
方法2：如圖所示，以O點為圓心，以某一長度為半徑作圓，過圓與光線的交點作出兩條垂線PN和QN'，用公式n=計算折射率。
二、用雙縫干涉測量光的波長
　實驗原理與操作
1.用刻度尺測量出雙縫到光屏間的距離l，由公式Δx=λ得λ=Δx，由此式計算波長，重復測量、計算，求出波長的平均值。
2.調節測量頭時，應使分劃板中心刻線和亮條紋的中心對齊，記錄此時手輪上的讀數，轉動測量頭，使分劃板中心刻線和另一亮條紋的中心對齊，記下此時手輪上的讀數。
3.為了減小誤差，要測n個亮條紋的間距，計算得出相鄰兩條亮條紋間的距離Δx，即Δx=。
三、用油膜法估測油酸分子的大小
1.實驗原理
(1)將油酸酒精溶液滴在水面上，讓溶液盡可能散開，可認為油酸在水面上形成單分子油膜層；
(2)如果把分子看成球形，單分子油膜層的厚度就可以看成油酸分子的直徑；
(3)測出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V和油膜的面積S，由d=就可以算出油酸分子的直徑。
2.油膜面積的計算
用數格子的方法計算油膜面積：大于半格的算一個，小于半格的舍去。
3.油膜體積的計算
V=×油酸酒精溶液中油酸體積百分比。
四、探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系
注意事項
(1)為保持氣體溫度不變，實驗過程中不要用手握住注射器；同時，改變體積過程應緩慢，以免影響密閉氣體的溫度。
(2)在等溫過程中，氣體的p-V圖像為雙曲線的一支，要通過坐標變換，畫p-圖像，把雙曲線變為直線，以直觀地判斷p和V成反比。
1.(2024·福建寧德市一模)在用油膜法估測油酸分子大小的實驗中，具體操作如下：
①取純油酸1.0 mL注入2 500 mL的容量瓶內，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到2 500 mL的刻度為止，搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數，直到達到1.0 mL為止，恰好共滴了100滴；
③在邊長約40 cm的淺水盤內注入約2 cm深的水，將細爽身粉均勻地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，膜上沒有爽身粉，可以清楚地看出油膜輪廓；
④待油膜形狀穩定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油膜的形狀；
⑤將畫有油酸膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0 cm的方格紙上。
(1)(4分)利用上述具體操作中的有關數據可知一滴油酸酒精溶液含純油酸體積為　　　　 m3，求得的油酸分子直徑為　　　　 m(結果均保留一位有效數字)。
(2)(2分)于老師在該實驗中最終得到的油酸分子的直徑和大多數同學的比較，數據偏大。出現這種結果的原因，可能是　　　　。
A.計算油酸膜面積時，錯將所有不完整的方格作為完整的方格處理
B.水面上爽身粉撒的較多，油酸膜沒有充分展開
C.求每滴溶液體積時，1 mL的溶液的滴數多記了10滴
2.(2024·湖北卷·11)某同學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(a)所示。
②將一細激光束沿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，并用米尺分別測量MM'、PP'的長度x和y。
⑤改變入射角，重復步驟②③④，得到多組x和y的數據。根據這些數據作出y-x圖像，如圖(b)所示。
(1)(2分)關于該實驗，下列說法正確的是　　　　　(單選，填標號)。
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象最明顯
(2)(2分)根據y-x圖像，可得玻璃磚的折射率為　　　　　　(保留三位有效數字)。
(3)(2分)若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結果　　　(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
3.(2024·北京市東城區二模)某同學對如圖甲所示的雙縫干涉實驗裝置進行調節并觀察實驗現象。
(1)(1分)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數增多，可以　　　　(選填選項前的字母)。
A.將單縫向雙縫靠近
B.將紅色濾光片換成綠色濾光片
C.使用間距更小的雙縫
(2)(2分)若在屏上觀察到的干涉條紋如圖乙中a所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙中b所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變為原來的　　　　。
A. B. C.2倍 D.3倍
(3)(3分)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.30 mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20 m，分劃板中心刻線對準第1條亮條紋中心時讀數為21.75 mm，旋轉測量頭旋鈕，分劃板中心刻線對準第4條亮條紋中心時讀數如圖所示，則讀數為　　　　　 mm。所測單色光的波長為　　　　　 m(結果保留2位有效數字)。
4.(2023·山東卷·13)利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內封閉一定質量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器相連。活塞上端固定一托盤，托盤中放入砝碼，待氣體狀態穩定后，記錄氣體壓強p和體積V(等于注射器示數V0與塑料管容積ΔV之和)，逐次增加砝碼質量，采集多組數據并作出擬合曲線如圖乙所示。
回答以下問題：
(1)(2分)在實驗誤差允許范圍內，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質量的氣體　　　　。
A.p與V成正比　　　　B.p與成正比
(2)(2分)若氣體被壓縮到V=10.0 mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強為　　　　 Pa(保留3位有效數字)。
(3)(2分)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，他的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值會隨p的增大而　　　　(填“增大”或“減小”)。
5.(2024·安徽省鼎尖聯盟三模)學校物理小組的同學們利用如圖甲所示的實驗裝置探究一定質量的氣體等壓變化規律。注射器豎直固定在鐵架臺上，其中密封了一定質量的氣體，柱塞上固定一重物，被密封的空氣柱浸沒在燒杯的液體中，液體中放置有溫度計(圖中未畫出)。忽略柱塞與注射器之間的摩擦，通過改變燒杯內液體溫度讀取多組溫度、體積數值，并作體積—溫度圖像。
(1)(2分)下列說法正確的是　　　　(填選項字母)。
A.溫度計位置應盡量遠離空氣柱
B.柱塞上應涂上潤滑油
C.每次改變燒杯中液體的溫度時，應立即讀出空氣柱的體積
(2)(2分)某同學作出體積—熱力學溫度(V-T)圖像如圖乙所示，圖像不過原點的原因可能是　　　　。
(3)(2分)保持密封空氣柱質量不變，改變重物質量，通過兩次實驗作出體積—熱力學溫度(V-T)圖像得到兩條直線如圖丙所示。若兩條直線斜率分別為k1、k2，兩次重物及柱塞的總質量分別為m1、m2，柱塞橫截面積為S，重力加速度為g，則大氣壓強可表示為　　　　　　(使用題中所給字母表示)。
1.(2024·河北卷·11(1))某同學通過雙縫干涉實驗測量單色光的波長，實驗裝置如圖所示，其中測量頭包括毛玻璃、游標尺、分劃板、手輪、目鏡等。
該同學調整好實驗裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對干涉條紋進行測量，并記錄第一條和第六條亮紋中心位置對應的游標尺讀數，如表所示：
單色光類別 x1/mm x6/mm
單色光1 10.60 18.64
單色光2 8.44 18.08
根據表中數據，判斷單色光1為　　　　　　(填“紅光”或“綠光”)。
2.(2024·河北石家莊市三模)某同學利用如圖甲所示裝置做探究一定質量的理想氣體在溫度不變時壓強與體積關系的實驗。
實驗步驟如下：
①將一個帶兩根細管的橡膠塞塞緊燒瓶的瓶口，封閉一定質量的氣體。其中，一根帶閥門的細管連通充滿水的注射器，另一根細管與壓強傳感器相連。
②將壓強傳感器連接數據采集器，數據采集器連接計算機。
③打開閥門，用手握住燒瓶，緩慢推動注射器活塞向燒瓶內注入一定量的水，然后關閉閥門。
④根據注射器刻度記錄注入燒瓶中水的體積V，并記錄此時氣體的壓強p。
⑤多次實驗，記錄多組數據，分析得出結論。
(1)(2分)該同學錯誤的操作步驟為　　　　。
(2)(4分)正確進行實驗后，該同學根據實驗數據畫出的圖像如圖乙所示，其中的縱坐標為　　　　(選填“V”或“”)，燒瓶的容積V0為　　　　(用圖中字母表示)。
(3)(2分)另一同學重復實驗，計算了多組p與(V0-V)乘積，發現p(V0-V)隨壓強p增大而變小，導致這個現象的原因可能為　　　 　　　　(寫出一個原因即可)。
3.(2023·廣東卷·11)某同學用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率，實驗過程如下：
(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標記玻璃磚的邊界。
(2)(2分)①激光筆發出的激光從玻璃磚上的M點水平入射，到達ef面上的O點后反射到N點射出。用大頭針在白紙上標記O點、M點和激光筆出光孔Q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QM連線的延長線與ef面的邊界交于P點，如圖(a)所示。
③用刻度尺測量PM和OM的長度d1和d2。PM的示數如圖(b)所示，d1為　　　　 cm。測得d2為3.40 cm。
(3)(4分)利用所測量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達式n=　　　　 ；由測得的數據可得折射率n為　　　　(結果保留3位有效數字)。
(4)(2分)相對誤差的計算式為δ=×100%。為了減小d1、d2測量的相對誤差，實驗中激光在M點入射時應盡量使入射角　　　　。
答案精析
高頻考點練
1.(1)4×10-12　4×10-10　(2)B
解析　(1)一滴油酸酒精溶液含純油酸體積為V0=× m3=4×10-12 m3
由題圖可知油膜中大約有114個小方格，則油膜面積為
S=114×(1.0×10-2)2 m2=1.14×10-2 m2
則油酸分子直徑為
d== m≈4×10-10 m
(2)于老師在該實驗中最終得到的油酸分子的直徑和大多數同學的比較，數據偏大，根據d=
計算油酸膜面積時，錯將所有不完整的方格作為完整的方格處理，則油膜面積計算值偏大，油酸分子的直徑測量值偏小，故A錯誤；
水面上爽身粉撒的較多，油酸膜沒有充分展開，則油膜面積計算值偏小，油酸分子的直徑測量值偏大，故B正確；
求每滴溶液體積時，1 mL的溶液的滴數多記了10滴，則一滴油酸酒精溶液含純油酸體積測量值偏小，油酸分子的直徑測量值偏小，故C錯誤。
2.(1)B　(2)1.57　(3)不變
解析　(1)入射角適當即可，不能太小，入射角太小，導致折射角太小，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。
(2)設半圓柱體玻璃磚的半徑為R，根據幾何關系可得
入射角的正弦值為sin i=
折射角的正弦值為sin r=
則折射率為n==
可知y-x圖像的斜率大小等于折射率，即n=≈1.57
(3)根據(2)中數據處理方法可知折射率與半徑無關，若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結果不變。
3.(1)B　(2)B　(3)29.30　6.3×10-7
解析　(1)將單縫向雙縫靠近，對從目鏡中觀察到的條紋個數無影響，A錯誤；
由雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ可知，將紅色濾光片換成綠色濾光片，光的頻率變大，波長變小，干涉條紋間距Δx變小，則從目鏡中觀察到的條紋個數增多，B正確；
使用間距d更小的雙縫，由干涉條紋間距公式Δx=λ可知，干涉條紋間距Δx變大，觀察到的條紋個數減少，C錯誤。
(2)在屏上觀察到的干涉條紋如題圖乙中a所示，改變雙縫間的距離后，由題圖乙中b的條紋間距可知，相鄰條紋間距變為原來的2倍，根據Δx=λ，則雙縫間的距離變為原來題圖乙中a的。故選B。
(3)由題圖丙可知，對準第4條亮條紋中心時讀數為l4=29 mm+6×0.05 mm=29.30 mm
相鄰兩條亮條紋間距Δx== mm≈2.52 mm
由雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ可得λ== m
=6.3×10-7 m。
4.(1)B　(2)2.04×105　(3)增大
解析　(1)在實驗誤差允許范圍內，題圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質量的氣體，p與成正比。故選B。
(2)若氣體被壓縮到V=10.0 mL，則有
= mL-1=100×10-3 mL-1
由題圖乙可讀出封閉氣體壓強為
p=2.04×105 Pa
(3)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，根據
p(V0+ΔV)-pV0=pΔV
可知他的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值會隨p的增大而增大。
5.(1)B　(2)未考慮橡膠塞內注射器細管的氣體體積　(3)
解析　(1)溫度計盡量靠近注射器空氣柱位置，以免溫度計和空氣柱存在溫差，A項錯誤；柱塞上涂上潤滑油，可以減小摩擦增強密封性，B項正確；應該等充分熱交換后溫度計示數才能表示空氣柱溫度，C項錯誤。
(2)設橡膠塞內注射器細管的氣體體積為ΔV，則有
=C
即V=T-ΔV
所以V-T圖像不過原點的原因是未考慮橡膠塞內注射器細管的氣體體積。
(3)由(2)知k1=
k2=
對重物及柱塞整體受力分析
p1S=m1g+p0S
p2S=m2g+p0S
解得p0=。
補償強化練
1.綠光
解析　根據Δx=λ，可得λ=
由圖表代入數據可知
Δx1= mm=1.608 mm，
Δx2= mm=1.928 mm
故Δx1<Δx2，則λ1<λ2，綠光的波長小于紅光波長，則單色光1是綠光。
2.(1)③　(2)V　n　(3)見解析
解析　(1)探究一定質量的理想氣體在溫度不變時壓強與體積關系，在實驗過程中，用手握住燒瓶(步驟③)會導致容器中氣體溫度發生變化，會影響實驗，所以是錯誤的操作。
(2)設燒瓶容積為V0，
由玻意耳定律有p(V0-V)=C
得V=V0-C
所以圖像的縱坐標是V，圖像的縱截距為燒瓶的容積，有V0=n
(3)p(V0-V)與物質的量有關，與氣體溫度有關，實驗中發現p(V0-V)隨壓強p增大而變小，有可能是實驗過程中溫度降低或漏氣導致的。
3.(2)③2.25　(3)　1.51　(4)稍小一些
解析　(2)③刻度尺的最小分度為0.1 cm，由題圖(b)可知，d1為2.25 cm；
(3)玻璃磚折射率的表達式
n====
代入數據可知n=≈1.51
(4)相對誤差的計算式為δ=×100%，為了減小d1、d2測量的相對誤差，實驗中d1、d2要盡量大一些，即激光在M點入射時應盡量使入射角稍小一些。(共52張PPT)
微專題24
光學和熱學實驗
專題六　實驗
高頻考點練
內容索引
核心精講
補償強化練
一、測量玻璃的折射率
1.注意事項
(1)應盡可能將大頭針豎直地插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O'之間距離要稍大一些。
(2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)，當θ1太大時，反射光較強，折射光較弱，當θ1太小時，入射角、折射角測量的相對誤差較大。
核心精講
PART ONE
2. 數據處理
方法1：用量角器量出入射角θ1和折射角θ2，用公式n=計算折射率。
方法2：如圖所示，以O點為圓心，以某一長度為半徑作圓，過圓與光線的交點作出兩條垂線PN和QN'，用公式n=計算折射率。
二、用雙縫干涉測量光的波長
實驗原理與操作
1.用刻度尺測量出雙縫到光屏間的距離l，由公式Δx=λ得λ=Δx，由此式計算波長，重復測量、計算，求出波長的平均值。
2.調節測量頭時，應使分劃板中心刻線和亮條紋的中心對齊，記錄此時手輪上的讀數，轉動測量頭，使分劃板中心刻線和另一亮條紋的中心對齊，記下此時手輪上的讀數。
3.為了減小誤差，要測n個亮條紋的間距，計算得出相鄰兩條亮條紋間的距離Δx，即Δx=。
三、用油膜法估測油酸分子的大小
1.實驗原理
(1)將油酸酒精溶液滴在水面上，讓溶液盡可能散開，可認為油酸在水面上形成單分子油膜層；
(2)如果把分子看成球形，單分子油膜層的厚度就可以看成油酸分子的直徑；
(3)測出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V和油膜的面積S，由d=就可以算出油酸分子的直徑。
2.油膜面積的計算
用數格子的方法計算油膜面積：大于半格的算一個，小于半格的舍去。
3.油膜體積的計算
V=×油酸酒精溶液中油酸體積百分比。
四、探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系
注意事項
(1)為保持氣體溫度不變，實驗過程中不要用手握住注射器；同時，改變體積過程應緩慢，以免影響密閉氣體的溫度。
(2)在等溫過程中，氣體的p-V圖像為雙曲線的一支，要通過坐標變換，畫p-圖像，把雙曲線變為直線，以直觀地判斷p和V成反比。
1
2
3
4
5
高頻考點練
PART TWO
1.(2024·福建寧德市一模)在用油膜法估測油酸分子大小的實驗中，具體操作如下：
①取純油酸1.0 mL注入2 500 mL的容量瓶內，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到2 500 mL的刻度為止，搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數，直到達到
1.0 mL為止，恰好共滴了100滴；
1
2
3
4
5
③在邊長約40 cm的淺水盤內注入約2 cm深的水，將細爽身粉均勻地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，膜上沒有爽身粉，可以清楚地看出油膜輪廓；
④待油膜形狀穩定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油膜的形狀；
⑤將畫有油酸膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0 cm的方格紙上。
1
2
3
4
5
(1)利用上述具體操作中的有關數據可知一滴油酸酒精溶液含純油酸體積為　　　 　 m3，求得的油酸分子直徑為　　　 　 m(結果均保留一位有效數字)。
4×10-12
4×10-10
1
2
3
4
5
一滴油酸酒精溶液含純油酸體積為
V0=× m3=4×10-12 m3
由題圖可知油膜中大約有114個小方格，
則油膜面積為S=114×(1.0×10-2)2 m2=1.14×10-2 m2
則油酸分子直徑為
d== m≈4×10-10 m
1
2
3
4
5
(2)于老師在該實驗中最終得到的油酸分子的直徑和大多數同學的比較，數據偏大。出現這種結果的原因，可能是　　　。
A.計算油酸膜面積時，錯將所有不完整的方格作為完
整的方格處理
B.水面上爽身粉撒的較多，油酸膜沒有充分展開
C.求每滴溶液體積時，1 mL的溶液的滴數多記了10滴
B
1
2
3
4
5
于老師在該實驗中最終得到的油酸分子的直徑和
大多數同學的比較，數據偏大，根據d=，
計算油酸膜面積時，錯將所有不完整的方格作為完整的方格處理，則油膜面積計算值偏大，油酸分子的直徑測量值偏小，故A錯誤；
1
2
3
4
5
水面上爽身粉撒的較多，油酸膜沒有充分展開，則油膜面積計算值偏小，油酸分子的直徑測量值偏大，故B正確；
求每滴溶液體積時，1 mL的溶液的滴數多記了10滴，則一滴油酸酒精溶液含純油酸體積測量值偏小，油酸分子的直徑測量值偏小，故C錯誤。
1
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3
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5
2.(2024·湖北卷·11)某同學利用激光測量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下：
②將一細激光束沿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，標記CO光線與半圓弧的交點P。
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(a)所示。
1
2
3
4
5
④分別過M、P作BB'的垂線MM'、PP'，M'、P'是垂足，并用米尺分別測量MM'、PP'的長度x和y。
⑤改變入射角，重復步驟②③④，得到多組x和y的數據。根據這些數據作出y-x圖像，如圖(b)所示。
1
2
3
4
5
(1)關于該實驗，下列說法正確的是　　　(單選，填標號)。
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象最
明顯
B
1
2
3
4
5
入射角適當即可，不能太小，入射角太小，導致折射角太小，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。
1
2
3
4
5
(2)根據y-x圖像，可得玻璃磚的折射率為　　　(保留三位有效數字)。
1.57
1
2
3
4
5
設半圓柱體玻璃磚的半徑為R，根據幾何關系可得
入射角的正弦值為sin i=
折射角的正弦值為sin r=
則折射率為n==
可知y-x圖像的斜率大小等于折射率，即
n=≈1.57
1
2
3
4
5
(3)若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結果　　　(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
不變
根據(2)中數據處理方法可知折射率與半徑無關，若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實際半徑，則折射率的測量結果不變。
1
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3.(2024·北京市東城區二模)某同學對如圖甲所示的雙縫干涉實驗裝置進行調節并觀察實驗現象。
(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數增多，可以　　　(選填選項前的字母)。
A.將單縫向雙縫靠近
B.將紅色濾光片換成綠色濾光片
C.使用間距更小的雙縫
B
1
2
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4
5
將單縫向雙縫靠近，對從目鏡中觀察到的條紋個數無影響，A錯誤；
由雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ可知，將紅色濾光片換成綠色濾光片，光的頻率變大，波長變小，干涉條紋間距Δx變小，則從目鏡中觀察到的條紋個數增多，B正確；
使用間距d更小的雙縫，由干涉條紋間距公式Δx=λ可知，干涉條紋間距Δx變大，觀察到的條紋個數減少，C錯誤。
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(2)若在屏上觀察到的干涉條紋如圖乙中a所示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙中b所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變為原來的　　　。
A. B.
C.2倍 D.3倍
B
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5
在屏上觀察到的干涉條紋如題圖乙中a所示，改變雙縫間的距離后，由題圖乙中b的條紋間距可知，相鄰條紋間距變為原來的2倍，根據Δx=λ，則雙縫間的距離變為原來題圖乙中a的。故選B。
1
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(3)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.30 mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20 m，分劃板中心刻線對準第1條亮條紋中心時讀數為21.75 mm，旋轉測量頭旋鈕，分劃板中心刻線對準第4條亮條紋中心時讀數如圖所示，則讀數為　　　　 mm。所測單色光的波長為　　　　　 m(結果保留2位有效數字)。
29.30
6.3×10-7
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由題圖丙可知，對準第4條亮條紋中心時讀數為
l4=29 mm+6×0.05 mm=29.30 mm
相鄰兩條亮條紋間距Δx== mm≈2.52 mm
由雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ可得
λ== m=6.3×10-7 m。
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5
4.(2023·山東卷·13)利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內封閉一定質量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器相連。活塞上端固定一
托盤，托盤中放入砝碼，待氣體狀態穩定后，記錄氣體壓強p和體積V(等于注射器示數V0與塑料管容積ΔV之和)，逐次增加砝碼質量，采集多組數據并作出擬合曲線如圖乙所示。
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回答以下問題：
(1)在實驗誤差允許范圍內，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質量的氣體　　　。
A.p與V成正比
B.p與成正比
B
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在實驗誤差允許范圍內，題圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質量的氣體，p與成正比。故選B。
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(2)若氣體被壓縮到V=10.0 mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強為　　　 　 Pa(保留3位有效數字)。
2.04×105
若氣體被壓縮到V=10.0 mL，則有
= mL-1=100×10-3 mL-1
由題圖乙可讀出封閉氣體壓強為p=2.04×105 Pa
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(3)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，他的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值會隨p的增大而　　　　(填“增大”或“減小”)。
增大
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某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，根據
p(V0+ΔV)-pV0=pΔV
可知他的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值會隨p的增大而增大。
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5.(2024·安徽省鼎尖聯盟三模)學校物理小組的同學們利用如圖甲所示的實驗裝置探究一定質量的氣體等壓變化規律。注射器豎直固定在鐵架臺上，其中密封了一定質量的氣體，柱塞上固定一重物，被密封的空氣柱浸沒在燒杯的液體中，液體中放置有溫度計(圖中未畫出)。忽略柱塞與注射器之間的摩擦，通過改變燒杯內液體溫度讀取多組溫度、體積數值，并作體積—溫度圖像。
(1)下列說法正確的是　　　(填選項字母)。
A.溫度計位置應盡量遠離空氣柱
B.柱塞上應涂上潤滑油
C.每次改變燒杯中液體的溫度時，應立即讀出空氣柱的體積
B
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溫度計盡量靠近注射器空氣柱位置，以免溫度計和空氣柱存在溫差，A項錯誤；
柱塞上涂上潤滑油，可以減小摩擦增強密封性，B項正確；
應該等充分熱交換后溫度計示數才能表示空氣柱溫度，C項錯誤。
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(2)某同學作出體積—熱力學溫度(V-T)圖像如圖乙所示，圖像不過原點的原因可能是　　　　　 。
未考慮橡膠塞內注射器細管的氣體體積
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設橡膠塞內注射器細管的氣體體積為ΔV，則有
=C
即V=T-ΔV
所以V-T圖像不過原點的原因是未考慮橡膠塞內注射器細管的氣體體積。
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(3)保持密封空氣柱質量不變，改變重物質量，通過兩次實驗作出體積—熱力學溫度(V-T)圖像得到兩條直線如圖丙所示。若兩條直線斜率分別為k1、k2，兩次重物及柱塞的總質量分別為m1、m2，柱塞橫截面積為S，重
力加速度為g，則大氣壓強可表示為　　　　　 (使用題中所給字母表示)。
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5
由(2)知k1=
k2=
對重物及柱塞整體受力分析
p1S=m1g+p0S
p2S=m2g+p0S
解得p0=。
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補償強化練
PART THREE
1.(2024·河北卷·11(1))某同學通過雙縫干涉實驗測量單色光的波長，實驗裝置如圖所示，其中測量頭包括毛玻璃、游標尺、分劃板、手輪、目鏡等。
該同學調整好實驗裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對干涉條紋進行測量，并記錄第一條和第六條亮紋中心位置對應的游標尺讀數，如表所示：
單色光類別 x1/mm x6/mm
單色光1 10.60 18.64
單色光2 8.44 18.08
1
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根據表中數據，判斷單色光1為　　　 (填“紅光”或“綠光”)。
綠光
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根據Δx=λ，可得λ=
由圖表代入數據可知
Δx1= mm=1.608 mm，
Δx2= mm=1.928 mm
故Δx1<Δx2，則λ1<λ2，綠光的波長小于紅光波長，則單色光1是綠光。
單色光類別 x1/mm x6/mm
單色光1 10.60 18.64
單色光2 8.44 18.08
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2.(2024·河北石家莊市三模)某同學利用如圖甲所示裝置做探究一定質量的理想氣體在溫度不變時壓強與體積關系的實驗。
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實驗步驟如下：
①將一個帶兩根細管的橡膠塞塞緊燒瓶的瓶口，封閉一定質量的氣體。其中，一根帶閥門的細管連通充滿水的注射器，另一根細管與壓強傳感器相連。
②將壓強傳感器連接數據采集器，數據采集器連接計算機。
③打開閥門，用手握住燒瓶，緩慢推動注射器活塞向燒瓶內注入一定量的水，然后關閉閥門。
④根據注射器刻度記錄注入燒瓶中水的體積V，并記錄此時氣體的壓強p。
⑤多次實驗，記錄多組數據，分析得出結論。
(1)該同學錯誤的操作步驟為　　　。
③
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探究一定質量的理想氣體在溫度不變時壓強與體積關系，在實驗過程中，用手握住燒瓶(步驟③)會導致容器中氣體溫度發生變化，會影響實驗，所以是錯誤的操作。
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(2)正確進行實驗后，該同學根據實驗數據畫出的圖像如圖乙所示，其中的縱坐標為　　　(選填“V”或“”)，燒瓶的容積V0為　　　(用圖中字母表示)。
V
n
設燒瓶容積為V0，
由玻意耳定律有p(V0-V)=C
得V=V0-C
所以圖像的縱坐標是V，圖像的縱截距為燒瓶的容積，有V0=n
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(3)另一同學重復實驗，計算了多組p與(V0-V)乘積，發現p(V0-V)隨壓強p增大而變小，導致這個現象的原因可能為　　　　(寫出一個原因即可)。
見解析
p(V0-V)與物質的量有關，與氣體溫度有關，實驗中發現p(V0-V)隨壓強p增大而變小，有可能是實驗過程中溫度降低或漏氣導致的。
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3.(2023·廣東卷·11)某同學用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率，實驗過程如下：
(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標記玻璃磚的邊界。
(2)①激光筆發出的激光從玻璃磚上的M點水平入射，到達ef面上的O點后反射到N點射出。用大頭針在白紙上標記O點、M點和激光筆出光孔Q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QM連線的延長線與ef面的邊界交于P點，
如圖(a)所示。
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③用刻度尺測量PM和OM的長度d1和d2。PM的示數如圖(b)所示，d1為_______cm。測得d2為3.40 cm。
刻度尺的最小分度為0.1 cm，由題圖(b)可知，d1為2.25 cm；
2.25
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(3)利用所測量的物理量，寫出玻璃磚折射率的
表達式n=　　　 ；由測得的數據可得折射率n為______(結果保留3位有效數字)。
玻璃磚折射率的表達式
n====
代入數據可知n=≈1.51
1.51
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(4)相對誤差的計算式為δ=×100%。為了減小d1、d2測量的相對誤差，實驗中激光在M點入射時應盡量使入射角　　　　 。
相對誤差的計算式為δ=×100%，為了減小d1、d2測量的相對誤差，實驗中d1、d2要盡量大一些，即激光在M點入射時應盡量使入射角稍小一些。
稍小一些

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