第一部分專題突破方略專題六物理實驗第3講熱學和光學實驗真題速練·明考情命題熱點·巧突破真題速練·明考情1.(2019·全國Ⅲ卷)用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是_________________________________________________.實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以_________________________________________________________________________________________________.為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是_______________________.使油酸在淺水盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1mL油酸酒精溶液的滴數，得到一滴溶液中純油酸的體積單分子層油膜的面積2.

(2021·全國乙卷)用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率．實驗中用A、B兩個大頭針確定入射光路，C、D兩個大頭針確定出射光路，O和O′分別是入射點和出射點，如圖(a)所示．測得玻璃磚厚度為h＝15.0mm，A到過O點的法線OM的距離AM＝10.0mm，M到玻璃磚的距離MO＝20.0mm，O′到OM的距離為s＝5.0mm.(1)求玻璃磚的折射率；(2)用另一塊材料相同，但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續實驗，玻璃磚的截面如圖(b)所示．光從上表面入射，入射角從0逐漸增大，達到45°時，玻璃磚下表面的出射光線恰好消失．求此玻璃磚上下表面的夾角．【解析】

(1)從O點射入時，設入射角為α，折射角為β.根據題中所給數據可得：解得C＝45°由幾何關系可知θ＋30°＝C即玻璃磚上下表面的夾角θ＝15°〔備考策略〕命題特點：立足教材，側重考查完成實驗的能力．主要涉及基本儀器的使用、實驗原理和測量方法的理解、實驗條件的控制、實驗步驟的編排，以及實驗數據的處理、實驗誤差的分析．常用到的思想方法有：油膜法、描跡法、圖像法、變曲為直法．命題熱點?巧突破裝置圖：考點一熱學實驗考向1用油膜法估測油酸分子的大小2.對“V”的測量：(1)配制一定濃度的油酸酒精溶液，設其濃度為n；(2)用注射器吸取一段油酸溶液，讀出它的體積為V0；(3)再把它一滴滴地滴入燒杯中，記下液滴的總滴數N；3.對“S”的測量：(1)淺盤里盛水，把適量的爽身粉均勻撒在水面上；(2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形狀穩定后，將帶方格的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下薄膜的形狀；(3)數出輪廓范圍內正方形的個數n0，不足半個舍去，多于半個的算一個；(4)用正方形的個數乘單個正方形的面積S0(即n0S0)計算出油膜的面積S.〔考向預測〕1.在“用單分子油膜估測分子大小”的實驗中．(1)某同學操作步驟如下：①取定量的無水酒精和油酸制成一定濃度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴該溶液測出它的體積；③在蒸發皿內盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩定；④在蒸發皿上覆蓋透明玻璃描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積．上述四步操作中，不可能實現的一步是____，可改為___________________________________；不完善的一步是_____，應改為_________________________________________________________.(2)本實驗中，估測分子大小的方法是將每個分子視為_______模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為___________油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的_______.(3)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.8×10－3mL，其形成的油膜面積為40cm2，則估測出油酸分子的直徑為

_________m.②在量筒中滴入N滴溶液測量出它的體積③先在水面上撒上薄薄的一層痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液球體單分子層直徑1.2×10－9【解析】

(1)不可能實現的一步是②，應在量筒中滴入N滴溶液后測量它的體積；不完善的一步是③，為能清楚地看清油膜的形狀，要先在水面上撒上薄薄的一層痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液．(2)這種估測方法是將每個分子視為球體模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為單分子層油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的直徑．(3)油膜面積S＝40cm2，每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積V＝0.10%×4.8×10－3mL＝4.8×10－6mL，則油酸分子的直徑裝置圖：考向2探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系1.用注射器封閉一段空氣，把橡膠套塞住，保證氣體的質量不變．2.讀出空氣柱的長度L和空氣柱的壓強p.3.緩慢向下壓或向上拉，分別讀取空氣柱的長度和氣體壓強的大小，記錄數據．〔考向預測〕2.如圖1所示，用氣體壓強傳感器探究氣體等溫變化的規律，操作步驟如下：①在注射器內用活塞封閉一定質量的氣體，將注射器、壓強傳感器、數據采集器和計算機逐一連接起來；②移動活塞至某一位置，記錄此時注射器內封閉氣體的體積V1和由計算機顯示的氣體壓強值p1；③重復上述步驟②，多次測量并記錄；④根據記錄的數據，作出相應圖像，分析得出結論．(1)關于本實驗的基本要求，下列說法中正確的是_______(選填選項前的字母)(多選)．A．移動活塞時應緩慢一些B．封閉氣體的注射器應密封良好C．必須測出注射器內封閉氣體的質量D．氣體的壓強和體積必須用國際單位AB過原點的斜直(或正比例函數直)(3)在不同溫度環境下，另一位同學重復了上述實驗，實驗操作和數據處理均正確．環境溫度分別為T1、T2，且T1>T2.在如圖2所示的四幅圖中，可能正確反映相關物理量之間關系的是_______(選填選項的字母)(多選)．AC【解析】

(1)由于該實驗是“用氣體壓強傳感器探究氣體等溫變化的規律”，條件是對于一定質量的氣體而言的，故實驗中不能出現漏氣的現象，選項B正確；實驗時應該緩慢一些，因為移動活塞時，相當于對氣體做功或者氣體對外做功，如果太快的話，氣體的溫度就會發生變化，選項A正確；等溫的規律是p1V1＝p2V2，所以不必要測出氣體的質量，只要看它是否滿足這樣的變化規律即可，選項C錯誤；只要壓強p兩邊的單位統一，體積V兩邊的單位統一就可以得出等溫變化的規律，選項D錯誤．裝置圖：考點二光學實驗考向1測量玻璃的折射率2.操作步驟：(1)在桌面上鋪一張白紙，把玻璃磚放在紙上，描出玻璃磚的兩個邊a和a′；(2)在玻璃磚的一側插兩個大頭針A、B，AB的延長線與直線a的交點就是O，眼睛在另一側透過玻璃磚看兩個大頭針，此時再插入第三個大頭針C，使它把AB都擋住，再插第四個大頭針D，使它把前三個大頭針都擋?。?3)取下玻璃磚，把AB、CD用直線連接起來，分別交直線a、a′于O、O′，再連接OO′，用量角器得出入射角θ1和折射角θ2，如圖甲所示，代入公式計算出玻璃的折射率．〔考向預測〕1.(2022·山東菏澤一模)小明同學為了測量某長方體透明物質的折射率，用黑紙制作了一個頂角為60°的圓錐形紙筒，在頂點內側固定一發光二極管(可看成點光源)，用支架懸掛在桌面上方，如圖所示．然后進行了如下操作：A．用游標卡尺測量出待測長方體的厚度d；B．在桌面上鋪一張白紙，接通電源使二極管發光，用鉛筆描出在白紙上被照亮的光斑邊緣；C．把被測長方體平放在白紙上，調整支架使圓錐紙筒上下移動，直到照在白紙上的光斑再次充滿已經描下的區域，測量出圓錐紙筒移動的距離，記為h；D．計算出該材料的折射率n；E．改變初始時圓錐紙筒距離白紙的高度，重復步驟B、C、D，求出折射率的平均值．根據上述實驗過程，回答下列問題：(1)用游標卡尺測量厚度時，卡尺的示數如圖所示，則透明長方體的厚度為d＝_____________cm.(2)在步驟C中，為了達到實驗要求，應該向_____(選填“上”或“下”)調整圓錐紙筒．1.230下【解析】

(1)根據游標卡尺的讀數規則可得，透明長方體的厚度為d＝12mm＋6×0.05mm＝12.30mm＝1.230cm.(2)由于光通過透明長方體會發生折射，則應增大入射角，故應該向下調整圓錐紙筒．裝置圖：考向2用雙縫干涉實驗測量光的波長2.操作步驟：(1)先取下雙縫，打開光源，調節光源的高度和角度，使它發出的光束沿著遮光筒的軸線把屏照亮，然后放好單縫和雙縫，注意使單縫和雙縫平行，盡量使縫的中點位于遮光筒的軸線上；(2)在單縫與光源之間放上濾光片就可以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣；(3)測量雙縫到屏的距離l和相鄰兩條亮條紋間的距離Δx；(4)改變濾光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化，并求出波長的大?。部枷蝾A測〕2.同學們利用圖示裝置測量某種單色光的波長．實驗時，接通電源使光源(燈泡)正常發光，調整儀器從目鏡中可以觀察到干涉條紋．(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，下列操作可行的是_____.A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．使用間距更小的雙縫(2)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條亮紋中央

到第n條亮紋中央間距離為x，則單色光的波長λ＝_________.B(3)若只將濾光片去掉，下列說法正確的是_____.A．屏上出現彩色衍射條紋，中央是紫色亮紋B．屏上出現彩色衍射條紋，中央是白色亮紋C．屏上出現彩色干涉條紋，中央是紅色亮紋D．屏上出現彩色干涉條紋，中央是白色亮紋D(4)隨著學習的不斷深入，同學們對光的本性有了更為豐富的認識．現在我們知道光既具有波動性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．①在雙縫干涉實驗中，某個光子打在光屏上落點的準確位置______(選填“可以”或“不可以”)預測．不可以②在光電效應實驗中，用紫外線照射鋅板可以使光電子離開鋅板，如果只增加紫外線的照射強度光電子的最大初動能是否會增加．請說明你的觀點及依據．

.

只增加紫外線的照射強度不會增加光電子的最大初動能．根據愛因斯坦的光電效應方程Ek＝hν－W，光電子的最大初動能與光的頻率及金屬的逸出功有關，與光的強度無關．因此當光的頻率及金屬的逸出功不變時，只增加紫外線的照射強度，光電子的最大初動能不變(3)若只將濾光片去掉，則射到單縫上的光變為白光，則經過雙縫得到的圖樣仍是干涉圖樣，中央是白色的亮條紋，亮條紋的邊緣是彩色的，選項D正確．(4)①若討論的是某個光子打在光屏上，則顯示出它的粒子性，但是該光子到底落在屏的什么位置是不確定的，即不可以預測落點的準確位置；②只增加紫外線的照射強度不會增加光電子的最大初動能．根據愛因斯坦的光電效應方程Ek＝hν－W，光電子的最大初動能與光的頻率及金屬的逸出功有關，與光的強度無關．因此當光的頻率及金屬的逸出功不變時，只增加紫外線的照射強度，光電子的最大初動能不變．〔考向預測〕(2022·福建廈門二模)寒假期間小明利用圖甲所示生活中的物品，測量了某型號刀片的厚度．考點三創新實驗實驗過程如下：(1)點燃蠟燭，用蠟燭火焰把玻璃片的一面熏黑；(2)并齊捏緊兩片刀片，在玻璃片的熏黑面劃出兩條平直劃痕；(3)如圖乙所示，將激光光源和玻璃