第18练　热学和光学实验（含解析）--2024年高考物理大二轮复习

这是一份第18练　热学和光学实验（含解析）--2024年高考物理大二轮复习，共10页。试卷主要包含了25 mm，868　675　BC等内容，欢迎下载使用。


A．把柱塞快速地向下压
B．把柱塞缓慢地向上拉
C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞
D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞
2．关于实验“用油膜法估测油酸分子的大小”，下列说法正确的是( )
A．水面爽身粉撒得越多，形成的油膜轮廓越清晰，实验误差越小
B．配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精，会使实验结果偏小
C．在数一定量油酸酒精溶液的滴数时，如果少数滴数，会使实验结果偏小
D．计算油膜面积时将所有不完整的方格当做完整方格计入，会使实验结果偏小
3．某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，将刀片在涂有墨汁的玻璃片上划过便可得到单缝、不同间距双缝的缝屏，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。
(1)某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的两种光a、b的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是________(选填“单缝”或“双缝”)；
(2)由该图像两条曲线的特征可知________。
A．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a光侧移量小
B．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差小
C．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光
D．分别照射在同一金属板，若b光能引起光电效应，a光也一定能
4．(2022·江苏省模拟)用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1＝100 mm，双缝与屏的距离L2＝700 mm，双缝间距d＝0.25 mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x1＝2.190 mm、对准第4条时读数x2＝________ mm。
(2)根据以上条件，可算出这种光的波长λ＝________ nm(保留三位有效数字)。
(3)在双缝干涉实验中发现条纹太密，难以测量，下列操作中可以使条纹变稀疏的是________。
A．改用波长较短的光(如紫光)作为入射光
B．增大双缝到屏的距离
C．减小双缝间距
D．增大双缝间距
5．某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。
(1)确定P3位置的方法正确的是________；
A．透过玻璃砖，P3挡住P2的像
B．先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置
C．透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像
(2)在图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角θ2；
(3)经过多次测量作出sin θ1－sin θ2的图像如图乙，玻璃砖的折射率为____________；(计算结果保留三位有效数字)
(4)若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率____________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；
(5)该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图丙中右边的插针应该是________。
A．P3、P6 B．P3、P8
C．P5、P6 D．P7、P8
6．如图甲是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。主要步骤如下：
①将压强传感器调零；
②在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器满刻度处；
③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机；
④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积 V，以及相应的压强传感器示数 p。
(1)实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是________________。
(2)为了保持封闭气体的温度恒定，下列措施可行的是________。
A．注射器必须固定在竖直平面内
B．用手握注射器推拉活塞
C．缓慢推动活塞
(3)测得多组空气柱的压强 p 和体积 V 的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p 为纵坐标，则应以________为横坐标在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现图线的上端出现了一小段弯曲，产生这一现象的可能原因是____________________(答一种即可)。
(4)另一小组实验时缓慢推动活塞，记录4组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。该小组绘出的V－ eq \f(1,p)关系图像应是________。
第18练 热学和光学实验
1．B [因为该实验是要探究气体等温变化的规律，实验中要缓慢推动或拉动柱塞，目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变；为了方便读取封闭气体的体积不需要在橡胶套处接另一注射器，故选B。]
2．D [水面爽身粉撒得过多，形成的油膜将不能完全散开形成单分子层，从而使油膜面积偏小，根据油酸分子直径的计算公式d＝eq \f(V,S)，可知，油酸分子直径的测量值将偏大，故A错误；配制好的油酸酒精溶液滴入水面，溶液中的酒精将溶于水或很快挥发，从而获得纯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会影响实验结果，故B错误；在数一定量油酸酒精溶液的滴数时，如果少数滴数，将会使计算出的每一滴油酸酒精溶液的体积偏大，从而使一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积偏大，最终将导致所测油酸分子直径偏大，故C错误；计算油膜面积时将所有不完整的方格作为完整方格计入，将会使油膜面积偏大，从而导致所测油酸分子直径偏小，故D正确。]
3．(1)单缝 (2)D
解析 (1)根据题图乙分析可知有中央亮条纹，符合单缝衍射的情况。
(2)由题图乙可知b光的波长大，则频率小，光子能量小。b光的频率小、折射率小，所以以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量小，故A错误；若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生b光的能级能量差小，故B错误；根据sin C＝eq \f(1,n)可知b光的临界角大，以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是b光，故C错误；根据光电效应方程可知，由于a光子能量大，所以分别照射在同一金属板，若b光能引起光电效应，a光也一定能，故D正确。
4．(1)7.868 (2)675 (3)BC
解析 (1)螺旋测微器的固定刻度为7.5 mm，可动刻度为36.8×0.01 mm＝0.368 mm，所以对准第4条时读数为x2＝7.5 mm＋0.368 mm＝7.868 mm；
(2)相邻亮条纹的间距为Δx＝eq \f(x2－x1,3)＝eq \f(7.868－2.190,3) mm≈1.89 mm，根据Δx＝eq \f(L,d)λ得波长为λ＝eq \f(dΔx,L2)＝eq \f(1.89×10－3×0.25×10－3,0.7) m＝675 nm；
(3)根据Δx＝eq \f(L,d)λ得要使条纹变稀疏，则减小双缝间距，增大双缝到屏的距离，或增大入射光的波长，故选项B、C正确，A、D错误。
5．(1)C (2)见解析图 (3)1.49
(4)偏小 (5)C
解析 (1)确定P3位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像，故选C；
(2)光路图如图所示
(3)根据n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)可知，图像sin θ1－sin θ2的斜率表示折射率，由题图乙可知玻璃砖的折射率为n＝eq \f(1,0.67)＝1.49。
(4)若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则P4、P3的连线与bb′的交点偏右，测得的折射角θ2偏大，则根据n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)可知，测出来的折射率偏小；
(5)光路图如图所示
根据光路图可知，经过P1、P2的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的插针应该是P5、P6，故选C。
6．(1)防止漏气 (2)C (3)eq \f(1,V) 注射器内气体向外漏气 (4)D
解析 (1)本实验保持温度不变，研究压强与体积关系，根据题意可知，还需保证封闭气体质量不变，为了防止漏气，故需要在活塞上均匀涂抹润滑油。
(2)由于不是拉活塞，则注射器不一定要安装在竖直平面内，实验过程中手不能与注射器接触，推动活塞应缓慢进行，保持与外界相同温度，故C正确，A、B错误。
(3)当温度不变时有pV＝C，即压强p与V成反比，两者的关系图像不是直线，但压强p与eq \f(1,V)是线性关系，故应当以eq \f(1,V)为横坐标。当eq \f(1,V)增大，即V减小时，p增加的程度不是线性关系，当斜率减小，压强增加程度减小，导致这一现象的可能原因是注射器存在向外漏气现象。
(4)测量时，注射器与压强传感器连接部分气体的体积V0未计入，纵轴存在截距－V0；软管脱落后，气体向外漏出，p的测量值偏小，相应的横坐标eq \f(1,p)偏大，但左侧的延长线与纵轴的交点仍为－V0，故前后两条线相交在此处，故D正确，A、B、C错误。