2022届高考物理二轮专练 专题27 热学和光学实验

专题27  热学与光学实验

1. （2021年6月浙江选考物理）图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:

①观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是___________。(单选）

A.旋转测量头      B.增大单缝与双缝间的距离      C.调节拨杆使单缝与双缝平行

②要增大观察到的条纹间距，正确的做法是___________ (单选）

A.减小单缝与光源间的距离      B.减小单缝与双缝间的距离

C.增大透镜与单缝间的距离      D.增大双缝与测量头间的距离

2（2021年1月浙江选考）小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验时，发现只有3枚大头针，他把大头针A、B、C插在如图3所示位置，并测出了玻璃的折射率。请在答题纸相应方框中画出光路图，标出入射角i和折射角r，并写出折射率n的计算式。

3．10分）（2021高考全国乙卷）用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路。和分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为=15.0mm；A到过点的法线OM的距离AM=10.0mm，M到玻璃砖的距离MO=20.0mm，到OM的距离为=5.0mm。

图（a）                                图（b）

 （i）求玻璃砖的折射率；

 （ii）用另外一块材料相同，但上下表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的界面如图（b）所示。光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。

4细丝和单缝有相似的衍射图样。在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ，在光屏上形成的衍射图样如图1中a和b所示。已知细丝Ⅰ的直径为，现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径，如图2所示，细丝Ⅱ的直径为______图1中的______填“a”或“b”是细丝Ⅱ的衍射图样。

小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验。单缝和平面镜的放置如图3所示，白炽灯发出的光经过滤光片成为波长为的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。小明测得单缝与镜面延长线的距离为h，与光屏的距离为D，则条纹间距______。随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上______填“能”或“不能”观察到干涉条纹。

5（2019全国理综II卷34）（10分）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：

（i）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可__________；

A．将单缝向双缝靠近

B．将屏向靠近双缝的方向移动

C．将屏向远离双缝的方向移动

D．使用间距更小的双缝

（ii）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=_________；

（iii）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。则所测单色光的波长为______________nm（结果保留3位有效数字）。

6（8分）（2016上海高考题）某同学制作了一个结构如图（a）所示的温度计。一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动，管长0.5m。将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为270K时，用一段水银将长度为0.3m的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图（b）所示（实验中大气压强不变）。

（1）管内水银柱长度为         m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为        K。

（2）若气柱初始长度大于0.3m，该温度计能测量的最高温度将      （选填：“增大”，“不变”或“减小”）。

（3）若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将     （选填：“偏高”，“不变”或“

偏低”）。

7（2015年上海高考题）简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度。多次改变温度，重复上述操作。

（1）（单选题）此温度计的特点是

（A）刻度均匀，刻度值上小下大

（B）刻度均匀，刻度值上大下小

（C）刻度不均匀，刻度值上小下大

（D）刻度不均匀，刻度值上大下小

（2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有

（A）液体密度    （B）玻璃泡大小

（C）左管内径粗细   （D）右管内径粗细

（3）若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，用该温度计测得的温度值________（选填“偏大”或“偏小”）。为测得准确的温度，在测量时需________。

8(2011·全国) 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：

    ①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉

均匀地撒在水面上。

    ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。

    ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体

积和面积计算出油酸分子直径的大小。

    ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增

加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。

  ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。

完成下列填空：

    (1)上述步骤中，正确的顺序是__________。(填写步骤前面的数字)

    (2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为_________m。(结果保留l位有效数字)

9（2011·江苏）某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1，密度ρ=0.895×103kg·m-3.。若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA=6.02×1023mol-1.球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字)

10.（2011·上海）在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，

(1)某同学操作步骤如下：

①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；

②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；

③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；

④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。

改正其中的错误：                                                                   

(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10-3mL，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为             m。

11.（2019高考理综天津卷）（2）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。

①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖

B.选用两光学表面平行的玻璃砖

C.选用粗的大头针完成实验

D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些

②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______。

③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、点作法线的垂线，垂足分别为、点，如图所示，则玻璃的折射率______。（用图中线段的字母表示）