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押广东卷实验探究题 1
热学和光学实验
高考对于热学实验的知识点的命题形式是:根据实验原理,设计实验,正确处理实验数据,得出实验
结论。将考查的知识点延伸到演示实验中,扩展到设计性、应用性等实验。需要学生能够将所学的实验原
理和实验方法知识迁移到情境实验中去。
主要考查的知识点有:①实验:用油膜法估测油酸分子的大小;②实验:探究等温情况下一定质量气
体压强与体积的关系;③实验:测量玻璃的折射率;④实验:用双缝干涉测量光的波长。
常考考点 真题举例
用插针法测介质的折射率 2023·广东·高考真题
考点 1:热学实验
1、实验:用油膜法估测油酸分子的大小
【实验原理】
利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,用D=计算出油膜的厚度,其中V为一滴油酸酒
精溶液中所含油酸的体积,S为油膜面积,这个厚度就近似等于油酸分子的直径,如下图。
【实验器材】
量筒、注射器、浅盘、油酸酒精溶液、玻璃板、坐标纸、痱子粉或滑石粉、细彩笔、水。【实验操作】
配制油酸酒精溶液,取纯油酸1 mL,注入500 mL的容量瓶中,然后向容量瓶内注入酒精,直到液面
达到500 mL刻度线为止。
用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,并记下量筒内增加一定体积V 时的滴数n。根据V
n 0
=算出每滴油酸酒精溶液的体积V。
0
向浅盘里倒入约2 cm深的水,并将痱子粉或滑石粉均匀地撒在水面上。
用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。
待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上。
将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm
的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个)。
根据溶液的比例,算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V,并代入公式D=算出薄膜的厚度D,即
为分子直径。
【误差分析】
纯油酸体积的计算引起误差。
对油膜形状画线时带来误差。
数格子法本身是一种估算的方法,从而会带来误差。
【物理量的测量】
对“V”的测量
①配制一定浓度的油酸酒精溶液,设其浓度为n;
②用注射器吸取一段油酸酒精溶液,读出它的体积为V;
0
③再把它一滴滴地滴入烧杯中,记下液滴的总滴数N;
④则一滴油酸酒精溶液中,纯油酸的体积V=n。
对“S”的测量
①浅盘里盛水,把适量的爽身粉均匀撒在水面上;
②用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液,待油膜形状稳定后,将带方格的玻璃板放在浅盘上,在玻
璃板上描下薄膜的形状;
③数出轮廓范围内正方形的个数n,不足半个的舍去,多于半个的算一个;
0
④用正方形的个数乘单个正方形的面积S(即nS)计算出油膜的面积S。
0 0 0
2、实验:探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
【实验思路】
在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下,通过改变密闭注射器中气体的体积,由压力表读出对应气体的压强值,进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系。
【实验器材】
带铁夹的铁架台、注射器、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套,刻度尺。
【实验装置图】
【物理量的测量】
利用注射器选取一段空气柱为研究对象,注射器下端的开口有橡胶套,它和柱塞一起把一段空气柱封
闭。
把柱塞缓慢地向下压或向上拉,读取空气柱的长度与压强的几组数据。空气柱的长度 l可以通过刻度
尺读取,空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V。空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相
连的压力表读取。
【实验数据】
作p-V图像:以压强p为纵坐标,以体积V为横坐标,用采集的各组数据在坐标纸上描点,绘出等温
曲线,如图所示。观察p-V图像的特点看能否得出p、V的定量关系。
作p-图像:以压强p为纵坐标,以为横坐标,在坐标纸上描点。如果p-图像中的各点位于过原点的
同一条直线上(如图所示),就说明压强p跟成正比,即压强与体积成反比。如果不在同一条直线上,我们
再尝试其他关系。【实验结论】
一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,其压强与体积的倒数成正比。
【注意事项】
改变气体体积时,要缓慢进行。
实验过程中,不要用手接触注射器的外壁。
实验前要在柱塞上涂抹润滑油。
读数时视线要与柱塞底面平行。
作p-图像时,应使尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点应均匀分布于直线两侧,偏离太大的
点应舍弃掉。
实验考点:为保证等温变化,实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位.同时,改变体积过程应
缓慢,以免影响密闭气体的温度.为保证气体密闭,应在活塞与注射器内壁间涂上润滑油,注射器内外气
体的压强差不宜过大。
实验中所用的压力表精度较高,而气柱体积是直接在注射器上读出的,其误差会直接影响实验结果。
1、 在等温过程中,气体的压强与体积的关系在p-V图像中呈现为双曲线。处理实验数据时,
要通过变换,即画p-图像,把双曲线变为直线,说明p和V成反比。这是科学研究中常用的数据处理
的方法,因为一次函数反映的物理规律比较直观,容易得出相关的对实验研究有用的参数。
考点 2:光学实验
1、实验:测量玻璃的折射率
【实验原理】
如下图所示,当光线AO以一定的入射角θ 穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO
1
对应的出射光线O′B,从而求出折射光线OO′和折射角θ,再根据n=或n=计算出玻璃的折射率
2【实验器材】
木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。
【实验步骤】
用图钉把白纸固定在木板上;
在白纸上画一条直线aa′,并取aa′上的一点O为入射点,作过O点的法线NN′;
画出线段AO作为入射光线,并在AO上插上P、P 两根大头针;
1 2
在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐,并画出另一条长边的对齐线bb′;
眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向,使P 的像被P 的像挡住,然后在眼
1 2
睛这一侧插上大头针P,使P 挡住P、P 的像,再插上P,使P 挡住P 和P、P 的像;
3 3 1 2 4 4 3 1 2
移去玻璃砖,拔去大头针,由大头针P 、P 的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′,连接O、
3 4
O′得线段OO′;
用量角器测量入射角θ 和折射角θ,并查出其正弦值sin θ 和sin θ;
1 2 1 2
改变入射角,重复实验,算出不同入射角时的,并取平均值。
【注意事项】
用手拿玻璃砖时,手只能接触玻璃砖的毛面或棱,不能触摸光洁的光学面,严禁把玻璃砖当尺子画玻
璃砖的另一边bb′。
实验过程中,玻璃砖在纸上的位置不可移动。
大头针应竖直地插在白纸上,且玻璃砖每两枚大头针P 与P 间、P 与P 间的距离应大一点,以减小
1 2 3 4
确定光路方向时造成的误差。
实验时入射角不宜过小,否则会使测量误差过大,也不宜过大,否则在bb′一侧将看不到P、P 的像。
1 2
【数据分析】
计算法:由n=,算出不同入射角时的n值,并取平均值。
图像法:作sin θ-sin θ 图像,由n=可知其斜率为折射率。
1 2
单位圆法:以入射点O为圆心,作半径为R的圆,如图所示,则sin θ =,sin θ =,OE=OE′=R,
1 2
所以用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n==.2、实验:用双缝干涉测量光的波长
【实验目的】
会用测量头测量条纹间距离;掌握用公式Δx=λ 测定波长的方法;观察白光及单色光的双缝干涉图
样。
【实验原理】
双缝间距d,双缝到屏的距离l。双缝S 、S 的连线的中垂线与屏的交点为P 。对屏上与P 距离为x的
1 2 0 0
一点P,两缝与P的距离PS =r ,PS =r 。在线段PS 上作PM=PS ,则SM=r -r ,因d≪l,三角形
1 1 2 2 2 1 2 2 1
SSM可看作直角三角形。则r -r =dsin θ(令∠SSM=θ)。另x≈ltan θ≈lsin θ则r -r =d, 若P处为亮
1 2 2 1 2 1 2 1
纹,则d=±kλ,(k=0,1,2,……),解得x=±kλ。(k=0,1,2……),相邻两亮纹或暗纹的中心间距Δx
=λ。
【实验器材】
光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃光屏、光具座、测量头及刻度尺等。
【实验装置图】
【实验步骤】
观察双缝干涉图样:①将光源、遮光筒、毛玻璃光屏依次安放在光具座上;②接好光源,打开开关,
使灯丝正常发光;③调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏;④安装双缝和单缝,中
心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝平行,二者间距约为5~10 cm,这时可观察到白光的干涉条纹;
⑤在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹。测定单色光的波长:①安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹;②使分化板的中心刻线对齐某条
亮条纹的中央,如图所示,记下手轮上的读数a ;转动手轮,使分化板中心刻线移至另一亮条纹的中央,
1
记下此时手轮上的读数a ,得出n个亮条纹间的距离为a=|a -a|,则相邻两亮条纹间距Δx=;③用刻度
2 2 1
尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的);④重复测量、计算,求出波长的平均值;⑤换用不同的滤光片,
重复实验。
【实验数据】
条纹间距的计算:Δx=;
波长计算:λ= Δ x=;
计算多组数据,求λ的平均值。
【注意事项】
光源使用线状长丝灯泡,调节时使之与单缝平行且靠近;
实验中会出现屏上的光很弱的情况,主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条
纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关;
安装时,要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上,并使单缝、双缝平行且竖
直;
双缝干涉仪是比较精密的实验仪器,要轻拿轻放,不要随便拆分遮光筒、测量头等元件。
【误差分析】
l的测量:l用毫米刻度尺测量,如果可能,可多次测量求平均值;
条纹间距Δx的测定:Δx利用测量头测量.可利用“累积法”测n条亮纹间距,再求Δx=,并且采用多
次测量求 Δ x平均值的方法进一步减小误差。
1.(2023·广东·高考真题)某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率,实验过程如下:
(1)将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上,用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界(2)①激光笔发出的激光从玻璃砖上的 点水平入射,到达 面上的 点后反射到 点射出.用大头针
在白纸上标记 点、 点和激光笔出光孔 的位置
②移走玻璃砖,在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,作 连线的延长线与 面的边界交于 点,
如图(a)所示
③用刻度尺测量 和 的长度 和 . 的示数如图(b)所示, 为 。测得 为
(3)利用所测量的物理量,写出玻璃砖折射率的表达式 ;由测得的数据可得折射率 为
(结果保留3位有效数字)
(4)相对误差的计算式为 。为了减小 测量的相对误差,实验中激光在
点入射时应尽量使入射角 。
1.(2024·广东茂名·二模)某同学为了测量固体药物的体积,设计了如图甲所示的测量装置(装置密封性
良好)。
要测量步骤如下:
①把待测药物放进注射器内;②把注射器活塞推至适当位置,然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接;
③移动活塞,记录注射器的刻度值V,以及气体压强值p;
④重复上述步骤③,多次测量;
⑤根据记录的数据,作出图像,并利用图像计算药物体积。
(1)在操作步骤③中, (选填“缓慢”“快速”或“以任意速度”)移动活塞。
(2)在操作步骤⑤中,为了得到直线图像,纵坐标是V,则横坐标应该选用 (选填“p”“ ”或“
”)。
(3)选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到的直线图像如图乙所示,其延长线分别交横、纵坐标于
a、b,则待测药物的体积为 (用题目中已知量表示)。
(4)由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积,由此造成的测量值比真实值 (选填“偏大”
“偏小”或“相同”)。
2.(2024·广东佛山·二模)在探究气体压强与体积关系实验中,某兴趣小组设计如图实验装置.已知重力
加速度为g,注射器气密性和导热良好且外界环境温度保持不变,不计一切摩擦.
(1)用刻度尺测得注射器刻度上 到 的长度为 ,注射器活塞的横截面积为
;
(2)取下沙桶,向右拉动活塞一段距离后,用橡胶套堵住注射孔,此时的气体压强为大气压 ;
(3)挂上沙桶,稳定后,测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m,则气体压强的表达式;(请选用 、g、S、m表示)
(4)在沙桶内适量添加沙子,重复步骤(3);
(5)以沙桶的总质量m为纵轴,以 为横轴,绘制 图像,其图像如图乙所示,图中横轴截距为a,
纵轴截距为b,可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积 ,实验时当地的大气压强
。(请选用a、b、g、S表示)
3.(2024·广东·一模)某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率,实验过程如下:
①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d,确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上;
②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系 的白纸上,使其底面圆心和直径分别与O点和x轴重
合,将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置,如图(b)所示;
③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O点水平射入,从y轴开始向右缓慢移动激光器,直至恰好没
有激光从玻璃砖射出至挡板上 的区域时,在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。
④取走玻璃砖,过P点作y轴的垂线PQ,用刻度尺测量PQ的长度L。
根据以上步骤,回答下列问题:
(1)测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图(a)所示,则 cm;
(2)步骤③中,没有激光射至挡板上 区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了 ;
(3)根据以上测量的物理量,写出计算玻璃砖折射率的表达式为 ,若测得PQ线段的长度
,计算可得玻璃砖的折射率为 。(结果保留3位有效数字)
4.(2024·广东江门·一模)某同学通过如图甲所示的实验装置,利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的小石块的体积。
主要操作步骤如下:
①将小石块装进注射器,把注射器活塞推至注射器某一位置,并将注射器与压强传感器连接;
②缓慢移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的气体压强值p;
③重复上述步骤②,多次测量;
(1)关于该实验的操作,下列说法正确的是______(填写选项前的字母)
A.为保证封闭气体的气密性,在活塞上均匀涂抹润滑油
B.缓慢移动活塞有利于减少实验误差
C.活塞移至某位置时,应迅速记录此时注射器内气柱的体积和气体的压强值
D.为方便推拉活塞,应用手握注射器再推拉活塞
(2)若实验过程中不慎将活塞拉出针筒,则 (填“需要”或“不需要”)重做实验。
(3)根据实验的数据,通过描点作图,得到 的直线图像如图乙所示,截距分别为a和b。忽略传感器和
注射器连接处的软管容积,则小石块的体积为 。
5.(2024·山东泰安·二模)微量累积法是物理学中经常用到的研究物理问题方法,如“油膜法估测油酸分
子的大小”实验中,就用到了这种方法。该实验的实验步骤如下:
(1)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;
(2)往边长约为 的浅盘里倒入约 深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
(3)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;
(4)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;
(5)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;(以下计算中 取3.14)
①将 的油酸溶于酒精,制成 的油酸酒精溶液;测得 的油酸酒精溶液有50滴。现取1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 。由此估算出油酸分子的直径为 m
(结果保留2位有效数字);
②1滴该油酸酒精溶液含有油酸分子个数的数量级为 个(如:碳原子质量为 ,其质
量的数量级为 );
③取阿伏伽德罗常数为 ,则油酸的摩尔体积约为 (结果保留2位有效数字)。
6.(2024·北京东城·一模)做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)下列实验步骤的正确顺序是 (填写实验步骤前的序号)。
a.往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
b.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
c.将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计
算出油酸分子直径的大小
d.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,再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积
e.将玻璃板放在浅盘上,然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
(2)实验中,所用油酸酒精溶液每 体积溶液中有纯油酸体积 ,用注射器和量筒测得体积为 的上述溶液
有n滴,把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸
如图所示,图中每个小正方形格的边长为a,则油酸薄膜的面积 ;可求得油酸分子的直径为
(用 、 、 、n、S表示)。(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大,可能是因为______。
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
C.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
D.用注射器和量筒测 体积溶液滴数时多记录了几滴
7.(2024·河南·三模)某同学想探究气体压强与体积的关系。如图(a)所示仪器,在一有毫米刻度的直
尺上固定一根一端封闭的细直均匀玻璃管,封闭端内腔顶部对准直尺的零刻度线,管内有一段被水银封闭
的空气柱。
操作步骤如下:
①如图(b)所示,用铁支架固定木板,钉上白纸,用重锤检查使木板竖直,并在纸上作出一条竖直方向
的直线。
②使直尺贴近白纸。从刻度尺上读出空气柱长度l;用铅笔画出水银柱长度h'。
③将h'投影到竖直线上,量出水银柱投影的高度h(mm),将所得l、h的值填入事先设计好的表格中。
④使玻璃管在图示平面内按不同角度倾斜,逐次测出l、h值并填入表内。
⑤分别计算封闭气体压强p值、体积V值(由于玻璃管是均匀的,设其截面积为S)。
根据实验完成下列填空:
(1)测得本地大气压强值为h(mmHg),若某次使玻璃管开口向上竖直放置,测得空气柱长度l。水银柱
0 1
投影h,则此状态下,空气柱的压强写做 。另一次使玻璃管开口向下竖直放置(水银未
1
溢出),测得空气柱长度l,水银柱投影h。若实验成功,则h、l、h、l、h₂应验证满足的关系为
2 2 0 1 1 2
。
(2)为了更直观得出气体的压强p和体积V是否成反比例关系,可将p-V图像转化为 图像。
(3)①将被封闭的空气柱置于另一温度环境中,重复实验操作步骤;②换用不同气柱重复实验操作步骤。综合实验和日常学习可以总结出“气体的体积和压强成反比”成立的条件为: 。
8.(2024·福建福州·二模)某小组同学利用如图甲所示的实验装置探究:一定质量气体,在温度不变的情
况下,压强和体积的关系。
(1)实验研究对象是 。
(2)关于实验下列说法正确的是 。
A.快速调节空气柱长度后立刻读数
B.实验中不需要测量空气柱的横截面积
C. 实验中若密封橡胶套脱落,应立刻堵住后继续实验
(3)某小组同学通过压力连杆上拉或下压活塞得到实验数据,画出 图(如图乙所示),图线不过原
点的可能原因是 。
A.计算密封气体体积时,无法加上注射器下面橡胶套内气体体积
B.在实验过程中,封闭的气体质量减少
C. 在实验过程中,封闭的气体温度发生变化
9.(2024·江西·一模)某小组探究气体在等温变化时压强随体积变化的规律.实验方案如下:在带刻度的
注射器内密封一段掺入酒精蒸气的空气,然后将注射器与气体压强传感器连接管相连接。气体压强p由传
感器测量,气体体积V等于注射器读数与连接管的容积 之和。(1)实验时手不要握注射器筒,且应缓慢推动注射器活塞,其目的是 。
(2)下表是小组采集的一组数据,数据真实可靠,请在图中补充描出第6至9个数据点,并画出 图
线 。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
99.0 110.0 120.9 135.4 154.7 181.2 223.3 291.1 330.0
21.0 19.0 17.0 15.0 13.0 11.0 9.0 7.0 5.0
0.048 0.053 0.059 0.067 0.077 0.091 0.111 0.143 0.200
(3)由 图可知,前8个数据点的分布情况说明:在等温变化时,气体的压强与体积关系为
;第9个数据点显著偏离上述规律,小组猜想是因为气体的质量减小了,下列哪个选项支持该猜想
。
A.部分酒精蒸气进入气体压强传感器连接管
B.在测量第9个数据点时发现注射器筒壁出现模糊,部分酒精蒸气液化
10.(2024·山东淄博·一模)在“测量玻璃的折射率”实验中,某实验小组做了如下操作:
(1)如图甲,先将方格纸平铺在木板上并用图钉固定,长方体玻璃砖平放在纸上,然后在方格纸中画出玻璃
砖与空气的两个界面aa′和bb′。在相应位置插上 、 两枚大头针。插上大头针 ,使 挡住 ,再插上大头针 ,使 挡住 和 、 的像。
(2)该实验小组的同学通过“插针法”确定了四枚大头针的位置,请根据实验原理在图甲中补全光路图,并
标注出界面aa′的入射角i和折射角r 。
(3)测得该玻璃砖的折射率n= (保留三位有效数字)。
(4)另一小组同学在做实验时,选用一横截面为三角形的玻璃砖,放置在图乙实线位置并画出玻璃砖的轮廓
后,不小心将玻璃砖向右发生了微小的平移(移至图乙中虚线位置,底边仍然沿原直线),然后用插针法
依次确定了四枚大头针的位置,测量玻璃砖的左侧边界的入射角和折射角,得到折射率,则玻璃砖折射率
的测量值 真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
11.(2024·全国·模拟预测)长方体玻璃砖的一个表面镀银(光线不能透过),为测定此玻璃砖的折射率,
某同学列出主要实验步骤如下:
①如图甲所示,将玻璃砖平放到水平面内的白纸上,镀银面与纸面垂直,贴着玻璃砖前、后两个面在纸上
分别画出直线 和 ,其中 侧为镀银面;
②在白纸上竖直插上两枚大头针 , ,在 侧观察并插入两枚大头针 , ;
③拔掉大头针,做入射光线和出射光线的光路图,入射光线与出射光线分别与 交于O点和 点,如图
乙所示;
④作 的中垂线AB交 于A点,交 于B点,延长入射光线交AB于C点。(1)插第三枚大头针时,应使其 。(填正确答案标号)
A.只挡住 的像
B.只挡住 的像
C.同时挡住 、 的像
(2)该玻璃砖的折射率为 。(填正确答案标号)
A. B. C.
(3)若在插入两枚大头针 、 前,玻璃砖平行向下移动了少许,则折射率的测量结果比真实值
。(填正确答案标号)
A.偏大 B.偏小 C.等于
12.(2024·云南大理·模拟预测)同学们用“插针法”测玻璃的折射率,如图甲所示。
(1)下列说法正确的是 。
A.实验中,可以将玻璃砖界面当尺子画界线
B.为了减小作图误差,大头针 、 和 、 之间的距离应适当大些
C.测梯形玻璃砖、三角形玻璃砖和半圆形玻璃砖的折射率均可用“插针法”
D.若光线的入射角 较大,有可能在 面发生全反射,所以在 一侧就看不到 、 的像
(2)一位同学为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面,画出的 比实际向外侧平移了一些(如图乙所示),
其他操作均正确无误,并仍以 和 为折射面画出了光路图,这样测出的折射率将 (填“偏大”、
“偏小”或“不变”)。
(3)一位同学手头有圆规和刻度尺但没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,OA为半径画圆,
交 延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线,与法线的交点分别为B点和D点,如图丙所示。用刻度尺测得AB的长度为x,CD的长度为x,则玻璃砖的折射率 (用测量的字母表示)。
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13.(2024·云南·二模)某学习小组用如图(a)所示的双缝干涉实验装置测量光的波长。请根据提示完成
下列问题:
(1)若取下滤光片,其他实验条件不变,则在目镜中( )
A.观察不到干涉条纹
B.可观察到明暗相间的白色条纹
C.可观察到彩色条纹
(2)实验中,选用绿色滤光片测量绿光波长,测得双缝间的距离 ,双缝与屏之间的距离
。当分划板的中心刻线与第1条亮条纹的中心对齐时,手轮上读数为 ,转动手轮,使
分划线向一侧移动,当分划板的中心刻线与第6条亮条纹的中心对齐时,手轮上示数如图(b)所示,其读
数为 ,由以上数据求得绿光的波长为 (计算结果保留三位有效数字)。
14.(2024·福建漳州·二模)某小组用如图甲所示的双缝干涉装置来测量红光的波长。所用器材有:光具
座、毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝、红光滤光片等光学元件。
(1)实验过程如下:
①取下遮光筒左侧的元件,打开光源,调节光源高度和角度,使它发出的光束能直接沿着遮光筒的轴线把
屏照亮;
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,使各元件的中心位于遮光筒的轴线上,调节单、双缝间距并使
之相互平行。要使白光通过器材A后获得单一颜色的红光,则图中器材A的名称是 (填“滤光
片”或“单缝”);
③用米尺测量双缝到屏的距离L;
④将测量头(其读数方法同螺旋测微器)的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该条亮纹定为第1条亮条纹。转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,如图乙所示,此时示数为
mm,再求得相邻亮条纹的间距 ;
⑤已知双缝间距d,可求得所测红光的波长。
(2)关于本实验,下列说法正确的是 。(填正确答案标号)
A.减小双缝间距,干涉条纹间距减小 B.增大双缝到屏的距离,干涉条纹间距增大
C.去掉器材A后,干涉现象消失 D.若挡住双缝中的一条缝,屏上也会有条纹
15.(2024·北京海淀·一模)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光
具座上,如图甲所示,并选用缝间距 的双缝片。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝片间的距
离 。接通电源使光源正常工作。
测量时,使测量头的分划板中心刻线与第1条亮纹的中心对齐(如图乙所示),记下此时手轮上的读数
1.250cm。然后转动测量头。使分划板中心刻线与第4条亮纹的中心对齐,再次记下手轮上的读数,图丙中
游标卡尺的示数为 cm;所测光波的波长为 m(波长计算保留两位有效数字)。