二輪復(fù)習(xí)跟蹤訓(xùn)練：熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)

第19講熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)跟蹤訓(xùn)練

一、選擇題:

1.（2025?湖南長沙階段檢測(cè)）在“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，將體積

為Vi的純油酸配成總體積為L的油酸酒精溶液，用注射器取體積為Mo的上述溶

液,再把它一滴一滴地全部滴入燒杯,滴數(shù)為M把這樣的一滴油酸酒精溶液滴入

淺盤中，待穩(wěn)定后得到油膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示。圖中每個(gè)小正方形格的

邊長為?可估算出油酸分子的直徑為（）

AS8V1%NB58%%

22

.V2a?NV2a

22

^"7QNV2a'70V2a

2.（2025?四川樂山二模〕如圖所示，在“測(cè)量玻璃磚的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，將玻璃

磚在白紙上放好,和他分別是玻璃傳與空氣的兩個(gè)界面且相互平行。在玻璃

破的一側(cè)畫直線AO與〃優(yōu)交于O,在AO插兩枚大頭針P\和P2,用“X”表示大

頭針的位置,然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察,并依次插上大頭針P3和P4o下列說

法正確的是（）

A.插上大頭針尸4,使H擋住P3以及Pl、P2的像------?'

I

B.光可能在4r發(fā)生全發(fā)射，導(dǎo)致觀察不到Pi、P2的像b-----------b，

c.若兩個(gè)界面4〃和防不平行,將不能完成實(shí)驗(yàn)P1

D.若實(shí)驗(yàn)中不慎將玻璃磚向上平移了一些，其他操作均正確，則測(cè)得的折射率偏

大

3.（多選）（2025?江西九江二模）某同學(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。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，作出-V圖像如圖乙所示,

p

卜列說法止確的是（）

A.若增大氣體體積時(shí)拉活塞速度過快,對(duì)工

周一柱塞

生-3

應(yīng)的圖線是b

后

封閉氣體

IQ1

一

B.若拉活塞時(shí)手握住注射器含有氣體的看匚L接壓強(qiáng)傳感器O

部分，對(duì)應(yīng)的圖線是。牛

C.若實(shí)驗(yàn)中有漏氣,對(duì)應(yīng)的圖線是b

D.若沒有考慮注射器和傳感器連接細(xì)管中的氣體,對(duì)應(yīng)的圖線是c

二.實(shí)驗(yàn)題：

4.(2025?浙江寧波高三階段檢測(cè))(1)如圖為“研究一定質(zhì)量氣體在體積不變的條

件下，壓強(qiáng)與溫度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A臂

插入燒瓶中,B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接,C管開口向上,一定質(zhì)量的氣體

被水銀封閉于燒瓶內(nèi).實(shí)驗(yàn)中使瓶內(nèi)氣休的體積不變，多次改變氣體溫度，用

表示氣體升高的攝氏溫度,用p表示燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的圖線

是。

(2)該同學(xué)還想用此實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證玻意耳定律，在保證溫度不變的情況下，尋找體

積和壓強(qiáng)滿足的關(guān)系,現(xiàn)在不知道大氣壓強(qiáng)的具體數(shù)值，但大氣壓強(qiáng)可視為不變。

也無法直接測(cè)出氣體的體積和B管的內(nèi)徑,但該同學(xué)通過分析還是可以驗(yàn)證玻意

耳定律。初始時(shí),B、C管中水銀面等高,然后向上移動(dòng)C管，測(cè)量B管中水銀面

比初始狀態(tài)水銀面上升了h,此時(shí),B、C管中水銀面的高度差為Ah,在〃和A/7都

很小的情況下(即只要h和滿足下圖中關(guān)系就可以驗(yàn)證玻意

耳定律。

5(2025?山東濰坊模擬)如圖是“用油膜法估測(cè)

油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)的部分操作步驟：

(1)下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是。

A.實(shí)驗(yàn)步驟正確的操作順序是丙一丁一乙一甲乙撒爽身粉

B.圖乙中撒爽身粉的目的是為了防止滴入溶液

時(shí)液體飛濺出來

C.圖內(nèi)配制溶液時(shí)濃度要大一些，1滴溶液才能

丙配制油酸酒精了向淺盤中滴油酸

溶液酒精溶液

在水面形成足夠厚的油膜便于測(cè)量

D.油酸酒精溶液配制好后，不能擱置很久才做實(shí)驗(yàn)，以防酒精揮發(fā)影響溶液濃度

（2）若實(shí)驗(yàn)時(shí)油酸酒精溶液中純油酸占總體積的0.1%,用注射器測(cè)得100滴這樣

的油酸酒精溶液為1mL,取1滴這樣的溶液滴入淺盤中，滴入淺盤中的純油酸體

積為mL（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

⑶不同實(shí)驗(yàn)小組向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到以下油膜形狀，對(duì)油膜形

狀的分析正確的是O

甲乙丙

A.甲圖油膜比較理想,油膜與爽身粉邊界清晰，旦邊界線大致為直線,便于繪制邊

界

B.乙圖油膜不理想,爽身粉撒得太少且不均勻，導(dǎo)致邊界不清不便繪制邊界

C.丙圖油膜滿足實(shí)驗(yàn)要求,油膜邊界比較清晰,爽身粉撤的比較均勻

6.（2025?廣西南寧二模）如圖甲所示，用一個(gè)帶兩根細(xì)管的橡膠塞塞緊燒瓶的瓶

口，封閉一定質(zhì)量的氣體，燒瓶容積為Voo其中，一根帶閥門的細(xì)管連通充滿水的

注射器，另一根細(xì)管與壓強(qiáng)傳感器相連,壓強(qiáng)傳感器連接數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器

連接計(jì)算機(jī)。某同學(xué)利用此裝置探究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)壓強(qiáng)與體積的

關(guān)系。

步驟如下：

①打開閥門，緩慢推動(dòng)注射器活塞向燒瓶內(nèi)注入一定量的水,然后關(guān)閉閥門；

②根據(jù)注射器刻度記錄注入燒瓶中水的體積V,并記錄此時(shí)氣體的壓強(qiáng)p;

③多次實(shí)驗(yàn),記錄多組數(shù)據(jù),分析得出結(jié)論。

⑴正確操作后，發(fā)現(xiàn)氣體的壓強(qiáng)隨體積的減小而增大，若以p為縱坐標(biāo)、以

為橫坐標(biāo)的圖像為近乎過原點(diǎn)的傾斜直線（用題中字母表示），可認(rèn)為在誤差允許

范圍內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與體積成反比。

（2）若以（選填“V”或）為縱坐標(biāo)、以工為橫坐標(biāo)，可畫出如圖乙所示

vp

的圖像,則注水前封閉氣體的體積為_______（用圖中字母表示）。

7.（2025?河北張家口一模）某同學(xué)用“插針法”測(cè)量一直角三角形玻璃磚的折射

率。如圖甲所示為該玻璃彼的截面圖,三角形A8C的頂角為0且小于45%

（1）主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①水平放置的木板上鋪一張白紙,在白紙上畫一條直線。力,并畫出其垂線”,交

于。點(diǎn)；

②將較長的直角面A8沿〃放置，并確定玻璃磚的另外兩個(gè)光學(xué)面8C、AC,在白

紙上描出玻璃磚的輪廓,俯視圖如圖乙所示；

③在A3面左側(cè)的直線加上豎直插上大頭針P、上,從AC側(cè)透過玻璃磚觀察P、

P2,插上大頭針P3,要求P3能擋住（選填“PT”"PJ或"Pi和?”）的

像；

④確定出射光線的位置__________（選填“必需”或“不必需”）插第四枚大頭

針；決

⑤撤去玻璃磚和大頭針，測(cè)得出射光線與直線油的夾角為火則玻璃：V

破的折射率n=o1'

⑵描繪出玻璃磚輪廓后，玻璃彼的位置發(fā)生了微小的平移（移至圖內(nèi)c

丙中的虛線處，底邊仍重合），但是該同學(xué)并未發(fā)現(xiàn),仍然按照操作步驟③插上大

頭針P3,在測(cè)量時(shí)他仍將△AAC作為實(shí)驗(yàn)中玻璃磚所處位置,則由此得到的該玻

璃磚折射率的測(cè)量值（選填“大于”“小于”或“等于"）真實(shí)值。

8.(2025?福建卷，12)(1)為測(cè)糖水的折射率與濃度的關(guān)系，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):某次射入

激光,測(cè)得數(shù)據(jù)如圖甲所示,則糖水的折射率為0

(2)改變糖水濃度,記錄數(shù)據(jù)如表：

n1.321.341.351.381.42

10%20%30%40%50%

將30%的數(shù)據(jù)在圖乙中描點(diǎn)后并連線，糖水濃度每增加10%,折射率的增加值為

(保留2位有效數(shù)字)。

9.(2025,八省聯(lián)考云南卷，11)某同學(xué)通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量發(fā)光二極管(LED)

發(fā)出光的波長。圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，雙縫間距占0.450mm,雙縫到毛玻璃的

距離/=365.0mm,實(shí)驗(yàn)中觀察到的干涉條紋如圖乙所示。

當(dāng)分劃板中心刻線對(duì)齊第1條亮條紋中心，手輪上的讀數(shù)為川=2.145mm;當(dāng)分劃

板中心刻線對(duì)齊第5條亮條紋中心，手輪上的讀數(shù)為照=4.177mm。完成下列填

空：

(1)相鄰兩條亮條紋間的距離mm。

⑵根據(jù)可算出波長(填正確答案標(biāo)號(hào))。

A.2=-B.A=-A^C.A=—

dIdAx

(3)則待測(cè)LED發(fā)出光的波長為4nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

10.（2025?浙江湖州模擬）利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長。實(shí)驗(yàn)時(shí),接通電源

使光源正常發(fā)光;調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。

光源透鏡abc遮光筒屏

，測(cè)量頭U1J/

..........

U

（1）實(shí)驗(yàn)前打開光源,調(diào)節(jié)光源的高度和角度,使它發(fā)出的光束沿著遮光筒的軸線

把屏照亮,然后光具座上先放置b和c雙縫,再放置a,就可以觀

察到單色光的雙縫干涉圖樣（均選填“雙縫”“單縫”或“濾光片”

（2）如圖所示，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)目鏡中干涉條紋與分劃板中心刻線始終有一定的角度，

下列操作可以使得分劃板中心刻線與干涉條紋平行的是o

A.僅撥動(dòng)撥桿

B.僅旋轉(zhuǎn)單縫

C.僅前后移動(dòng)凸透鏡

D.僅旋轉(zhuǎn)毛玻璃處的測(cè)量頭

⑶實(shí)驗(yàn)中已知雙縫間的距離占0.4mm,雙縫到光屏的距離乙=1.6m,某種單色光

照射雙縫時(shí)，用測(cè)量頭測(cè)量條紋間的寬度:先將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮

條紋中心對(duì)齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示，為

mm;然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線與笫6條亮條紋中心對(duì)齊,此時(shí)手輪

上的示數(shù)如圖乙所示，為mm,則這種單色光的波長為

m（最后一空結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

⑷上述實(shí)驗(yàn)中，若僅將紅色濾光片更換為藍(lán)色濾光片，則相鄰亮條紋中心間距

（選填“增大”“減小”或“不變”）。

11.（2025?廣東河源市開學(xué)考）某實(shí)驗(yàn)小組欲測(cè)定一段圓柱形玻璃磚的折射率,

其操作步驟如下：

.n-

-

H7

4.

/十4+-

”2卜盧f+十?r

O0.20.4OZkOJi1.0

乙

a.將白紙固定在水平桌面上，將圓柱形玻璃磚豎直放在白紙匕用鉛筆準(zhǔn)確描出

玻璃磚底面圓的輪廓。

b.將底面圓圓周平分為60等份，并標(biāo)上相應(yīng)的數(shù)字，如圖甲所示，再將玻璃徜

豎直放回圖甲中的底面圓輪廓上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

c.用激光筆發(fā)出細(xì)束激光，沿平行于圓直徑。0,的方向入射，分別準(zhǔn)確記錄入射

點(diǎn)P和出射點(diǎn)Q在圓周上對(duì)應(yīng)的讀數(shù)M、/V2o

d.改變?nèi)肷潼c(diǎn)位置，重復(fù)步驟c。

（1）根據(jù)圓周上的讀數(shù)M、刈可得，入射角=，折射角r=o（以

弧度制表示）

（2）若經(jīng)過多次測(cè)量，作出sin2inr的圖像如圖乙所示，則玻璃磚的折射率為

n=（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）在本實(shí)驗(yàn)的操作過程中，若入射光線發(fā)生了如圖甲中虛線八3所示的偏離,

則折射率的測(cè)量值將（選填“偏大”或“偏小”）。

參考答案：

1.答案C解析輪廓包圍方格約為70個(gè),則油酸薄膜的面積為S=70〃2,每滴溶

液中含有純油酸的體積力禰二粵2,油酸分子的直徑為故C正確。

2.答案A解析插上大頭針尸4,使匕擋住B以及乙、尸2的像，故A正確;光線

能從以射入玻璃磚，則光線在面上的入射角一定小于臨界角，光不可能在力"

發(fā)生全發(fā)射,故B錯(cuò)誤;若兩個(gè)界面〃優(yōu)和方力不平行,仍然能完成實(shí)驗(yàn),故C錯(cuò)誤;

若實(shí)驗(yàn)中不慎將玻璃磚向上平移了一些，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得，入射角

相等,折射角相等,則測(cè)得的折射率不變，故D錯(cuò)誤。

3.答案AC解析根據(jù)理想氣體狀杰方程與二C,可得匕若增大氣體體積時(shí)

拉活塞速度過快，由于氣體對(duì)外做功，氣體溫度將降低,;V圖線的斜率將增大，

則對(duì)應(yīng)的圖線是從故A正確;若拉活塞時(shí)手握住注射器含有氣體的部分,則氣體

溫度升高,:V圖級(jí)的斜率將減小，則對(duì)應(yīng)的圖線是C,故B錯(cuò)誤;若實(shí)驗(yàn)中有漏氣,

因c與氣體的質(zhì)量有關(guān),m越大,c越大,根據(jù)匕可知圖線的斜率將增大，

pCTp

則對(duì)應(yīng)的圖線是仇故C正確;若沒有考慮注射器和傳感器連接細(xì)管中的氣體,設(shè)

注射器和傳感器連接細(xì)管中的氣體體積為Vo,則有吟3=G可得L《(y+%),則

對(duì)應(yīng)的圖線是0,故D錯(cuò)誤。

4.答案(1)C(2)C

解析(1)瓶中氣體的體積不變，設(shè)初狀態(tài)壓強(qiáng)為pi,溫度為。，氣體升高的攝氏

溫度與升高的熱力學(xué)溫度相等，即AT=M

由查理定律可知詈=小

7171+AT

整理可得〃=〃1嚀△7^琛加,故選Co

?i*1

⑵設(shè)玻璃管的橫截面積為S,氣體做等溫變化，則有po%="%

末狀態(tài)壓強(qiáng)與體積為pi=po+A/i,Vi=Vtt-Sh

代入上式整理可得poSg%

h和AA都很小，小"z可以忽略，則有h=t?Ah,故選Co

p（）s

5.答案⑴D（2）1.0X10-5（3）BC

解析（1）圖中實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)先配制油酸酒精溶液，在淺盤的水面撒入爽身粉，再向

淺盤中滴入油酸酒精溶液，最后描繪油膜輪廓，即實(shí)驗(yàn)步驟正確的操作順序是丙

f乙f丁f甲，故A錯(cuò)誤;圖乙中撒爽身粉的目的是為了更加精確描繪出油膜的

輪廓,故B錯(cuò)誤;圖丙配制溶液時(shí)濃度要小一些，1滴溶液才能在水面形成單分子

油膜層，便于精確測(cè)量，故C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中的酒精容易揮發(fā),油酸酒精溶液配制好

后,不能擱置很久才做實(shí)驗(yàn)，以防酒精揮發(fā)影響溶液濃度,故D正確。

⑵滴入淺盤中的純油酸體積為片磊X0.l%>mL=1.0X105mLo

⑶甲圖油膜不理想，爽身粉撒的過多，導(dǎo)致油膜過厚,沒有形成單分子油膜,故A

錯(cuò)誤;乙圖油膜不理想，爽身粉撒的太少且不均勻，導(dǎo)致邊界不清不便繪制邊界,

故B正確;丙圖油膜滿足實(shí)驗(yàn)要求，油膜邊界比較清晰，爽身粉撒的比較均勻，故

C正確。

6.答案⑴六（2）V〃

解析（1）燒瓶容積為壞,注入燒瓶中水的體積為匕則燒瓶中氣體的體積為

（vo-v）,對(duì)燒瓶內(nèi)氣體，由玻意耳定律有P（%-V）二a得「二八。

以上為橫坐標(biāo)的圖像為近乎過原點(diǎn)的傾斜直線。

⑵由p（WV）=C得占一。%%

所以圖線的縱坐標(biāo)是匕圖線的縱截距為燒瓶的容積壞,則有弘產(chǎn)〃，故注水前封

閉氣體的體積為〃。

7.答案（1）③Pi和P2④不必需留誓（2）小于

解析（1）③要求P1和尸2在一條光線上,該光線透過玻璃磚后過尸3,故尸3要能擋

住P1和尸2的像。

④過Pi和Pi的光線與48垂直，即ABLPxPi,由于光垂直入射時(shí)傳播方向不變，

因此可確定4c邊上的入射點(diǎn)01此時(shí)只需要找到折射光線上的一點(diǎn)即可確定出

射光線，不需要在尸3的右側(cè)插上第四枚大頭針24。

⑤光路圖如圖甲所示

AL

PiP2?

光線從AC邊射出時(shí),入射角為9,折射角為，+〃,則玻璃磚的折射率〃二四等。

sind

⑵作出玻璃磚發(fā)生平移前、后的光路圖如圖乙所示,可知實(shí)驗(yàn)測(cè)量的折射角偏小,

折射率的測(cè)量值小于真實(shí)值。

8.答案⑴當(dāng)言⑵見解析圖°.°2。

功、力”+”

解析(I)根據(jù)題圖甲由幾何關(guān)系可知,入射角的正弦值sin上+,折射角的

正弦值sinr=,L1=,根據(jù)折射定律得n=-；—=—；o

后方s,nrd/+?/

⑵將(30%,L35)數(shù)據(jù)在題圖乙中描點(diǎn)并連線時(shí),應(yīng)使盡可能多的點(diǎn)落在線上，其

余點(diǎn)均勻分布在線兩側(cè)，如圖所示;由圖可知,糖水濃度每增加10%,折射率增加

值為…=0020。

9.答案(1)0.508(2)B(3)626

解析(1)相鄰兩條亮條紋間的距離為

⑵根據(jù)相鄰兩條亮條紋間的距離與光的波長關(guān)系A(chǔ)x=I可得波長為故B

正確。

⑶待測(cè)LED發(fā)出光的波長為

4J0X1037

^=7AX=-^X0.508X1O_m=6.26X10m=626nm0

l365.0X10-3

10.答案：⑴單縫濾光片（2）D（3）2.332（2.331^2.333均可）

15.325（15.324-15326均可）6.5X107（4）減小

解析⑴觀察單色光的雙縫干涉圖樣實(shí)驗(yàn)中，通過濾光片獲得單色光，通過單縫

獲得線光源,通過雙縫獲得相干光,故光具座上先放置b單縫和c雙縫,再放置a

濾光片一，就可以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣。

⑵若要使得分劃板中心刻線與干涉條紋平行,則僅旋轉(zhuǎn)毛玻璃處的測(cè)量頭即可,

故選D。

（3）由題圖甲可知示數(shù)為2mm+0.332mm=2.332mm（2.331、2.333均可）

由題圖乙可知示數(shù)為15mm+0.325mm=15.325mm（15.324、15.326均可）

由Ax中得

（〃＞一八-

,=d-A.x=-o-.-4-x-l--r--3-X-1-5--3--2-s---2-.-3-3-2-X-10N3m-6.5X107m

ZL1.653

（4）若僅將紅色濾光片更換為藍(lán)色濾光片，則z減小，由Am）可知,相鄰亮條紋

中心間距減小。

1L答案：（1）如（或空）J（1-…[或2_（N2-7）n

3030260[260

（2）1.50（3）“偏小”

解析：（1）圓周上的刻度被平分為60等份，則每個(gè)刻度表示的弧度為尊=治，

bU3U

根據(jù)圓周上的讀數(shù)可得，入射角，=粵

N2—N]

n一15nn（N2一八）n

折射角r=

2260

⑵sin/*，圖像的斜率表示玻璃磚的折射率，則有片黑啜=1.5。。

（3）若入射光線發(fā)生如題圖甲中虛線A3所示的偏離，則入射角的測(cè)量值偏小,

折射率的測(cè)量值偏小。