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微专题21 热学和光学实验
用油膜法估测油酸分子的大小
[例1] (2025·湖北·模拟预测)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 油酸酒精溶
液中含有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50 滴上述溶液，量筒中的溶液体
积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由
于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一
小方格的边长为25 mm，试问：
(1)(多选)该实验体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有________。
A．把油酸分子视为球形
B．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜
C．油酸分子是紧挨着的没有空隙
D．油酸不溶于水
(2)图中油膜的面积为________m2；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是
________m。(结果均保留两位有效数字)
(3)(多选)某同学将实验中计算得到的结果和大多数同学进行比较，数据偏大，
对出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是
_____________________________________________________________________。
A．水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开
B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．在向量筒中滴入1 mL 油酸酒精溶液时，滴数多记了几滴
D．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
[听课记录]
规律方法：
1．对油酸体积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V0。
(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＝nV 0
N 。
2．对油膜面积S 的测量
(1)数出轮廓范围内正方形的个数n0，不足半个的舍去，多于半个的算一个。
(2)用正方形的个数乘单个正方形的面积S0计算出油膜的面积S＝n0S0。
探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的
关系
[例2] (2025·北京大兴·模拟预测)用气体压强传感器做“探究气体等温变化
的规律”实验，实验装置如图甲所示。
(1)(多选)下列说法或操作正确的是( )
A．在注射器活塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄漏
B．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活
塞改变气体体积
C．实验过程中应保持周围环境温度不变
D．多测几组p、V 数据，记录并作出p-V 图像，若图像为曲线即可说明p、V
成反比关系
(2)在操作规范、不漏气的前提下，某同学测得多组压强p 和体积V 的数据并作
出V- 1
p图线，如果胶管中含有一定质量的气体，作出的图像可能是( )
A．
B．
C．
(3)在不同温度环境下，另一位同学对相同气体重复了上述实验，实验操作和数
据处理均正确，得到的p- 1
V 图像如图乙所示。两次操作中气体的温度分别为TA
和TB，则TA和TB的大小关系为TA________(选填“>”“<”或“＝”)TB。
[听课记录]
规律方法：
1．用注射器封闭一段空气，保证气体的质量不变。
2．读出空气柱的长度L 和空气柱的压强p。
3．缓慢向下压或向上拉柱塞，分别读取空气柱的长度和气体压强的大小，记录
数据。
4．根据数据得出p-V 图像或p- 1
V 图像，得出p、V 的关系。
测量玻璃的折射率
[例3] (2025·山东威海·三模)如图所示，某实验小组利用插针法测量一横截
面为直角三角形的玻璃砖的折射率，部分实验步骤如下：
①将一张白纸平铺在桌面上，放好玻璃砖，并记录下两直角界面AB 与BC。
②让光线从AB 入射，入射点为D，在入射光线上竖直插入两枚大头针P1、
P2，然后在BC 外侧透过玻璃砖观察P1、P2 的像，插入大头针P3，使其挡住
P1、P2的像，插入大头针P4，使其挡住P1、P2的像及P3。
③移去玻璃砖与大头针，连接P3、P4留下的针孔交BC 于E 点，延长入射光线
交BC 于F 点。
请回答以下问题：
(1)玻璃砖的折射率可表示为( )
A．BD
BF B．BE
BD C．DE
DF D．DE
DB
(2)(多选)在实验过程中减小入射角，下列说法正确的是( )
A．出射光线与BC 的夹角增大
B．出射光线与BC 的夹角减小
C．在BC 外侧一定能观察到P1、P2的像
D．在BC 外侧可能观察不到P1、P2的像
(3)若插入P3 前不小心将玻璃砖向右平移了少许，其余操作不变，则测量值
________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
[听课记录]
规律方法：
1．一个重要实验步骤
在玻璃砖的另一侧插上P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P1、
P2的像和P3。
2．三个数据处理的方法
(1)计算法：由n＝
sinθ1
sinθ2
，算出不同入射角时的n 值，并取平均值。
(2)图像法：作sin θ1-sin θ2图像，由n＝
sinθ1
sinθ2
可知其斜率为折射率。
(3)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 θ1＝
EH
OE ，sin θ2＝E
' H
'
O E
' ，OE＝OE′＝R，所以用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以
求出n＝
sinθ1
sinθ2
＝EH
E
' H
'。
3．两个减小误差的实验要求
(1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、
P2和O、P3与O′之间距离要稍大一些。
(2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)，当θ1太大时，反射光较
强，折射光较弱，当θ1太小时，入射角、折射角测量的相对误差较大。
用双缝干涉实验测量光的波长
[例4] (2025·四川德阳·三模)“用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图甲
所示。
(1)下列说法正确的是________。
A．滤光片应置于单缝与双缝之间
B．保持双缝位置不变，减小单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变
C．保持双缝位置不变，减小双缝到屏的距离，干涉条纹间距变大
(2)在某次测量绿光波长的实验中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中
心对齐，将该亮条纹记为第1 条亮条纹。此时手轮上的示数为5.770 mm；然后
同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6 条亮条纹中心对齐，此时手轮上
的示数如图乙所示，则此时的示数为__________mm；若双缝间距d＝0.25
mm，双缝到屏的距离l＝75.00 cm，则所测绿光的波长为________nm。
[听课记录]
规律方法：
1．原理：Δx＝l
d λ，因此，只要测出Δx、d、l 即可测出波长λ。
2．Δx 的测量：调节测量头，使分划板中心刻线对齐第1 条亮条纹的中心，记
下手轮上的读数a1；转动手轮，当分划板中心刻线与第n 条亮条纹中心对齐时，
记下手轮上的读数a2；则相邻两条亮条纹间的距离Δx＝|a1-a2|
n-1 。
