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1 / 4 第18 讲 光学和热学实验 考点一 光学实验 实验 装置图（示意图） 归纳总结 考查热点 测量玻璃 的折射率 ①准备：画aa'，取O 点作法线 MM'；画AO，插P1、P2两根大头 针 ②插针：放玻璃砖，画bb'，观 察，插P3、P4，注意：玻璃砖与白 纸的相对位置不能改变 ③作折射光线：由P3、P4的位置确 定出射光线O'B 及出射点O'，连接 O、O'得到折射光线OO' ①考操作：插P3要使P3挡住P1、P2的像， 插P4要使P4挡住P1、P2的像和P3 ②考处理：连OO'，测θ1和θ2，根据计 算、作图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； 也不能把玻璃砖界面当尺子画界线等 用双缝干 涉实验测 量光的波 长 ①操作：调共轴，安装单缝和双 缝，放滤光片，观察单色光的干涉 条纹 ②测波长：使分划板中心刻线对齐 第1 条和第n 条亮条纹的中央，记 下此时手轮上的读数 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、二 者间距约为5～10 cm 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 【典例1】 （2024·河北高考11 题节选）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示，其中 测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。 该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位 置对应的游标尺读数，如表所示： 单色光类别 x1/mm x6/mm 单色光1 10.60 18.64 单色光2 8.44 18.08 根据表中数据，判断单色光1 为 （填“红光”或“绿光”）。 尝试解答 【典例2】 （2024·安徽高考11 题）某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。 （1）为测量玻璃的折射率，按如图甲所示进行实验，以下表述正确的一项是 （填正确答案标号）。 2 / 4 A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a 和a' B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入 射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3 都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2 C.实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差 （2）为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面。保 持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示。此实验初步表明：对于同一种介 质，折射率与光的频率有关。频率大，折射率 （填“大”或“小”）。 （3）为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同 的入射角α1，测得折射角分别为α2、α3(α2＜α3)，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n 玻璃 n 介质（填 “＞”或“＜”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。 尝试解答 考点二 热学实验 实验 装置图（示意图） 归纳总结 考查热点 用油膜法估测油酸分 子的大小 ①配制：纯油酸1 mL 中注入酒 精，至500 mL 线 ②计算：根据n 滴体积，求每滴油 酸酒精溶液体积V0 ③操作：爽身粉均匀撒在水面中 心；用滴管将一滴油酸酒精溶液滴 在水面上 ④描轮廓：油酸薄膜形状稳定后， 描绘到玻璃板上 ①考计算：准确计算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，致油酸散不开等 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， 用清水冲 探究等温情况下一定 质量气体压强与体积 的关系 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 ③记录：6～8 组数据 ④作图：绘制p- 1 V 图像，通过实 验结果，分析得出结论 ①考装置：竖直 ②考操作：抹润滑油、装橡胶套 ③考读数：读取气柱长 ④结论：如何得出结论 【典例3】 （2024·湖北武汉模拟）（1）图1 反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4 个步骤，将它们按操 作先后顺序排列应是 （用符号表示）； 3 / 4 （2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1 000 mL 溶液中有0.6 mL 油 酸。用注射器测得1 mL 上述溶液有75 滴，把1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。 如图2 所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm，试求： ①油酸膜的面积是 cm2； ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 m3； ③按以上实验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）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ，则下列说法正确的是 （填正确选项 前字母）。 A.1 kg 油酸所含有分子数为ρNA B.1 m3油酸所含分子数为ρ N A M C.1 个油酸分子的质量为N A M D.油酸分子的直径约为 3√6 M ρ N A 尝试解答 【典例4】 （2024·广东深圳二模）如图所示，“探究气体等温变化规律”的实验装置，用一个带有刻度的注射 器及DIS 实验系统来探究气体的压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积可以从注射器壁上 的刻度直接读出，气体的压强由压强传感器精确测定。 （1）为了减小实验误差，下列做法正确的是 。 A.压缩气体时需要缓慢进行 4 / 4 B.封闭气体的容器需要密封良好 C.需要测出封闭气体的质量 （2）甲同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，推动活塞使注射器内空气柱从初始体积45.0 mL 减到 25.0 mL。实验过程中，读取五组数据，气体体积直接从注射器的刻度读出并输入计算机。得到的数据如下表所 示： 序号 1 2 3 4 5 V/mL 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 1 V /mL－1 0.022 0.025 0.029 0.033 0.040 p/kPa 104.7 117.6 132.5 153.1 180.7 p V / （kPa·mL－1） 2.326 7 2.940 0 3.842 5 5.050 0 7.228 0 pV/ （kPa·mL） 4 711.5 4 704 4 637.5 4 593 4 517.5 （3）用计算机对数据进行直线拟合，做出p- 1 V 图像为一条过原点的直线，则可以得到的实验结论为： 。 （4）某同学发现pV 乘积数值逐渐减小（如图），请分析产生此现象的原因可能是： 。 尝试解答 提示：完成课后作业 第一部分 专题七 第18 讲
