2026年高考物理一輪復習熱學和光學實驗（知識清單）學生版+解析

熱

學

V-用油膜法測油酸分子的大小

實

探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系

熱學和光

學實驗

光

學

冽星凝的折射率

實

用雙縫干涉測量光的波長

考點精折?知識能力全解

核，0考點（：熱學和光學實驗

一、油膜法估測油酸分子的大小

浮在水加上的真功給

油?分干

木前卜形成一塊油映水面上單分子油膜的示意圖

1.原理

把一定體積的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成單分子油膜，如圖所示。不考慮分子間的間

隙，把油酸分子看成球形，計算出1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積V并測出油膜面積

S,求出油膜的厚度d,即d=V/s就是油酸分子的直徑。

2.實驗步驟

（1）用注射器往小量筒中滴入1ml油酸酒精溶液，記下滴入的滴數n,算出一滴油酸酒精溶

液的體積VOo

(2)在淺盤中倒入約2cm深的水，將爽身粉均勻撒在水面上。

(3)將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。

(4)待油酸薄膜形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆（或鋼筆）畫出油酸薄膜的形

狀。

(5)將玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S；或者玻璃板上有邊長為1cm的方格,

則也可通過數方格數，算出油酸薄膜的面積S。

（6）根據已配好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。

（7）計算油酸薄膜的厚度d=v/s,即油酸分子直徑的大小。

3.數據處理

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（2）一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積7:a

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檢80。*的理性關系

口=油酸酒精溶液的體積比。（體積比=乙

純油酸體枳

體積）

溶液的體積

（3）油膜的面積口=口匚2（□為小正方形的有效個數，匚為小正方形的邊長）。

4.誤差分析

（1）油酸酒精溶液配制后長時間放置，酒精的揮發會導致溶液的濃度改變，從而給實驗帶來

較大的誤差。

（2）油滴的體積過大，同時水面面積過小，不能形成單分子油膜。

【跟蹤訓練】在做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗時，某同學的操作步驟如下：

①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液；

②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積；

③在蒸發皿內盛一定量的水，將爽身粉均勻撒在水面上，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散

開井穩定；

④在蒸發皿上覆蓋透明玻璃，用彩筆在玻璃上描出油膜的輪廓，用透明坐標紙測量油膜的面

積。

⑴上述步驟中有錯誤的是（填“①”“②“”③”或“④“）；

⑵若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.8xl（r3mL,其形成的油摸面積約為

45cm2,則油酸分子直徑約為由（結果保留兩位有效數字）；

（3）實驗結果表明：測得油酸分子的直徑明顯偏大，可能的原因是___________o

A.油酸還未完全散開

B.所用油酸溶液中含有大量酒精

C.計算油膜面積時，將所有不足一格的正方形都當成一格計算

D.在用累積法計算一滴溶液的體積時，少數了液滴數

二、探究等溫條件下一定質量氣體壓強與體積的關系

1.實驗步驟

（1）按如圖所示，組裝實驗器材，在注射器下端的開口套緊橡膠套，密封一定質量的空氣。

（2）測量空氣柱的體積V和壓強p。空氣柱的長度/可以通過刻度尺讀取，空氣柱長度/與橫

截面積S的乘積就是它的體積V；空氣柱的壓強p可以從與注射器內空氣柱相連的壓力表讀

取。

（3）把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，再讀取一組空氣柱的長度與壓強的數據。

（4）重復:步驟3,獲取多組數據。

2.注意事項

（1）為了保持封閉氣體的質量不變，實驗中采取的主要措施是注射器活塞上涂潤滑油。

（2）為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是移動活塞要緩慢，且不能用手

握住注射器封閉氣體部分。

3.數據處理

P-V圖不是線性關系，如果〃（圖像中的各點位于過原點的同一條直線上，就說明壓強跟體積

的倒數成正比，即壓強與體積成反比。如果不在同一條直線上，再嘗試其他關系。

4.誤差分析

（1）漏氣造成空氣柱質量變化。改進：給注射器柱塞涂潤滑油，使橡膠套盡量密封，壓強不

要太大。

（2）空氣柱溫度不恒定造成誤差。改進措施：盡量在恒溫環境操作，移動柱塞盡量緩慢。

（3）空氣柱體積和氣壓測量不準確。改進措施：采用較細的注射器和準確度高的壓力表。

【跟蹤訓練】某同學用注射器和傳感器探究一定質量的氣體發生等溫變化時壓強與體積的關

系。注射器一端連接壓強傳感器，另一端利用活塞封閉一定量的氣體，如圖1所示。推動活

塞壓縮氣體，記錄多組注射器上的體積刻度和傳感器的壓強示數。

（1）為保證注射器內封閉氣體的溫度不發生明顯變化，應該（）

A.推拉活塞時，要用手握注射器

B.推拉活塞時，要緩慢推拉活塞

C.推拉活塞時，要快速推拉活塞

⑵某同學在一次實驗中，計算機屏幕上顯示出如圖2所示的圖線（其中實線是實驗所得

圖線，虛線為一根參考雙曲線），仔細觀察不難發現，該圖線與玻意耳定律不夠吻合，造成

這一現象的可能原因是________（選填“活塞處漏氣”或“環境溫度升高“）;

（3）根據（2）中的判斷，為了減小誤差，應采取的措施是；

（4）調整好器材后，該同學在不同溫度下完成實驗，得到了如圖3所示的〃-丫圖線，并在圖像

中找到了氣體的三個狀態4、B、Co

①氣體處于4、C狀態時溫度分別為工和6則可知；（用圖中字母表示）

<2

②在A->5-C的過程中，密封氣體從外界吸收了熱量Q（選填“大于”“小于”或“等

于”）氣體對活塞做的功卬。

三、測量玻璃的折射率

1.實驗步驟：

⑴圖釘、白紙、木板，固定。

⑵畫直線。4',線上取點。［入射點），作法線NM

A0（入射光線）°

h-'―b'Q---------sin0.

特別注意：以上操作均無需放玻璃磚。

甲乙

⑶在A。上插尸|、P2兩大頭針。（間距適當遠一些）

（4）放玻璃磚，使一條長邊與M'對齊，并畫。

特別注意：用尺靠上玻璃磚，拿下玻璃依后畫以'，絕對不允許用玻璃磚的光學面當尺子。

（5）在協'側透過玻璃磚觀察，使Pl像被P2像擋住，在眼睛側插心，使尸3擋住尸1、尸2的像，

再插尸4，使尸4擋住尸3和尸1、P2的像.

（6）移去玻璃磚，拔去大頭針，由凸、尸4的針孔位置畫出射光線O'8及出射點O',連接O、

。得線段oo.

2.數據處理：

(1)量角查表計算法：量a和外，查表得sina和sin打，〃=幽，多次測量求平均值。

sin。？

(2)邊長比值計算法：用邊長比值確定sina、sinft,折射率〃=潦1，多次測量求平均值。

(3)作sin仇一sin仇圖象：以上兩種方法獲得sina、sin仇值，作sin仇-sin&圖,斜率即n。

3.注意事項：

(1)手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光潔面，嚴禁把玻璃磚當尺子畫玻璃磚的邊線。

(2)實驗過程中，玻璃磚在紙上的位置不可移動.

⑶大頭針應豎直地插在白紙上，且玻璃磚每兩枚大頭針多與P2間、P3與月間的電離應大一

點，以減小確定光路方向時造成的誤差.

(4)實驗時入射角不宜過小，否則會使測量誤差過大，也不宜過大，否則在bbf一側將看不到

尸1、22的像。

4.拓展：

1.天平行的玻璃磚也可以正常實驗，唯一的區別是出射光線與入射光線不平行。

2.若邊線寬度不等于玻璃磚寬度時引起的誤差分析。

【跟蹤訓練】

在“測定玻璃的折射率”的實驗中，在白紙上放好平行玻璃磚，。和"分別是玻璃磚與空氣的兩

個界面，如圖(a)所示。在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針片和6,然后在另一側透過玻璃磚

觀察，并插上大頭針巴，使其擋住鳥、4的像；接著插上大頭針巴，使其擋住K、A和々的

像，用表示大頭針的位置，這樣大頭針片、鳥就確定了射入玻璃磚的光線。

(1)正確作出光路圖后，測量。分界面上的入射角，和折射角多次改變入射角，測得多組入

射角和折射角，根據測得的入射角和折射角的正弦值，畫出了如圖(b)所示的圖像，由圖像

可知該玻璃的折射率〃=(保留兩位有效數字〕。

（2）如圖（c）所示，在實驗過程中畫出界面。后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導致界面

,畫到圖中虛線位置，而在作光路圖時界面”仍為開始所畫的，則所測得的折射率將

（滇“偏大”“偏小”或“不變”）。

四、雙縫干涉實驗測量光的波長

1.器材與功能：濾光片：獲得單色光單逢：獲得線光源雙縫：一分為二獲得相干光。

撥軒：若圖像不清晰，左右調節撥桿使雙縫與單縫平行。

測量頭（自帶游標卡尺）：若十字刻線與條紋不平行，旋轉測量頭可調節。

2.實驗原理:條紋間距■與光波長九雙縫間距d及雙縫與屏的距離/,有關系式為：以=口，

d

只要測出Ax、d、/即可測出波長X

3.注意事項：（1）調節各器件的高度，使光源燈絲發出的光能沿遮光筒軸線到達無屏

（2）安裝單縫和雙縫，盡量使縫的中點位于遮光筒的軸線I.,使單縫與雙縫平行

（3）測/，轉動手輪使十字刻線對齊某條亮條紋（記作第1條）的中央，記下手輪讀數xi，

轉動手輪，使十字刻線對齊第n條亮條紋的中央，記下手輪讀數x2,則相鄰兩亮條紋間距

4Ar=—"——王L

n—\

【跟蹤訓練】請完成下列兩個實驗。

（1）某實驗小組成員用雙縫干涉實驗裝置測光的波長，裝置如圖甲所示。

①為了得到單色光的干涉圖樣，可以在光源和單縫之間加裝（填“光屏”"透鏡''或

“濾光片。

②將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的

示數為2.320mm；然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第5條亮紋中心對齊，此時

手輪上的示數如圖乙所示，即mm。已知雙健間距d=2.0xl（）T由，雙縫到屏的距

離乙=LO（X）m,則該單色光的波長為m（結果保留兩位有效數字）。

（2）某學習小組利用如圖丙所示的裝置測定當地的重力加速度。圖丁為局部放大圖，其中A為

電磁開關，3為可改變位置的光電門。實驗時，斷開電磁開關，使吸附的小球自由落下，計

時器同時開始計時，小球經過光電門8時，計時結束。改變3的位置，多次測量，記錄4、B

間的高度差”和對應的小球下落時間/o

①數據處理時，該小組利用計算機軟件對數據進行擬合，得到〃與r的關系〃=4.860產-0.004,

則測得重力加速度以=m/s2o

②另一學習小組利用此裝置重新進行測量，根據所測數據得到圖戊所示的圖像，如果該圖像

的縱坐標為折，圖像中直線的斜率為則重力加速度為（用匕表示）；如果該

圖像的縱坐標為圖像中直線的斜率為則重力加速度為（用心表示）。

03

攻堅指南?高頻重難點突力

及率點突破，01創新實驗方法測玻璃磚的折射率

計算法：由〃=罌，算出不同入射角時的〃值，并取平均值。

圖像法：作sin01—sin02圖像，由〃=翳可知其斜率為折射率。

FHFH'

單位圓法：以入射點。為圓心，作半徑為R的圓，如圖所示，則sin。產反，sin3徐,

OE=OE=R,所以用刻度尺量出EH、E7T的長度就可以求出〃=鬻=懸;.

B

【跟蹤訓練】某探究小組要測量一橫截面為半圓形透明波璃磚的折射率，準備的器材有玻璃

磚、激光筆、刻度尺和白紙。如圖是該小組設計的實驗方案示意圖，下面是該小組的探究步

①用刻度尺測量玻璃磚的直徑"；

②把白紙固定在水平桌面上，在白紙上建立直角坐標系,Qy,將玻璃磚放在白紙上，使其底

面圓心和直徑分別與。點和1軸重合，再將刻度尺緊靠玻璃磚并垂直于工軸放置；

③打開激光筆開關，讓激光筆發出的激光束始終指向圓心。射向玻璃磚，從＞軸開始在平

面內緩慢移動激光筆，在某一位置時，刻度尺上出現兩個清晰的光斑，通過刻度尺讀取兩光

斑與x軸的距離分別為。、k(。＞乙)；

④繼續改變激光筆的位置，直到刻度尺上恰好只有一個光斑，讀取該光斑與x軸的距離為

請回答下面問題：

(1)甲同學利用步驟③測得數據計算該玻璃磚的折射率為；乙序學利用步驟④測得數據

計算該玻璃磚的折射率為:(用測得的4、乙、4、L表示)

(2)比較甲、乙兩同學測量折射率的方案，你認為(選填“甲”或“乙”)同學的測量誤差

更小，請說明理由：;

(3)在操作步驟②中，刻度尺沒有與1軸嚴格垂直，請分析甲同學測得的折射率較真實值是偏

大還是偏小：o

04

避抗錦囊?易混易錯診療

易混易精（：01熱學實驗中的誤差分析

油膜法估測油酸分子的大小實驗誤差分析:

（1）油酸酒精溶液配制后長時間放置，酒精的揮發會導致溶液的濃度改變，從而給實驗帶來

較大的誤差。

（2）油滴的體積過大，同時水面面積過小，不能形成單分子油膜。

探究等溫情況下壓強與體積的關系實驗誤差分析：

（1）漏氣造成空氣柱質量變化。改進：給注射器柱塞涂潤滑油，使橡膠套盡量密封，壓強不

要太大。

（2）空氣柱溫度不恒定造成誤差。改進措施：盡量在恒溫環境操作，移動柱塞盡量緩慢。

（3）空氣柱體積和氣壓測量不準確。改進措施：采用較細的注射器和準確度高的壓力表。

【跟蹤訓練】在做“用油膜法估測油酸分子的大小''的實驗中：

（1）所用油酸酒精溶液每匕體積溶液中有純油酸體積匕，用注射器和量筒測得環體積的上述溶

液有〃滴，把一滴該溶液滴入盛水的撒有琲子粉的淺盤中，待水面穩定后，得到油酸薄膜的

輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中油酸薄膜的面積為S,則可求得油酸分子的直徑為

（用乂、匕、匕、，?、S表不）O

（2）某同學實驗中最終得到的油酸分子直徑數據偏大，可能是因為

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.水面上琲子粉撒得太多，油膜沒有充分展開

D.用注射器和量筒測片體積溶液滴數時多記錄了幾滴

易海易精，：02光學實驗中的誤差分析

用雙縫干涉測量光的波長實驗誤差分析:

/的測量：/用毫米刻度尺測量，如果可能，可多次測量求平均值;

條紋間距加:的測定：Ax利用測量頭測量.可利用“黑積注”測〃條亮紋間距，再求■=

a

五，并且采用多次測量求Ar平均值的方法進一步減小誤差。

【跟蹤訓練】某同學在測量梯形玻璃的折射率時，發現只有兩枚大頭針，他按以下步驟測出

了玻璃的折射率。

①平鋪白紙，描出玻璃磚的四條邊"、cd、ac、bd,如圖甲所示。

②眼睛在〃側透過玻璃磚看棱"（而邊和"邊所在側面相交的棱），插第一個大頭針A使它

擋住棱”，再插第二個大頭針B使它擋住棱。和大頭針A。

③撤去玻璃磚和大頭針，在白紙上畫出光線的徑跡，測量相應的角度，計算玻璃磚的折射

率。

BB

甲乙

⑴清在答題紙上畫出光路圖，標出入射向，?和折射角「0

（2）關于該實驗，下列說法正確的是______。

A.為減小誤差，要用鉛筆緊貼著玻璃磚畫出界面

B.判斷棱與針是否在同一光路上時，應該觀察大頭針的頭部

C.兩枚大頭針間距要適當遠一些

D.選用時邊和“邊距離較大的玻璃磚，可減小測量誤差

⑶若插針前不小心將玻璃磚向左移動了少許，如圖乙所示，則折射率的測量結果（填

“偏大”“偏小”或“不變。

05

方法技巧：01圖像法在處理實驗數據方面的應用

光學實驗中，圖像法常用于測定光學常數和驗證定律。

1.測定玻璃的折射率

osinirinr圖像（i為入射角，「為折射角）：根據折射定律叫sint=超五口心若以空氣為入射介

質，則九=黯。繪制圖像會得到一條過原點的直線，其斜率即為玻璃的折射率為

2.利用雙修干涉測定光的波長

oZkx-1/d圖像（Ax為條紋間距，d為雙縫間距）：根據公式△工="，在L一定時，Ax與1/d成正

比。繪制圖像得到一條直線，其斜率等于ZA,從而可求出波長X

熱學實驗中，圖像法用于研究氣體狀態變化規律。

1.驗證玻意耳定律（等溫變化）

。P?1/V圖像（p為壓強，V為體積）:根據pU=。，可得P=c?繪制圖像得到一條過原點

的直線，驗證了壓強與體積成反比，其斜率即為常量C.

opV?p圖像：應得到一條平行于橫軸的直線，說明pV乘積為定值。

2.驗證查理定律（等容變化）

p?t圖像（t為攝氏溫度）：得到一條直線，將其反向延長與橫軸相交，交點即為理論上的“絕對零

度“，從而驗證了熱力學溫標的正確性。更精確的是繪制P?T圖像（T為熱力學溫度），得到一條過

原點的直線。

【跟蹤訓練】用氣體壓強傳感器做“探究氣體等溫變化的規律”實驗，實驗裝置如慳甲所示。

rr^i.,?iu=j）zzf]

慍雖注l射器

傳感器________

數據采集器-I，嗎

甲

（1）下列說法或操作正確的是（）

A.在注射器柱塞上涂抹潤滑油的目的是防止封閉氣體泄露

B.推拉活塞時為了穩定，應用手握緊注射器筒的空氣柱部分，并迅速推拉活塞改變氣體

體積

C.實驗過程中應保持周圍環境溫度不變

D.多測幾組P、V數據，記錄并作出〃-V圖像，若圖像為曲線即可說明〃、V成反比關

系

（2）在操作規范，不漏氣的前提下，某同學測得多組壓強〃和體積V的數據并作出圖線，

如果膠管中含有一定質量的氣體，作出的圖像可能是（）

(3)在不同溫度環境下，另一位同學對相同氣體重復了上述實驗，實驗操作和數據處理均正

確，得到的〃圖像如圖乙所示。兩次操作中氣體的溫度分別為八和七，則北和”的大小關

系為八"。(選填“>”、"v”或“=”)

專題22熱學和光學實驗

目錄

01知識腦圖?學科框架速建

02考點精折?知識能力全解

【核心考點】熱學和光學實驗

油膜法估測油酸分子的大小

探究等溫條件下一定質量氣體壓強與體積的關系

三、測量玻璃的折射率

四、雙轉干涉實驗測量光的波長

03攻堅指南?高頻考點突破E1難

【重難點突破01】創新實驗測玻璃磚的折射率

04避坑錦囊易混易錯診療

【易混易錯01】熱學實驗中的誤差分析

【易混易錯01】光學實驗中的誤差分析

05通法提煉,高頻思維拆解

【方法技巧01】圖像法在處理實驗數據方面的應用

01

知識腦圖?學科框架速建

熱

學

V-用油膜法測油酸分子的大小

實

探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系

熱學和光

學實驗

光

學

冽星凝的折射率

實

用雙縫干涉測量光的波長

考點精折?知識能力全解

核，0考點熱學和光學實驗

一、油膜法估測油酸分子的大小

浮在水制上的奧狗給

1.原理

把一定體積的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成單分子油膜，如圖所示。不考慮分子間的問

隙，把油酸分子看成球形，計算出1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積V并測出油膜面積

S,求出油膜的厚度d,即d=V/s就是油酸分子的直徑。

2.實驗步驟

（1）用注射器往小量筒中滴入1ml油酸酒精溶液，記下滴入的滴數n,算出一滴油酸酒精溶

液的體積VOo

（2）在淺盤中倒入約2cm深的水，將爽身粉均勻撒在水面上。

（3）將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。

（4）待油酸薄膜形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆（或鋼筆）畫出油酸薄膜的形

狀。

（5）將玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S；或者玻璃板上有邊長為1cm的方格，

則也可通過數方格數，算出油酸薄膜的面積S。

（6）根據已配好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。

（7）計算油酸薄膜的厚度d=v/s,即油酸分子直徑的大小。

3.數據處理

J

庭

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伴

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（2）一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積7:a

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檢80。*的理性關系

口=油酸酒精溶液的體積比。（體積比=乙

純油酸體枳

體積）

溶液的體積

（3）油膜的面積口=口匚2（□為小正方形的有效個數，匚為小正方形的邊長）。

4.誤差分析

（1）油酸酒精溶液配制后長時間放置，酒精的揮發會導致溶液的濃度改變，從而給實驗帶來

較大的誤差。

（2）油滴的體積過大，同時水面面積過小，不能形成單分子油膜。

【跟蹤訓練】在做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗時，某同學的操作步驟如下：

①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液；

②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積；

③在蒸發皿內盛一定量的水，將爽身粉均勻撒在水面上，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散

開井穩定；

④在蒸發皿上覆蓋透明玻璃，用彩筆在玻璃上描出油膜的輪廓，用透明坐標紙測量油膜的面

積。

⑴上述步驟中有錯誤的是（填“①”“②“”③”或“④“）；

⑵若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.8xl（r3mL,其形成的油摸面積約為

45cm2,則油酸分子直徑約為由（結果保留兩位有效數字）；

（3）實驗結果表明：測得油酸分子的直徑明顯偏大，可能的原因是__________o

A.油酸還未完全散開

B.所用油酸溶液中含有大量酒精

C.計算油膜面積時，將所有不足一格的正方形都當成一格計算

D.在用累積法計算一滴溶液的體積時，少數了液滴數

【答案】(1)②

(2)1.1x10-

⑶AD

【知識點】用油膜法估測油酸分子的大小

【詳解】（1）應該用累積法測出一滴溶液的體積，比如測量100滴溶液的體積為h則一滴

溶液體積為

匕=高，故②步驟中有錯誤。

1（X）

（2）油酸分子直徑約為“=2=竺普券%m=l.lxl（rm；

（3）A.油酸還未完全散開將會導致S偏小，由油酸分子直徑表達式d=?，可知分子的直徑

4偏大，故A正確；

B.由于大量酒精分子沒有揮發會導致S偏大，由油酸分子直徑表達式，/=?，可知分子的直

徑d會偏小，故B錯誤；

C.計算油膜面積時，將所有不足一格的正方形都當成一格計算將會導致油膜S計算偏大，由

油酸分子直徑表達式，/=?，可知分子的直徑”會偏小，故C錯誤；

D.由匕可知，少算了液滴數，N偏小，匕偏大，由油酸分子直徑表達式"=?，將會導

/V3

致分子的直徑d偏大，故D正確。

故選AD0

二、探究等溫條件下一定質量氣體壓強與體積的關系

空氣柱

橡膠套

1.實驗步驟

（1）按如圖所示，組裝實驗將材，在注射器下端的開口套緊橡膠套，密封一定質量的空氣。

（2）測量空氣柱的體積V和壓強p。空氣柱的長度/可以通過刻度尺讀取，空氣柱長度/與橫

截面積S的乘積就是它的體積V；空氣柱的壓強p可以從與注射器內空氣柱相連的壓力表讀

取。

（3）把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，再讀取一組空氣柱的長度與壓強的數據。

（4）重復步驟3,獲取多組數據。

2.注意事項

（1）為了保持封閉氣體的質量不變，實驗中采取的主要措施是注射器活塞上涂潤滑油。

（2）為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是移動活塞要緩慢，且不能用手

握住注射器封閉氣體部分。

3.數據處理

P-V圖不是線性關系，如果〃■圖像中的各點位于過原點的同一條直線上，就說明壓強跟體積

的倒數成正比，即壓強與體積成反比。如果不在同一條直線上，再嘗試其他關系。

4.誤差分析

（1）漏氣造成空氣柱質量變化。改進：給注射器柱塞涂潤滑油，使橡膠套盡量密封，壓強不

要太大。

（2）空氣柱溫度不恒定造成誤差。改進措施：盡量在恒溫環境操作，移動柱塞盡量緩慢。

（3）空氣柱體積和氣壓測量不準確。改進措施：采用較細的注射溶和準確度高的壓力表。

【跟蹤訓練】某同學用注射器和傳感器探究一定質量的氣體發生等溫變化時壓強與體積的關

系。注射器一端連接壓強傳感器，另一端利用活塞封閉一定量的氣體，如圖1所示。推動活

塞壓縮氣體，記錄多組注射器上的體積刻度和傳感器的壓強示數。

（1）為保證注射器內封閉氣體的溫度不發生明顯變化，應該（）

A.推拉活塞時，要用手握注射器

B.推拉活塞時，要緩慢推拉活塞

C.推拉活塞時，要快速推拉活塞

（2）某同學在一次實驗中，計算機屏幕上顯示出如圖2所示的"-V圖線（其中實線是實驗所得

圖線，虛線為一根參考雙曲線），仔細觀察不難發現，該圖線與玻意耳定律不夠吻合，造成

這一現象的可能原因是（選填“活塞處漏氣”或“環境溫度升高”）；

（3）根據（2）中的判斷，為了減小誤差，應采取的措施是；

（4）調整好器材后，該同學在不同溫度下完成實驗，得到了如圖3所示的P-V圖線，并在圖像

中找到了氣體的三個狀態A、B、C。

①氣體處于4、。狀態時溫度分另IJ為人和72,則可知［=;（用圖中字母表示）

②在Af4-C的過程中，密封氣體從外界吸收了熱量。（選填“大于”“小于”或“等

于"）氣體對活塞做的功卬。

【答案】⑴B

（2）活塞處漏氣

⑶活塞處涂抹潤滑油（表述的措施能夠達到改善漏氣的均可得分）

（4）大于

【知識點】氣體等溫變化的圖象、探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系

【洋解】（1）為保證注射器內封閉氣體的溫度不發生明顯變化，推拉活塞時，不能用手握注

射器，避免因手的溫度而改變氣體的溫度，同時要緩慢推拉活塞，避免摩擦生熱，導致氣體

溫度改變，故選B；

（2）如圖可知，等體積時，實儂的/W乘積偏小，由=

可知造成這一現象的可能原因是活塞處漏氣或者環境溫度降低；

D

圖2

（3）為避免活塞處漏氣，可在活塞處涂抹潤滑油（表述的措施能夠達到改善漏氣的均可得

分）；

（4）①由1C

解得尹羨

②p-y圖像中，圖線與橫軸圍的面積表示氣體做功的多少

由圖3可知，Af8的過程，氣體對外界做功，有叱＜。

4-C的過程，外界對氣體做功，有卬2＞。，且有|閱＞網

故A-＞。的過程中，外界對氣體做功叱^=叱+卬2＞。

則依題意，氣體對活塞做的功卬=-叱皿

因為

?T2>T,

則的過程中，內能噌大，即AU,。

由AU=Q+VV

解得。=40-%耽=2\^+卬

故。〉卬。

三、測量玻璃的折射率

1.實驗步驟：

⑴圖釘、白紙、木板，固定。八》氣#\

(2)畫直線板,，線上取點。(入射點)，作法線NM,畫［篇已\「二/

A0(入射光線)。傳勺下,

特別注意：以上操作均無需放玻璃磚。,8'

甲乙

⑶在A。上插尸I、P2兩大頭針。(間距適當遠一些)

(4)放玻璃瓶，使一條長邊與M'對齊，并畫沆?'。

特別注意：用尺靠上玻璃磚，拿下玻璃磚后畫"'，絕對不允許用玻璃磚的光學面當尺子。

(5)在協'側透過玻璃磚觀察，使Pl像被P2像擋住，在眼睛側插入，使尸3擋住R、P2的像,

再插巴，使尸4擋住尸3和尸1、尸2的像.

(6)移去玻璃磚，拔去大頭針，由23、尸4的針孔位置畫出射光線0,8及出射點0',連接0、

。得線段0。.

2.數據處理：

⑴量先查表計算法：量仇和%,查表得sin仇和sin仇，〃=型”，多次測量求平均值。

(2)邊長比值計算法：用邊長比值確定sind、sinft，折射率〃=京=，多次測量求平均值。

(3)作sin4一sin仇圖象：以上兩種方法獲得sina、sin&2值，作sind-sin&圖，斜率即n。

3.注意事項：

(1)手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光潔面，嚴禁把玻璃磚當尺子畫玻璃磚的邊線。

(2)實驗過程中，玻璃磚在紙上的位置不可移動.

(3)大頭針應豎直地插在白紙上，且玻璃磚每兩枚大頭針Pi與Pi間、P3與PA間的苑離應大一

點，以減小確定光路方向時造成的誤差.

(4)實驗時入射角不宜過小，否則會使測量誤差過大，也不宜過大，否則在bb'一側將看不到

B、尸2的像。

4.拓展：

1.天平行的玻璃磚也可以正常實驗，唯一的區別是出射無線與入射光線不平行。

2.若邊線寬度不等于玻璃磚寬度時引起的誤差分析。

【跟蹤訓練】

在“測定玻璃的折射率”的實驗中，在白紙上放好平行玻璃磚，。和,分別是玻璃磚與空氣的兩

個界面，如圖（a）所示。在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針4和鳥，然后在另一側透過玻璃破

觀察，并插上大頭針使其擋住6、片的像；接著插上大頭針使其擋住4、6和［的

像，用表示大頭針的位置，這樣大頭針4、鳥就確定了射入玻璃彼的光線。

⑴正確作出光路圖后，測量。分界面上的入射角，和折射角「。多次改變入射角，測得多組入

射角和折射角，根據測得的入射角和折射角的正弦值，畫出了如圖（b）所示的圖像，由圖像

可知該玻璃的折射率〃=（保留兩位有效數字）。

⑵如圖（c）所示，在實驗過程中畫出界面〃后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導致界面

"畫到圖中虛線位置，而在作光路圖時界面〃仍為開始所畫的，則所測得的折射率將

（填“偏大偏小’'或"不變”）。

【答案】（1）1.5

（2）偏大

【知識點】測平行玻璃磚的折射率

【詳解】（1）根據折射定律打=也

sinr

1..

sinr=--sin/

n

根據圖像得L照

n0.6

聯立解得〃=1.5

（2）如圖（c）所示，在實驗過程中畫出界面。后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導致

界面"畫到圖中虛線位置，而在作光路圖時界面。仍為開始所畫的，入射角，?不變，導致折射

單雙

砒片縫章

隼一

3