2024版高考物理復(fù)習(xí)教案：第一篇 專題七 第18講　熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)

第18講熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)要求1.掌握四個(gè)基本實(shí)驗(yàn)：(1)用油膜法估測(cè)油酸分子的大?。?2)探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系；(3)測(cè)量玻璃的折射率；(4)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)光的波長(zhǎng)。2.熟練應(yīng)用油膜法、控制變量法、單位圓法、圖像法?？键c(diǎn)一用油膜法估測(cè)油酸分子的大小1．原理：認(rèn)為油酸薄膜是由單層的油酸分子緊密排列組成，油膜的厚度就是油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S)，如圖。2．對(duì)“V”的測(cè)量(1)配制一定濃度的油酸酒精溶液，設(shè)其濃度為n；(2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，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(shù)N；(4)則一滴油酸酒精溶液中，純油酸的體積V＝eq\f(V0,N)n。3．對(duì)“S”的測(cè)量(1)數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)n0，不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)；(2)用正方形的個(gè)數(shù)乘單個(gè)正方形的面積S0計(jì)算出油膜的面積S(即n0S0)。例1(2022·江蘇鹽城市東臺(tái)創(chuàng)新高級(jí)中學(xué)檢測(cè))在做“用油膜法估測(cè)油酸分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水且表面撒有爽身粉的淺盤(pán)里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長(zhǎng)為2cm。(1)下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是________。A．本實(shí)驗(yàn)也可直接將純油酸滴在水面上測(cè)量B．本實(shí)驗(yàn)將油膜看成單分子油膜C．本實(shí)驗(yàn)忽略了分子的間隙D．測(cè)量油膜面積時(shí)，由于不足一格的正方形面積無(wú)法估讀，全部舍去(2)該實(shí)驗(yàn)中每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為_(kāi)_____m3；油膜的面積是______cm2；按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑為_(kāi)_______m。(最后1空保留2位有效數(shù)字)答案(1)BC(2)8×10－122922.7×10－10解析(1)1滴純油酸所包含的油酸分子數(shù)量過(guò)大，不易在水面上形成單分子油膜，故A錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)將油膜看成單分子油膜，故B正確；本實(shí)驗(yàn)中，將油酸分子視為球形，并緊密排列在一起，即忽略了分子的間隙，故C正確；測(cè)量油膜面積時(shí)，由于不足一格的正方形面積無(wú)法估讀，所以超過(guò)半格的算一格，不足半格的舍去，故D錯(cuò)誤。(2)該實(shí)驗(yàn)中每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V＝eq\f(1,75)×eq\f(6,104)×1mL＝8×10－12m3油膜的面積S＝73×4cm2＝292cm2＝2.92×10－2m2按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑為d＝eq\f(V,S)≈2.7×10－10m?？键c(diǎn)二探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系1．實(shí)驗(yàn)法：控制變量法實(shí)驗(yàn)裝置如圖2．為保證等溫變化，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不要用手握住注射器有氣體的部位。同時(shí)，改變體積過(guò)程應(yīng)緩慢，以免影響密閉氣體的溫度。為保證氣體密閉，應(yīng)在活塞與注射器內(nèi)壁間涂上潤(rùn)滑油，注射器內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差不宜過(guò)大。3．在等溫過(guò)程中，氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系在p－V圖像中呈現(xiàn)為雙曲線(其中一支)，如圖甲。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，要通過(guò)變換，即畫(huà)p－eq\f(1,V)圖像，把雙曲線(其中一支)變?yōu)橹本€，說(shuō)明p和V成反比，如圖乙。這是科學(xué)研究中常用的數(shù)據(jù)處理的方法，因?yàn)橐淮魏瘮?shù)反映的物理規(guī)律比較直觀，容易得出相關(guān)的對(duì)實(shí)驗(yàn)研究有用的參數(shù)。例2(2023·江蘇省南京師大附中一模)用圖示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律，將一定質(zhì)量的空氣封閉在導(dǎo)熱性能良好的注射器內(nèi)，注射器與壓強(qiáng)傳感器相連。實(shí)驗(yàn)中()A．活塞涂潤(rùn)滑油可減小摩擦，便于氣體壓強(qiáng)的測(cè)量B．注射器內(nèi)裝入少量空氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以減小實(shí)驗(yàn)誤差C．0℃和20℃環(huán)境下完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論沒(méi)有影響D．外界大氣壓強(qiáng)發(fā)生變化，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論答案C解析實(shí)驗(yàn)之前，在注射器的內(nèi)壁和活塞之間涂一些潤(rùn)滑油，除了可以減小兩者之間的摩擦之外，主要作用是提高活塞密封性，防止漏氣，與氣體壓強(qiáng)的測(cè)量無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；被封氣體體積越小，壓縮氣體時(shí)體積的變化量越小，會(huì)造成更大的實(shí)驗(yàn)誤差，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)探究氣體做等溫變化的規(guī)律，在溫度一定時(shí)，氣體的壓強(qiáng)和體積成反比，與環(huán)境溫度的高低無(wú)關(guān)，C正確；壓強(qiáng)傳感器測(cè)量的是被封氣體的壓強(qiáng)，與外界大氣壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，故外界大氣壓強(qiáng)發(fā)生變化，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論，D錯(cuò)誤。例3(2023·山東卷·13)利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過(guò)塑料管與壓強(qiáng)傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P(pán)，托盤(pán)中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)p和體積V(等于注射器示數(shù)V0與塑料管容積ΔV之和)，逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。回答以下問(wèn)題：(1)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體________。A．p與V成正比B．p與eq\f(1,V)成正比(2)若氣體被壓縮到V＝10.0mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為_(kāi)_______Pa(保留3位有效數(shù)字)。(3)某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了ΔV，則在計(jì)算pV乘積時(shí)，他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨p的增大而________(填“增大”或“減小”)。答案(1)B(2)2.04×105(3)增大解析(1)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，題圖乙中的擬合曲線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，說(shuō)明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體，p與eq\f(1,V)成正比。故選B。(2)若氣體被壓縮到V＝10.0mL，則有eq\f(1,V)＝eq\f(1,10.0)mL－1＝100×10－3mL－1由題圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為p＝2.04×105Pa(3)某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了ΔV，則在計(jì)算pV乘積時(shí)，根據(jù)p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV可知他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨p的增大而增大?？键c(diǎn)三測(cè)量玻璃的折射率1．一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)步驟在玻璃磚的另一側(cè)插上P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上P4，使P4擋住P3和P1、P2的像。2．三個(gè)數(shù)據(jù)處理的方法(1)計(jì)算法：由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，算出不同入射角時(shí)的n值，并取平均值。(2)圖像法：作sinθ1－sinθ2圖像，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知其斜率為折射率。(3)單位圓法：以入射點(diǎn)O為圓心，作半徑為R的圓，如圖所示，則sinθ1＝eq\f(EH,OE)，sinθ2＝eq\f(E′H′,OE′)，OE＝OE′＝R，所以用刻度尺量出EH、E′H′的長(zhǎng)度就可以求出n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(EH,E′H′)。3．兩個(gè)減小誤差的實(shí)驗(yàn)要求(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2和O、P3與O′之間距離要稍大一些。(2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)，當(dāng)θ1太大時(shí)，反射光較強(qiáng)，出射光較弱，當(dāng)θ1太小時(shí)，入射角、折射角測(cè)量的相對(duì)誤差較大。例4(2023·江蘇南京市二模)如圖所示，某同學(xué)用“插針?lè)ā睖y(cè)量平行玻璃磚的折射率，他先在紙上緊貼玻璃磚畫(huà)出參考線aa′、bb′，釘上大頭針P1、P2，然后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，并畫(huà)出光路圖，則下列說(shuō)法正確的是()A．入射角i盡量小一些，可以減小誤差B．P1、P2及P3、P4之間的距離取得小一些，可以減小誤差C．若該同學(xué)在釘大頭針P3時(shí)不小心使玻璃磚平移到了虛線框位置，則最終測(cè)得的折射率偏大D．若該同學(xué)把bb′誤畫(huà)在了cc′(cc′∥bb′)，其他操作均正確，則測(cè)得的折射率偏小答案D解析入射角較小時(shí)，折射角也會(huì)小些，會(huì)導(dǎo)致折射現(xiàn)象不明顯，角度的相對(duì)誤差增大，A錯(cuò)誤；折射光線是隔著玻璃觀察確定的，大頭針間的距離太小，引起的角度誤差會(huì)較大，故P1、P2及P3、P4之間的距離適當(dāng)大些，可以提高精確度，B錯(cuò)誤；若不小心把玻璃磚平移到虛線框位置，則入射角和折射角都不會(huì)改變，不會(huì)影響折射率的測(cè)量，C錯(cuò)誤；若把bb′誤畫(huà)在了cc′，其他操作均正確，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的折射角偏大，所以測(cè)得的折射率偏小，D正確。例5(2023·廣東卷·11)某同學(xué)用激光筆和透明長(zhǎng)方體玻璃磚測(cè)量玻璃的折射率，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標(biāo)記玻璃磚的邊界(2)①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的M點(diǎn)水平入射，到達(dá)ef面上的O點(diǎn)后反射到N點(diǎn)射出。用大頭針在白紙上標(biāo)記O點(diǎn)、M點(diǎn)和激光筆出光孔Q的位置；②移走玻璃磚，在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，作QM連線的延長(zhǎng)線與ef面的邊界交于P點(diǎn)，如圖(a)所示；③用刻度尺測(cè)量PM和OM的長(zhǎng)度d1和d2。PM的示數(shù)如圖(b)所示，d1為_(kāi)_______cm。測(cè)得d2為3.40cm；(3)利用所測(cè)量的物理量，寫(xiě)出玻璃磚折射率的表達(dá)式n＝________；由測(cè)得的數(shù)據(jù)可得折射率n為_(kāi)_______(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(4)相對(duì)誤差的計(jì)算式為δ＝eq\f(測(cè)量值－真實(shí)值,真實(shí)值)×100%。為了減小d1、d2測(cè)量的相對(duì)誤差，實(shí)驗(yàn)中激光在M點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)盡量使入射角________。答案(2)③2.25(3)eq\f(d2,d1)1.51(4)稍小一些解析(2)③刻度尺的最小分度為0.1cm，由圖可知，d1為2.25cm；(3)玻璃磚折射率的表達(dá)式n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(\f(fM,PM),\f(fM,OM))＝eq\f(OM,PM)＝eq\f(d2,d1)帶入數(shù)據(jù)可知n＝eq\f(3.40,2.25)＝1.51(4)相對(duì)誤差的計(jì)算式為δ＝eq\f(測(cè)量值－真實(shí)值,真實(shí)值)×100%，為了減小d1、d2測(cè)量的相對(duì)誤差，實(shí)驗(yàn)中d1、d2要盡量大一些，即激光在M點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)盡量使入射角稍小一些?？键c(diǎn)四用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)光的波長(zhǎng)1．實(shí)驗(yàn)裝置圖及實(shí)驗(yàn)器材(如圖)雙縫干涉儀、光具座、光源、學(xué)生電源、導(dǎo)線、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭、刻度尺。2．原理：Δx＝eq\f(l,d)λ，因此，只要測(cè)出Δx、d、l即可測(cè)出波長(zhǎng)λ。3．Δx的測(cè)量：調(diào)節(jié)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，當(dāng)分劃板中心刻線與第n條相鄰的亮條紋中心對(duì)齊時(shí)，記下手輪上的讀數(shù)a2；則相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝eq\f(|a1－a2|,n－1)。例6(2022·江蘇省鎮(zhèn)江中學(xué)期末)在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)按照題目要求回答下列問(wèn)題：(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________(填“甲”或“乙”)。(2)將下表中的光學(xué)元件放在圖丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。元件代號(hào)ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，從左至右，表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為_(kāi)___________。(填寫(xiě)元件代號(hào))(3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示，分劃板中心刻線在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為_(kāi)_______mm；在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖(c)所示。由以上所測(cè)數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)_______m(保留兩位有效數(shù)字)。答案(1)甲(2)EDBA(3)111.156.1×10－7解析(1)題圖甲中的條紋間距和亮度相同，是干涉圖樣，題圖乙中的條紋中央亮紋最寬，是衍射圖樣；(2)光源發(fā)出的白光，各種頻率都有，加上透紅光的濾光片后通過(guò)的只有紅光了，變成單色光，加上單縫和雙縫后，就得到兩列頻率相同、步調(diào)一致的相干光，最后放置光屏，干涉條紋呈現(xiàn)在光屏上，所以順序?yàn)镋DBA；(3)由題圖(b)可知，游標(biāo)卡尺是20分度的卡尺，所以A位置的示數(shù)為111mm＋3×0.05mm＝111.15mmB位置的示數(shù)為115.45mm，所以題圖(a)中A、B之間的距離x＝(115.45－111.15)mm＝4.30mmm＝6.1×10－7m。1．(2023·江蘇無(wú)錫市期末)如圖所示，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是()A．濾光片應(yīng)置于單縫和雙縫之間B．撥桿的作用是調(diào)節(jié)單縫的寬度C．實(shí)驗(yàn)中將6個(gè)條紋間距誤數(shù)成7個(gè)，則波長(zhǎng)測(cè)量值將偏小D．若通過(guò)目鏡發(fā)現(xiàn)里面的亮條紋與分劃板豎線未對(duì)齊，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)雙縫進(jìn)行調(diào)整答案C解析濾光片的作用是將復(fù)色光變?yōu)閱紊?，單縫的作用是使入射光變成線光源，雙縫的作用是將單色光分解成頻率相同、振動(dòng)情況相同的相干光，因此濾光片應(yīng)該放在單縫之前，故A錯(cuò)誤；調(diào)節(jié)撥桿只能調(diào)整單縫的角度，使單縫和雙縫平行，獲得清晰的干涉圖樣，故B錯(cuò)誤；由公式Δx＝eq\f(L,d)λ，得λ＝eq\f(Δxd,L)，可得實(shí)驗(yàn)中將6個(gè)條紋間距誤數(shù)成7個(gè)，則Δx變小，測(cè)得的波長(zhǎng)值變小，故C正確；旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭，分劃板豎線隨之旋轉(zhuǎn)，可使分劃板豎線與亮條紋對(duì)齊，故D錯(cuò)誤。2．某同學(xué)通過(guò)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，利用玻意耳定律來(lái)測(cè)定一顆形狀不規(guī)則的冰糖的體積。(1)將冰糖裝進(jìn)注射器，通過(guò)推、拉活塞改變封閉氣體的體積和壓強(qiáng)。若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不慎將活塞拔出針筒，則________(填“需要”或“不需要”)重做實(shí)驗(yàn)。(2)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)活塞所在刻度讀取了多組體積V及對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)p的數(shù)據(jù)，為了在xOy坐標(biāo)系中獲得直線圖像，應(yīng)選擇________。A．p－V圖像 B．p－eq\f(1,V)圖像C．V－eq\f(1,p)圖像 D.eq\f(1,p)－eq\f(1,V)圖像(3)選擇合適的坐標(biāo)后，該同學(xué)通過(guò)描點(diǎn)作圖，得到直線的函數(shù)圖像如圖乙所示，忽略傳感器和注射器連接處的軟管容積，則這顆冰糖的體積為_(kāi)_______。答案(1)需要(2)C(3)b解析(1)實(shí)驗(yàn)需要保持氣體溫度與質(zhì)量不變，操作中，若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不慎將活塞拔出針筒，則必須廢除之前獲得的數(shù)據(jù)，重做實(shí)驗(yàn)，這是為了保持氣體質(zhì)量不變。(2)設(shè)冰糖的體積為V1，則氣體的體積為V2＝V－V1由玻意耳定律知p(V－V1)＝C為了獲得直線圖像，應(yīng)表示為V＝Ceq\f(1,p)＋V1，選擇V－eq\f(1,p)圖像，故選C。(3)由函數(shù)關(guān)系結(jié)合圖像可知V1＝b。專題強(qiáng)化練1.(2023·江蘇卷·9)在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱為研究對(duì)象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是()A．把柱塞快速地向下壓B．把柱塞緩慢地向上拉C．在橡膠套處接另一注射器，快速推動(dòng)該注射器柱塞D．在橡膠套處接另一注射器，緩慢推動(dòng)該注射器柱塞答案B解析因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)是要探究氣體等溫變化的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)中要緩慢推動(dòng)或拉動(dòng)柱塞，目的是盡可能保證封閉氣體在狀態(tài)變化過(guò)程中的溫度不變；為了方便讀取封閉氣體的體積不需要在橡膠套處接另一注射器，故選B。2．關(guān)于實(shí)驗(yàn)“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”，下列說(shuō)法正確的是()A．水面爽身粉撒得越多，形成的油膜輪廓越清晰，實(shí)驗(yàn)誤差越小B．配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精，會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小C．在數(shù)一定量油酸酒精溶液的滴數(shù)時(shí)，如果少數(shù)滴數(shù)，會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小D．計(jì)算油膜面積時(shí)將所有不完整的方格當(dāng)做完整方格計(jì)入，會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小答案D解析水面爽身粉撒得過(guò)多，形成的油膜將不能完全散開(kāi)形成單分子層，從而使油膜面積偏小，根據(jù)油酸分子直徑的計(jì)算公式d＝eq\f(V,S)，可知，油酸分子直徑的測(cè)量值將偏大，故A錯(cuò)誤；配制好的油酸酒精溶液滴入水面，溶液中的酒精將溶于水或很快揮發(fā)，從而獲得純油酸在水面形成的油膜，因此可知，配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精并不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故B錯(cuò)誤；在數(shù)一定量油酸酒精溶液的滴數(shù)時(shí)，如果少數(shù)滴數(shù)，將會(huì)使計(jì)算出的每一滴油酸酒精溶液的體積偏大，從而使一滴油酸酒精溶液中所含油酸的體積偏大，最終將導(dǎo)致所測(cè)油酸分子直徑偏大，故C錯(cuò)誤；計(jì)算油膜面積時(shí)將所有不完整的方格作為完整方格計(jì)入，將會(huì)使油膜面積偏大，從而導(dǎo)致所測(cè)油酸分子直徑偏小，故D正確。3．某同學(xué)利用圖甲所示的裝置研究光的干涉和衍射，將刀片在涂有墨汁的玻璃片上劃過(guò)便可得到單縫、不同間距雙縫的縫屏，光電傳感器可用來(lái)測(cè)量光屏上光強(qiáng)的分布。(1)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，在電腦屏幕上得到圖乙所示的兩種光a、b的光強(qiáng)分布，這位同學(xué)在縫屏上安裝的是________(選填“單縫”或“雙縫”)；(2)由該圖像兩條曲線的特征可知________。A．以相同角度斜射到同一玻璃板透過(guò)平行表面后，a光側(cè)移量小B．若兩光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級(jí)能量差小C．以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時(shí)，一定是a光D．分別照射在同一金屬板，若b光能引起光電效應(yīng)，a光也一定能答案(1)單縫(2)D解析(1)根據(jù)題圖乙分析可知有中央亮條紋，符合單縫衍射的情況。(2)由題圖乙可知b光的波長(zhǎng)大，則頻率小，光子能量小。b光的頻率小、折射率小，所以以相同角度斜射到同一玻璃板透過(guò)平行表面后，b光側(cè)移量小，故A錯(cuò)誤；若兩光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生b光的能級(jí)能量差小，故B錯(cuò)誤；根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)可知b光的臨界角大，以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時(shí)，一定是b光，故C錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，由于a光子能量大，所以分別照射在同一金屬板，若b光能引起光電效應(yīng)，a光也一定能，故D正確。4．(2022·江蘇省模擬)用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，已知單縫與雙縫間的距離L1＝100mm，雙縫與屏的距離L2＝700mm，雙縫間距d＝0.25mm。用測(cè)量頭來(lái)測(cè)量亮紋中心的距離。測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板左右移動(dòng)，讓分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)亮紋的中心(如圖乙所示)，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)另一條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)。(1)分劃板的中心刻線分別對(duì)準(zhǔn)第1條和第4條亮紋的中心時(shí)，手輪上的讀數(shù)如圖丙所示，則對(duì)準(zhǔn)第1條時(shí)讀數(shù)x1＝2.190mm、對(duì)準(zhǔn)第4條時(shí)讀數(shù)x2＝________mm。(2)根據(jù)以上條件，可算出這種光的波長(zhǎng)λ＝________nm(保留三位有效數(shù)字)。(3)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測(cè)量，下列操作中可以使條紋變稀疏的是________。A．改用波長(zhǎng)較短的光(如紫光)作為入射光B．增大雙縫到屏的距離C．減小雙縫間距D．增大雙縫間距答案(1)7.868(2)675(3)BC解析(1)螺旋測(cè)微器的固定刻度為7.5mm，可動(dòng)刻度為36.8×0.01mm＝0.368mm，所以對(duì)準(zhǔn)第4條時(shí)讀數(shù)為x2＝7.5mm＋0.368mm＝7.868mm；(2)相鄰亮條紋的間距為Δx＝eq\f(x2－x1,3)＝eq\f(7.868－2.190,3)mm≈1.89mm，根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ得波長(zhǎng)為λ＝eq\f(dΔx,L2)＝eq\f(1.89×10－3×0.25×10－3,0.7)m＝675nm；(3)根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ得要使條紋變稀疏，則減小雙縫間距，增大雙縫到屏的距離，或增大入射光的波長(zhǎng)，故選項(xiàng)B、C正確，A、D錯(cuò)誤。5．某同學(xué)在做“測(cè)定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)已經(jīng)畫(huà)好了部分圖線，如圖甲所示，并在入射光線AO上插上大頭針P1、P2，現(xiàn)需在玻璃磚下表面折射出的光線上插上P3和P4大頭針，便能確定光在玻璃磚中的折射光線。(1)確定P3位置的方法正確的是________；A．透過(guò)玻璃磚，P3擋住P2的像B．先插上P4大頭針，在靠近玻璃磚一側(cè)P3擋住P4的位置C．透過(guò)玻璃磚觀察，使P3擋住P1、P2的像(2)在圖甲中作出光線在玻璃磚中和出射后光線的光路圖，并畫(huà)出玻璃磚中光線的折射角θ2；(3)經(jīng)過(guò)多次測(cè)量作出sinθ1－sinθ2的圖像如圖乙，玻璃磚的折射率為_(kāi)___________；(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(4)若該同學(xué)在確定P4位置時(shí)，被旁邊同學(xué)碰了一下，不小心把P4位置畫(huà)的偏左了一些，則測(cè)出來(lái)的折射率________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)；(5)該同學(xué)突發(fā)奇想用兩塊同樣的玻璃直角棱鏡ABC來(lái)做實(shí)驗(yàn)，兩者的AC面是平行放置的，插針P1、P2的連線垂直于AB面，若操作無(wú)誤，則在圖丙中右邊的插針應(yīng)該是________。A．P3、P6 B．P3、P8C．P5、P6 D．P7、P8答案(1)C(2)見(jiàn)解析圖(3)1.49(4)偏小(5)C解析(1)確定P3位置的方法正確的是：透過(guò)玻璃磚觀察，使P3擋住P1、P2的像，故選C；(2)光路圖如圖所示(3)根據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知，圖像sinθ1－sinθ2的斜率表示折射率，由題圖乙可知玻璃磚的折射率為n＝eq\f(1,0.67)＝1.49。(4)若該同學(xué)在確定P4位置時(shí)，被旁邊同學(xué)碰了一下，不小心把P4位置畫(huà)的偏左了一些，則P4、P3的連線與bb′的交點(diǎn)偏右，測(cè)得的折射角θ2偏大，則根據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知，測(cè)出來(lái)的折射率偏?。?5)光路圖如圖所示根據(jù)光路圖可知，經(jīng)過(guò)P1、P2的光線經(jīng)兩塊玻璃磚的分界處向下偏轉(zhuǎn)，然后射入右側(cè)玻璃磚后平行射出，所以在圖中右邊的插針應(yīng)該是P5、P6，