2025高考物理二轮专题复习-第17讲 其他实验【课件】

这是一份2025高考物理二轮专题复习-第17讲 其他实验【课件】，共60页。
题型1 用单摆测定重力加速度
题型2 测量玻璃的折射率
题型3 用双缝干涉实验测量光的波长
题型4 用油膜法估测油酸分子的大小
题型5 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
【关键能力】关注这些实验中有关仪器的选择、实验的操作注意事项、有关实验现象特征的记录及分析,会进行简单计算,新高考下,注意原选考模块实验也成为必考实验的内容.尤其是要关注新教材新增实验.
3.测周期的方法:(1)要从摆球通过平衡位置时开始计时.因为摆球通过平衡位置时速度大、计时误差小,而在最高点时速度小、计时误差大.(2)要测多次全振动的时间来计算周期.如在摆球通过平衡位置时开始计时,且在数“零”的同时按下停表,以后每当摆球从同一方向通过平衡位置时计数1次.
例1 某物理课外活动小组准备用单摆测量当地的重力加速度：
(1) 下列器材和操作最合理的是___.
A. B. C. D.
[解析] 根据单摆理想模型可知，为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大、体积较小的铁球，为使单摆摆动时摆长不变，摆线应用不易变形的细丝线，悬点应用铁夹来固定.故选D.
A.测摆长时，摆线拉得过紧B.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C.开始计时时，停表过迟按下D.实验时误将49次全振动记为50次
例2 [2024·东阳中学模拟] 如图甲所示是某物理兴趣小组设计的实验装置，能够测量当地的重力加速度并验证机械能守恒定律.先将力传感器固定在天花板上，再用一条细线使其一端系在传感器上，另一端系住一个小球，传感器可以显示出拉力的大小.
(1)确定入射光线、出射光线时造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些.
(2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差.
(1) 关于该实验，下列说法正确的是____.
[解析] 光路图如图所示.
[解析] 玻璃砖两个表面是否平行对入射角和折射角无影响，按照该方式进行的测量结果与真实值相等.
例5 [2024·湖州二中模拟]
(1) 如图所示是“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置.
① 实验时，应首先调节______和________的中心均位于遮光筒的轴线上，并使单缝和双缝竖直且互相平行.
[解析] 应首先调节光源和滤光片的中心均位于遮光筒的轴线上，并使单缝和双缝竖直且互相平行，使光源发出的光束沿遮光筒的轴线把屏照亮.
② 在滤光片插座上分别插入红色和绿色滤光片，看到的红色条纹间距______(选填“等于”“大于”或“小于”)绿色条纹间距.
③ 若要增大双缝干涉条纹间距，下列操作正确的有___.
A.减小双缝与光源间的距离B.增大双缝与光源间的距离C.增大滤光片与单缝间的距离D.增大双缝与屏间的距离
(2) 下列关于拨杆的功能、安装及操作的说法中，正确的是_____.
[解析] 实验中拨杆的作用在于，将拨杆B处小孔套入双缝所在处的支柱，用手左右拨动拨杆的C端使A端左右移动，并带动单缝上的卡口位置，使单缝与双缝平行，从而使干涉图样更清晰，A、C正确，B、D错误.
(3) 若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______(选填“变大”“不变”或“变小”).
A.向上移动B.向下移动C.间距变大D.间距变小
3.(1)纯油酸体积的计算引起误差.(2)油膜面积的计算造成误差.①油膜形状的边界画线造成误差;②数格子的个数造成误差.
例7 [2024·绍兴一中模拟]
(1) 如图所示的四个图反映“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是______(用符号表示).
(4) 用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的___.
A.摩尔质量B.摩尔体积C.质量D.体积
例8 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
(1) 以下操作不正确的是___.
[解析] 油酸浓度太大且不溶于水，直接滴一滴油酸不能形成单分子油层，故A错误；为了便于观察油酸在水面扩散的面积，所以在水面均匀撒上爽身粉，故B正确；为了定量测出油酸扩散面积，用带方格的玻璃板盖到浅盘上画出油膜轮廓，故C正确.
(2) 前面正确操作后，某同学将油酸酒精溶液滴到均匀撒好爽身粉的水面上时油膜的面积会___.
A.变大B.变小C.先变大后变小
[解析] 酒精溶于水，油酸酒精溶液滴到水中在酒精的作用下形成单分子油膜，随后酒精挥发油膜的面积又缩小，故选C.
(3) 不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是___.
A. B. C.
[解析] 最理想的情况是爽身粉很薄，容易被油酸酒精溶液冲开，近似圆形，故选C.
例9 两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验.
(1) 第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体.
① 实验过程中，下列操作正确的是_____.(填正确答案标号)
A.应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积B.实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量C.推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定
[解析] 应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积，以避免操作动作过快使空气柱的温度发生改变，A错误；因压强由压力表测得，不是由平衡条件计算出的，所以实验前不需要利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量，B错误；实验过程中手不能握住注射器，以免改变空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，C正确；实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定，D正确.
A. B. C. D.
连接压强传感器和注射器的胶管的容积
例10 [2024·湖南长沙模拟] 某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积.
(1) 将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强.若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则______(填“需要”或“不需要”)重做实验.
[解析] 实验需要保持气体温度与质量不变，操作中，若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了保持气体质量不变.
(3) 选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图乙所示，忽略传感器和注射器连接处的软管容积，则这颗冰糖的体积为___.
1. 用如图所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验.
(1)在摆球自然悬垂的状态下,用米尺测出摆线长为l,用游标卡尺测得摆球的直径为d,则单摆摆长为　　　　(用字母l、d表示). 
(2)为了减小测量误差,下列说法正确的是　　　　(填选项前的字母). A.将钢球换成塑料球B.当摆球经过平衡位置时开始计时C.把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放D.记录一次全振动的时间作为周期,根据公式计算重力加速度g
[解析] 将钢球换成塑料球,会增加阻力的影响从而增加误差,选项A错误;当摆球经过平衡位置时开始计时,可减小测定周期产生的误差,选项B正确;单摆的摆角要小于5°,否则就不是简谐运动了,则把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放,会增加实验误差,选项C错误;应该至少测量30次全振动的时间测量周期,记录一次全振动的时间作为周期误差会较大,选项D错误.
(3)若测得的重力加速度g值偏小,可能的原因是　　　　(填选项前的字母). A.把悬点到摆球下端的长度记为摆长B.把摆线的长度记为摆长C.摆线上端未牢固地系于悬点,在振动过程中出现松动D.实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次
(1)以入射点O为圆心,以R=5 cm长度为半径画圆,与入射线PO交于M点,与折射线的延长线OQ交于F点,过M、F点分别向法线作垂线,量得MN=1.68 cm,FE=1.12 cm,则该玻璃砖的折射率n=　　　　. 
2.　图甲所示是利用插针法测定玻璃砖折射率的实验得到的光路图,玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行.
(2)若玻璃砖AB面与CD平行,但某同学操作时将界线aa'、bb'画好后误用另一块宽度稍窄的玻璃砖如图乙所示,实验中除用原界线外,其他操作都正确,则测得玻璃的折射率将　　　　(填选项前的字母). A.偏大B.偏小C.不影响结果D.不能确定
[解析] 如图所示,实线是实际光线,虚线是该同学所作的光线,可见,该同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏大,因此测得的折射率偏小.
3.　探究气体等温变化规律的实验装置如图甲所示.空气柱的长度由刻度尺读取、气体的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取.(1)为得到气体的压强与体积关系,下列做法正确的是　　　　(填选项前的字母). A.柱塞上涂油是为了减小摩擦力B.改变气体体积应缓慢推拉柱塞C.推拉柱塞时可用手握住注射器D.实验前应测得柱塞受到的重力
[解析] 柱塞上涂油是为了防止漏气,并不是为了减小摩擦力,A错误;实验中为了使气体能够做等温变化,改变气体体积应缓慢推拉柱塞,B正确;推拉柱塞时不可用手握住注射器,会使气体温度变高,C错误;实验前应测量柱塞的横截面积,并不是测量重力,这样才能得到空气柱的体积,D错误.