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实验精练03 光学与热学实验
一、光学实验
实验
装置图和原理式
考查热点
测量玻璃的
折射率
n= sinθ1
sinθ2
（1）考操作：插P3要使P3挡住P1、P2的像，插
P4要使P4挡住P3和P1、P2的像。
（2）考处理：连OO′，测θ1和θ2，根据折射率
公式、图像法或单位圆法即可求得折射率。
（3）考注意点：大头针的间距要稍大一些，θ1
不宜太大或太小；手不能触摸光学面；不能把玻
璃砖界面当尺子画线等
用双缝干涉
实验测量光
的波长
λ = d
l Δ x
（1）考操作：调各器件的高度，要使光沿遮光
筒轴线到达光屏，使单缝与双缝平行。
（2）考读数：考测量头读数。
（3）考计算：会计算相邻条纹间距，根据公式
求出波长
二、 热学实验
实验
装置图和原理式
注意事项
考查热点
用油膜法估测油酸分子
的大小
d = V
S
（1）计算：根据n
滴溶液的总体积，
求每滴油酸酒精溶
液体积V 0。
（2）操作：爽身粉
均匀撒在水面上；
用滴管将一滴油酸
酒精溶液滴在水面
上。
（3）描轮廓：待油
酸薄膜形状稳定
后，描绘到玻璃板
上
（1）考计算：计算1
滴油酸酒精溶液中纯
油酸体积。
（2）考估算：正确估
算油膜面积，估算分
子大小。
（3）误差分析：爽身
粉撒太多厚度不均，
油酸散不开等。
（4）考细节：再次实
验时，应保持浅盘清
洁，可用酒精清洗，
用脱脂棉擦
探究等温情况下一定质
量气体压强与体积的关
系
pV =C
（1）涂油：减小摩
擦，防止漏气、保
证气体质量不变。
（2）缓慢：缓慢改
变气体体积，保持
气体温度不变。
（3）记录：多组数
据。
（4）作图：绘制
p−1
V 图像，分析得
出结论
（1）考操作：抹润滑
油、装橡胶套，避免
手直接接触封闭气体
的容器，缓慢推拉柱
塞。
（2）考读数：读取气
柱长度。
（3）考数据处理：图
像法处理实验数据
【例题1】（2025·浙江温州·三模）甲同学利用激光测量半径R =3.50cm半圆形玻璃砖的折射
率，实验中让一细束激光沿玻璃砖半径方向射到圆心O，恰好在底边发生全反射（如图1），作
光路图并测量相关数据（如图2），则该半圆形玻璃砖的折射率为 （结果保留三位有效
数字）。
其他条件不变，仅将半圆形玻璃砖向左平移一小段距离，则 （填“有”或“没有”）激
光从底边射出。
【例题2】（2024·浙江·三模）使用如图1 装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，已知
压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。
(1)为了探究压强p 与体积V 的关系，在测得需要的实验数据后，为达到“探究”的实验目的，用
图像法进行数据分析，从下列选项中选出需要的步骤并按顺序排列______。
A．作p−V 图像，根据画出的图线猜测p 与V 的关系
B．作p−1
V 图像，根据画出的图线猜测p 与V 的关系
C．作p−V 图像，对p 与V 关系的猜测进行检验
D．作p−1
V 图像，对p 与V 关系的猜测进行检验
E．检验正确，得出p 与V 关系的结论
(2)第1 小组为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，进行了两
次实验，得到的p−V 图像如图2 所示。第2 小组根据某次实验数据作出的V −1
p图如图3 所
示。下列说法正确的是______
A．实验前应将注射器里的空气完全排出
B．为了减少实验误差，可以在柱塞上涂上润滑油，以减少摩擦
C．由图2 可知，第1 小组的两次实验气体温度大小关系为T 1>T 2
D．如图3 所示，若第2 小组实验操作正确，则V 0为联通空气柱与压力表细管的体积
(3)如图4 所示，小明从状态A 缓慢拉升柱塞，使其到达状态B（体积为V 1）。若此时突然提升柱
塞，使其快速到达体积V 2，则此时V 2对应下图中的状态 （填“C”、“D”、“E”、“F”）
（图中A、B、E 为同一等温线上的点）
1.
（2024·浙江绍兴·一模）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，
(1)如图所示，某同学测得图中装置中透镜、单缝、双缝、毛玻璃、目镜之间的距离分别为L1、L2、
L3、L4，又测得第1 条亮条纹中心到第5 条亮条纹中心的距离为Δ x，已知单缝宽度为d1，双缝间
距为d2，则该单色光波长的表达式为 。
(2)若在单缝与透镜之间加入一偏振片，测得该单色光的波长与不加偏振片时相比______。
A．增加
B．不变
C．减小
2.
（2024·浙江·一模）用图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验
(1)下列说法正确的是
A．实验时需要用手扶住注射器外壁
B．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦
C．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭
注射器的注射孔
(2)某实验小组进行了两次规范的实验，并由记录的数据作出了p—V 图像，如图甲、乙图线所示。
若两次实验气体的质量一定，则气体温度T 甲 T 乙；若两次实验气体的温度不变，则气体质量m
甲 m 乙(两空均选填“＞”、“＜”或“＝”)。
3.
（2024·浙江宁波·一模）(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列器材需要用到的有
___（多选）。
A．
B．
C．
D．
(2)在上述实验时，每10
3 mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得80 滴这样的溶液为1mL。
把1 滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，测得油膜面积约为150 cm
2，可估算油
酸分子的直径大小约为 m。（结果保留一位有效数字）
(3)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使注
射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V ，由压强传感器测得的
压强值p在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实验得到的图
像可能是 。
A．
B．
C．
D．
4.
（2024·浙江·一模）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为V1的纯油酸配成总体积为V2
的油酸酒精溶液，用注射器取体积为V0的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为N。
(1)把一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待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，可估算出油酸分子的直径为__________。
A．
V 1V 0
58 N V 2a
2
B．
V 1V 0
68 N V 2a
2
C．58V 1V 0 N
V 2a
2
D．68V 1V 0 N
V 2a
2
(2)若配制好的油酸酒精溶液敞口后放置了较长时间再使用，实验得到的油酸分子直径数据
（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
5.
（2025·浙江·模拟预测）如图1 所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验时，将双缝
干涉实验仪按要求安装在光具座上，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：
(1)在某次测量绿光的波长实验中，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，此时手轮上的示数如图2 所示，则此时的示数为 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3 所示，由此可求得
相邻亮条纹的间距Δ x = mm。
(2)若双缝间距d =0.25 mm，双缝到屏的距离l =75.00cm，则所测绿光的波长为 nm。
(3)若其他条件不变，把滤光片换为红色滤光片，则在屏上观察到的条纹间距会 （选填“变
大”或“变小”）。
6.
（2025·浙江温州·二模）某同学在学习了“用双缝干涉测量光的波长”实验后，自制了一套双缝干
涉演示仪（图1），所用单缝的缝宽可调（图2），并用电子显微镜头代替光屏，通过计算机呈现
实验现象。
(1)若调节单缝的宽度由图2 所示逐渐变窄，下列说法正确的是（ ）。
A．当单缝宽度较宽时，无法观察到清晰的条纹
B．当单缝宽度较窄时，随着缝宽变窄，条纹间距逐渐变大
(2)已知双缝间的距离为d，光源与单缝的距离为L1，单缝与双缝的距离为L2，双缝到电子显微镜头
的距离为L3，计算机显示图样中相邻两条亮条纹间的距离为Δ x，显示图样的放大倍数为k，则对
应的光波波长为 （用题中所给物理量符号表示）。
7.
（2024·浙江杭州·一模）(1)根据实验器材说明书，“用双缝干涉测量光的波长”实验中小灯泡正常
工作电压为8V~12V，现研究该小灯泡不同电压下的功率。
①某同学进行了正确的实验操作，并将实验数据在I-U 坐标系中描点如图甲所示。请在图乙中补全
实验的电路图，闭合开关前滑动变阻器应置于 端（选填“a”或“b”）。
②某次测量时电压表量程为0~15V，指针偏转如图丙所示，则电压表读数为 V，此时小
灯泡电阻R= Ω（计算结果保留2 位有效数字）。
③由实验可知工作电压为8V 时小灯泡的功率为 W（计算结果保留2 位有效数字）。
(2)图甲为“用双缝干涉测量光的波长”装置图。
①双缝安装在图甲中 位置（选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”）
②本实验所用的电源为学生电源，如图乙所示。小灯泡为（1）中所用小灯泡，为使小灯泡正常工
作，最合适的操作是
A．将小灯泡接“稳压6V”接线柱，打开电源开关
B．将小灯泡接“直流”接线柱，将电压旋钮转至12V，打开电源开关
C．将小灯泡接“交流”接线柱，将电压旋钮转至12V，打开电源开关
D．将小灯泡接“交流”接线柱，打开电源开关，将电压旋钮由2V 逐渐转至12V
③已知双缝间距为0.3mm，屏离双缝距离为1.2m。以某种单色光照射双缝时，将测量头的分划板
中心刻线与第1 条亮纹中心对齐，手轮上的示数如图丙所示；然后同方向转动手轮，使分划板中心
刻线与第6 条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丁所示，则这种光的波长是 nm
（保留3 位有效数字）。
8.
（2024·浙江温州·一模）(1)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中，下列说法正确
的是___________。
A．若去掉铁芯，实验结果不会受到影响
B．为保证实验安全，原线圈应接低压直流电源
C．交变电流产生的磁场对铁芯有力的作用，可能使铁芯振动发出“嗡嗡”声
(2)某同学在完成上述实验后，采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻（阻值较小），为保证
电路中各元件安全，实验结束时，首先进行的操作是___________。
A．断开导线A
B．断开开关
C．取下电池
(3)下列说法正确的是___________
A．图甲“验证动量守恒定律”实验中，斜槽轨道必须光滑且其末端水平
B．图乙“验证机械能守恒定律”实验中，应先接通打点计时器的电源，再释放重物
C．图丙“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，先滴入油酸酒精溶液，再撒入痱子粉
D．图丁“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，把滤光片由红色换成绿色，可增加目镜中观察
到的亮条纹个数
9.
（2024·浙江金华·一模）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。
(1)图1 中的a、b、c 三个位置对应的器材为______
A．a 是滤光片、b 是单缝、c 是双缝
B．a 是单缝、b 是双缝、c 是滤光片
C．a 是双缝、b 是单缝、c 是滤光片
(2)该同学正确操作后观察到的干涉条纹如图2 甲所示，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准
a 位置，手轮的读数如图2 乙所示，此时手轮的读数为 mm。
(3)已知双缝间距为d，双缝到毛玻璃的距离为l，分划板中心刻线对准a 位置时手轮的读数记作x1，
继续转动手轮，分划板中心刻线对准b 位置时手轮的读数记作x2（x2>x1），则所测单色光的波长λ=
（用题中物理量符号表示）。
(4)为减小误差，该实验先测量n 个亮条纹的间距，再求出相邻亮条纹间距Δx。下列实验采用了类
似方法的有______
A．“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中单摆周期的测量
B．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
D．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1 滴油酸酒精溶液的体积测量
10. （2024·浙江湖州·二模）有同学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)在实验中油酸体积占油酸酒精溶液总体积的比例最为合适的是___________
A．1：50
B．1：500
C．1：5000
(2)由于没有方格纸，该同学首先在一张透明胶片上描出油膜的轮廓，测量胶片的面积S0，并用高精
度的电子天平称量出整张胶片的质量M，然后沿轮廓剪下对应的油膜形状的胶片，其质量为m，则
油膜的面积为 （用所给物理量符号来表示）；
(3)下列操作有助于减小实验误差的是___________
A．撒粉时要尽量厚一些，覆盖整个浅盘
B．滴油酸酒精溶液时，针头需远离液面
C．滴油酸酒精溶液后需待油膜稳定后再测其面积
11.
（2025·浙江绍兴·三模）“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图所示。
(1)下列说法正确的是（ ）
A．上下拨动拨杆可使单缝与双缝平行
B．透镜的作用是使射向单缝的光更集中
C．转动目镜可使条纹与分划板竖直刻线平行
D．仅将红色滤光片改为绿色滤光片条纹间距将变大
(2)经调节后使单缝与双缝相互平行且沿竖直方向，在测量头观察到的单色光干涉条纹可能是
（ ）
A．
B．
C．
D．
12. （2025·浙江湖州·三模）用插针法测梯形玻璃砖的折射率实验中
(1)在画玻璃砖边界时，请指出图1 中操作不当之处 ；
(2)已画好玻璃砖边界MN、PQ，插上大头针P1、P2，使P1 P2连线与PQ 边界垂直。要保证能测出
玻璃的折射率，P1 P2入射光应从图2 中玻璃砖 （选填“ae”、“ef”或“fd”）区域射入。（已
知玻璃的折射率介于1.3~1.5）；
(3)接（2）问，插大头针P3、P4操作正确，测得P3、P4的连线与MN 的夹角75°，如图3 所示，则
玻璃的折射率n= 。
13. （2025·浙江绍兴·二模）如图所示，某同学用“尺瞄法”测定三棱镜玻璃的折射率，他在纸上画出
三棱镜界面AB 和AC，画一条与AB 斜交的直线DO1，眼睛对着AC 用直尺M 瞄准它的像，沿直尺
画出O2E。连接O1O2并延长，用圆规截取等长线段O1L 和O1P，过L、P 两点分别作法线NN'的垂
线LK 和PQ。
(1)三棱镜折射率为 （用图中线段表示）。
(2)下列哪一项操作可以减小实验误差（ ）
A．O1点离角A 更近一些
B．O1L 和O1P 截取更长一些
C．用更短的直尺来瞄准直线
14. （2025·浙江金华·一模）在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，a和a
′分别
是玻璃砖与空气的两个界面，如图（a）所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另
一侧透过玻璃砖观察，并插上大头针P3，使其挡住P2、P1的像；接着插上大头针P4，使其挡住P3、
P2和P1的像，用“●”表示大头针的位置，这样大头针P1、P2就确定了射入玻璃砖的光线。
(1)正确作出光路图后，测量a分界面上的入射角i和折射角r。多次改变入射角，测得多组入射角和
折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图（b）所示的图像，由图像可知该玻璃
的折射率n= （保留两位有效数字）。
(2)如图（c）所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a
′画到
图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，则所测得的折射率将 （填“偏
大”“偏小”或“不变”）。
15. （2025·浙江·一模）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，
(1)如图甲双缝安装在图甲 位置（选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”）
(2)某次测量条纹间距的时候，由于游标卡尺0 刻度处标记不清，目镜测量头显示如图乙所示，箭头
为游标卡尺与主尺对齐处，则读数为 mm。
(3)如图甲所示，某同学测得图中装置中A、B、C、D、E 之间的距离分别为L1、L2、L3、L4，又测
得第1 条亮条纹中心到第6 条亮条纹中心的距离为Δ x，已知单缝宽度为d1，双缝间距为d2，则该
单色光波长的表达式为 。
