文档文本内容
专题18 光学、热学实验 4 大考点概览 考点01 热学实验 考点02 光学实验 一、单选题 1．（2026·江苏·一模）两小组在同一教室同时用传感器探究气体等温变化的规律，但是描绘出的 图 像斜率不同，原因可能是（ ） A．注射器内的空气柱质量不同 B．有一小组注射器存在漏气 C．一小组缓慢推动活塞，另一小组快速推动 D．一小组将注射器水平放置，另一小组竖直放置 2．（2026·河北邯郸·一模）某实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，测得的油酸分子直径 明显偏小，造成这种情况的原因可能是______。 A．在计算油膜面积时，把凡是不足一格的格数都舍去 B．配制完成的油酸酒精溶液敞口放置，隔天才做实验 C．痱子粉撒得太厚导致油膜未充分散开 D．用注射器和量筒测1mL 油酸酒精溶液的滴数时漏记了几滴 考点1 热学实验 二、多选题 3．（2025·浙江杭州·一模）下列实验操作，正确的有（ ） A．“用单摆测重力加速度”时，在最高点释放摆球并同时开始计时 B．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”时，使用多用电表的交流电压挡测电压 C．“用油膜法估测油酸分子直径的大小”是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法 D．“双缝干涉测波长”实验中，单缝与光源之间不放滤光片，观察不到干涉条纹 三、实验题 4．（2026·北京延庆·一模） 物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作和 实验分析等。 (1)用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角 度如图所示。则这块玻璃砖的折射率 _____（用图中字母表示）。 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL 溶液中有纯油酸 0.1mL，用注射器测得1mL 上述溶液有200 滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水 面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是 ___________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m。（最后一空的结果保留3 位有 效数字） (3)实验小组准备用如图所示的实验装置探究加速度与力和质量的关系。该实验装置有几处错误，请指出其 中的两处错误： ①_________________ ②_________________ 5．（2026·河北·一模）为了探究“等温条件下气体压强与体积的关系”，某同学设计了如图甲所示的实验 装置。水平桌面上固定一足够高、导热性能良好、开口向上的汽缸，质量为m0、横截面积为S、厚度不计 的光滑活塞密封一定质量的理想气体，轻质细绳一端连接活塞中心，另一端绕过两个光滑定滑轮连接轻质 沙桶（桶中开始没有细沙），连接活塞的细绳竖直，在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，活塞到汽缸底部 的高度为 。已知重力加速度为g，大气压强为 ，环境温度不变。 (1)在桶中加入细沙之前，活塞稳定时，密封气体的压强 _________。 (2)在沙桶中缓慢加入一定质量的细沙，活塞稳定时，记录下沙桶中细沙的质量m 与活塞到汽缸底部的高度 h，多次重复这一过程，得到多组m、h 的数据，利用所得数据，描绘出 图像如图乙所示，则该图像 的纵截距为_________；根据图乙可知该图像的横截距为a，若在误差允许的范围内，满足大气压强 _________，则温度一定时，气体压强与体积成反比。 6．（2025·湖北·一模）某兴趣小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，通过宏观量的测量间接 计算微观量。 (1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成__________（填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。 (2)实验已经测得一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 ；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标 纸上，如图所示，小方格的边长为 。由图可知油膜面积为__________ （结果保留2 位有效数 字）；计算出油酸分子直径为__________ （结果保留1 位有效数字）。 一、单选题 1．（2026·四川宜宾·一模）某同学欲测一块矩形玻璃砖的折射率，实验过程中，他把玻璃砖一边与 对 齐，但另一条边 画得略窄于玻璃砖，如图所示，其它操作符合要求，他测得的折射率为1.8，则该玻璃 砖的折射率最有可能为下列选项中的是（ ） A．2.0 B．1.9 C．1.7 D．1.0 二、实验题 2．（2026·福建泉州·一模）“用光传感器做双缝干涉的实验”装置图如图甲所示，光传感器可以把光的强 度在 轴上各点分布情况，通过计算机显示成图像。 考点2 光学实验 (1)双缝挡光片应该是图甲中__________（填“ ”或“ ”）。 (2)光源有红光和绿光两种，其中红光在计算机屏幕上显示的图像是__________（填“乙”或“丙”） (3)某次实验中，已知双缝间距为 ，双缝到光传感器间的距离为 ，计算机上显示第1 条明条 纹中心的横坐标为 ，第5 条明条纹中心的横坐标为 ，由以上数据可测得该单色光的波长 是__________ （保留三位有效数字）。 3．（2026·海南·一模）(1)某物理兴趣小组设计实验测量一个实心透明圆柱体的折射率。如图乙所示，他们 将圆柱体放在水平桌面上，底下垫白纸，并用铅笔在白纸上描出圆柱体的底面，其圆心为O。将激光器放 置于桌面上，使其发出的光束经圆柱体折射后射出。 ①用10 分度的游标卡尺测得圆柱体底面的直径如图甲所示，则该直径D=___________cm。 ②激光束射到底面上的A 点，入射光线为CA，用铅笔挡光，然后在白纸上记下该点的位置，找到两个位 置，然后连线即可在白纸上画出光束路径，如图乙所示。过O 点作OG 垂直AB，垂足为G，测得OG 的长 度L=1.00cm，则激光束在A 点处折射角的正弦值为___________。（结果用分数表示） ③如图乙所示，过E 点作EF 垂直AC，垂足为F，测得EF 和AE 的长度，通过计算得到入射角的正弦值 为0.6，则圆柱体的折射率为___________。（结果保留两位有效数字） (2)实验小组用如图丙所示的装置来测量当地的重力加速度，电火花计时器打出的纸带如图丁所示，回答下 列问题： ①电火花计时器所接的电源为___________（填“8V 交流”“8V 直流”“220V 直流”或“220V 交流”） 电。手捏纸带的上端，把纸带拉成竖直状态，让重物靠近电火花计时器由静止释放。 ②已知电火花计时器的打点周期为T，并得到1~7 的计时点，相邻计时点间的距离在图丁中已标出，则打 “6”点时，重物的速度大小为___________，当地的重力加速度大小g=___________。 4．（2026·四川雅安·一模）某实验小组用激光笔测量平行玻璃砖的折射率。步骤如下：光屏与玻璃砖平行 放置，记录屏MN 和玻璃砖abcd 的位置；用激光笔以一定角度照射玻璃砖，记录入射点O1和屏上光点S1 的位置；移走玻璃砖，记录屏上光点S2的位置；做相应辅助线，其中 ， ，O1、O2、 Q 在一条直线上；用刻度尺测得：O2S1=9.90cm，O2Q=7.90cm，S1P=7.10cm，PQ=3.85cm。 (1)记录玻璃砖位置时，某同学用铅笔紧靠玻璃砖画线，这种操作__________（选填“正确”或“错误”）； (2)根据所测数据计算玻璃砖的折射率n=__________（结果保留三位有效数字）； (3)若换用频率更大的激光进行实验，其他条件保持不变，观察到S1与S2的间距__________（选填“变大” 或“变小”）。 5．（2026·陕西延安·一模）如图所示，用“插针法”测量一等腰直角三角形玻璃砖的折射率。主要步骤如 下： （1）在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O 点； （2）将玻璃砖斜边AB 沿ab 放置，并确定直角边BC 的位置ef，cd 与ef 的交点为 ； （3）在cd 上竖直插上大头针 和 ，从侧面BC 透过玻璃砖观察 和 ，插上大头针 ，要求 能挡住 ______（选填“ ”“ ”或“ 和 ”）的虚像； （4）撤去玻璃砖和大头针，连接 与 ，过 作ef 的垂线，垂足为D，用刻度尺量出 的长度 ， 的长度 ，则玻璃砖的折射率 ______。（用题给物理量字母表示） （5）为了减小实验误差，大头针 的位置应离 较______（选填“近”或“远”）一些。 6．（2026·河北·一模）如图所示，用“插针法”测量一等腰直角三角形玻璃砖的折射率。主要步骤如下： （1）在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O 点； （2）将玻璃砖斜边AB 沿ab 放置，并确定直角边BC 的位置ef，cd 与ef 的交点为O′； （3）在cd 上竖直插上大头针P1和P2，从侧面BC 透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住 __________（选填“P1”“P2”或“P1和P2”）的虚像； （4）撤去玻璃砖和大头针，连接P3与O′，过P3作ef 的垂线，垂足为D，用刻度尺量出（O′D 的长度L1， O′P3的长度L2，则玻璃砖的折射率n=___________________。（用题给物理量字母表示） （5）为了减小实验误差，大头针P3的位置应离O'较________（选填“近”或“远”）一些。 7．（2026·重庆沙坪坝·一模）某同学利用如图所示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长， (1)下列与实验相关的说法中正确的是___________。 A．透镜的作用是使得射向单缝的光更集中 B．测量过程中误将6 个条纹间距数成5 个，波长测量值偏小 C．将双缝的间距变小，其他条件不变，则干涉条纹间距变窄 (2)下列图示中条纹间距表示正确的是___________。 A． B． C． D． (3)该同学测得双缝到光屏的距离 ，已知双缝间距 ，对干涉条纹进行测量，并记录 第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标卡尺读数分别为：9.60mm 和 ，则该单色光的波长 ___________ （结果保留三位有效数字）。 8．（2025·河南·一模）某实验小组的同学在测定玻璃砖的折射率时，从实验室选择了截面为直角三角形的 玻璃砖，∠C=θ，其中BC 和AC 面为光学面，实验时在BC 下侧插了两枚大头针P1、P2，且P1P2⊥BC，并 在AC 面的上侧按正确操作插入另两枚大头针P3、P4，如图甲所示。 (1)在插大头针P4时，应保证________； A．P4挡住P3 B．P4挡住P3和P2的像 C．P4挡住P3和P1、P2的像 (2)在处理实验数据时，甲同学用量角器测量了出射光线P3、P4与AC 界面的夹角也为θ，则玻璃砖的折射 率为n=________，乙同学以出射点O 为圆心，适当的长度为半径画圆，圆与入射光线、出射光线的交点分 别为a、b，过a、b 两点作法线的垂线，垂足分别为c、d，如图乙所示，用刻度尺测量圆的半径为R， ac=L1，bd=L2，则玻璃砖的折射率为n=________。 9．（2026·湖北省直辖县级单位·一模）浸润式光刻机的核心原理，是在投影物镜与晶圆之间填充高折射率 液体，替代传统干式光刻的空气介质，从而提升数值孔径（NA）、缩短等效曝光波长，突破分辨率极限。 芯片制造除了需要高端EUV 光刻机，也需要高端光刻胶，为研究EUV 光刻机所用光刻胶的光学性质，研究 人员利用折射法测量某液态光刻胶的折射率n。实验装置如图所示：圆形透明容器装有光刻胶，光刻胶上 表面与圆心O 平齐，光线从空气经O 点射入光刻胶液体，圆形容器周围标有角度刻度，可直接读取入射角 和折射角。 (1)实验中，为减小测量误差，下列操作正确的是（ ） A．入射光线应尽可能靠近法线 B．入射角不宜过小，也不宜过大 C．只需测量一组入射角和折射角就可计算折射率 D．改变入射角多次测量，取折射率的平均值 (2)某次实验中，测得入射角 ，折射角 。已知 ， 。请根据折射 定律计算该光刻胶的折射率 ________。（结果保留2 位有效数字） (3)实验时要求光线细、亮、清晰。某次实验时某实习生误将一定宽度的折射光线偏向法线一侧读取数据， 则测得的折射率与真实值相比会________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 三、解答题 10．（2025·广东清远·一模）某同学采用激光笔和标有角度的光具盘（如图甲所示）测量半圆形玻璃砖的 折射率。实验步骤如下：将玻璃砖的圆心与光具盘的圆心重合，使玻璃砖的直径与光具盘上所画的某条直 径对齐，随后标记光具盘上观察到的三条光线。移走玻璃砖后，依据标记绘制光路图如图乙所示。请回答 下列问题： (1)求半圆形玻璃砖的折射率n； (2)已知半圆形玻璃砖的直径为d，光在真空中传播的速度为c，求该激光经过玻璃砖所用时间t。
