2026屆高考物理總復習20任務群檢測l練(二十) 熱學和光學實驗

任務群檢測練(二十)熱學和光學實驗

1.如圖所示為某同學利用插針法測定半圓形玻璃磚折射率的

實驗，在一半圓形玻璃外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時，P3、P4

恰可擋住P1、P2所成的像，關于該實驗：

(1)以下說法正確的是________；

A．P1、P2及P3、P4之間的距離適當大些，可以提高準確度

B．P1、P2及P3、P4之間的距離取得小些，可以提高準確度

C．入射角θ適當大些，可以提高準確度

D．P1、P2的間距及入射角的大小均與實驗的準確度無關

(2)該玻璃磚的折射率n＝________。

解析：(1)為了減小實驗的誤差，應使同側大頭針之間的距離適

當大一些，入射角適當大一些，故A、C正確，B、D錯誤。

sin60°

(2)根據折射定律得，玻璃磚的折射率為n＝＝3。

sin30°

答案：(1)AC(2)3

2．用如圖所示的實驗裝置觀察雙縫干涉圖樣。圖中①是光源，

②是濾光片，③是單縫，④是帶有雙縫的遮光筒，⑤是光屏。雙縫之

間的距離是0.2mm，用的是藍色濾光片，從右側目鏡中可以看到藍

色干涉條紋。

(1)下列操作能增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間距離的是

________。

A．增大雙縫之間的距離

B．把單縫向雙縫的方向移動

C．將藍色濾光片改成紅色濾光片

D．把光屏向靠近雙縫的方向移動

(2)轉動測量頭的手輪，先將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條

紋中心對齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時手輪上的示數如圖

甲所示，x1＝________mm，然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心

刻線與第6條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數如圖乙所示，則相

鄰兩亮條紋的間距是________mm。

(3)如果已經量得雙縫和光屏之間的距離是1200mm，則待測光

的波長是________m。(取三位有效數字)

l

解析：(1)根據Δx＝λ可知，增大雙縫之間的距離時，條紋間

d

距變小，故A錯誤；由上式可知，條紋間距與單、雙縫之間的距離無

關，故B錯誤；將藍色濾光片改成紅色濾光片，波長變長，所以條紋

間距變大，C正確；由上式可知，把光屏向靠近雙縫的方向移動，則

條紋間距變小，故D錯誤。

(2)由題圖甲可讀出

x1＝2mm＋0.331mm＝2.331mm

由題圖乙可讀出

x2＝15mm＋0.376mm＝15.376mm

則相鄰亮條紋間距為

x－x

Δx＝21＝2.609mm。

5

d

(3)λ＝Δx＝4.35×10－4mm＝4.35×10－7m。

l

答案：(1)C(2)2.3312.609

(3)4.35×10－7

3．在做“用油膜法估測分子大小”的實驗中，油酸酒精溶液的

濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL。用注射器測得1mL上述溶液

為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，將玻璃

板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在

坐標紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標紙中正方形方格的邊長為1

cm。

(1)油酸膜的面積是________cm2。

(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是__________cm3。

(3)按以上實驗數據估測出油酸分子的直徑是________m。(結果

保留兩位有效數字)

(4)某同學在實驗過程中，在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒

精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又

收縮了一些，這是為什么呢？請寫出你分析的原因：_____。

解析：(1)根據題圖中的輪廓可知，油膜面積為S＝106×1cm2

＝106cm2。

(2)1滴溶液中含純油酸的體積為

16

V＝×mL＝8×10－6cm3。

75104

V8×10－6

(3)油酸分子直徑為d＝＝cm≈7.5×10－8cm＝7.5×

S106

10－10m。

(4)主要有兩個原因：①水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又

恢復水平，因此油膜的面積先擴張后又收縮；②油酸酒精溶液中的酒

精將溶于水并很快揮發，使液面收縮。

答案：(1)106(2)8×10－6

(3)7.5×10－10(4)見解析

4．某同學測量玻璃磚的折射率，準備了下列器材：激光筆、直

尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚。如圖所示，直尺與玻璃

磚平行放置，激光筆發出的一束激光從直尺上O點射向玻璃磚表面，

在直尺上觀察到A、B兩個光點，讀出O、A間的距離為20.00cm，A、

B間的距離為6.00cm，測得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d1＝10.00

cm，玻璃磚厚度d2＝4.00cm。玻璃的折射率n＝________，光在玻

璃中傳播速度v＝________m/s。(光在真空中傳播速度c＝3.0×108

m/s，結果均保留2位有效數字)

解析：作出光路圖如圖所示，

3

根據幾何知識可得入射角i＝45°，設折射角為r，則tanr＝，

4

3sini

所以sinr＝，故折射率n＝≈1.2，所以光在玻璃中的傳播

5sinr

c

速度v＝＝2.5×108m/s。

n

答案：1.22.5×108

5．某實驗小組的同學利用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化

的規律，注射器中密封了一定質量的氣體。

實驗時，為判斷氣體壓強與體積的關系，________(選填“需要”

或“不需要”)測出空氣柱的橫截面積。

(2)測得多組空氣柱的壓強p和體積V的數據后，為直觀反映壓

強與體積之間的關系，若以p為縱坐標，則應以________為橫坐標。

在坐標系中描點作圖，作出的圖線如圖乙所示。

(3)為能更準確地測出氣體的壓強，某同學直接用軟管連通注射

器和另一壓強傳感器(測量壓強更準確)，如圖丁所示。

用(2)中方法作出的圖線如圖丙所示，而該圖線不過原點，為減

小這一實驗誤差，請寫出一條改進建議：________________。

解析：(1)由于注射器的橫截面積相等，所以在此可用長度代替

體積，故不需要測橫截面積。

(2)反比例函數是曲線，正比例函數是過原點的直線，所以要畫

11

p-圖像，則應以為橫坐標。

VV

(3)某同學直接用軟管連通注射器和另一壓強傳感器，用(2)中方

法作出的圖線如題圖丙所示，該圖線不過原點，顯然是軟管里的氣體

沒計算，體積的測量值偏小造成的，所以選用容積較大的注射器可改

善。

1

答案：(1)不需要(2)(或體積的倒數)

V

(3)選用容積較大的注射器(或實驗中氣體的體積不能壓縮得過

小或測出軟管中氣體的體積等)

6．(1)細絲和單縫有相似的衍射圖樣。在相同條件下，小明用激

光束分別垂直照射兩種不同直徑的細絲Ⅰ和細絲Ⅱ，在光屏上形成的

衍射圖樣如圖甲中a和b所示。已知細絲Ⅰ的直徑為0.605mm，現

用螺旋測微器測量細絲Ⅱ的直徑，如圖乙所示，細絲Ⅱ的直徑為

________mm。圖甲中的________(選填“a”或“b”)是細絲Ⅱ的衍

射圖樣。

(2)小明在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時，嘗試用單縫

和平面鏡做類似實驗。單縫和平面鏡的放置如圖丙所示，白熾燈發出

的光經濾光片成為波長為λ的單色光照射單縫，能在光屏上觀察到明

暗相間的干涉條紋。小明測得單縫與鏡面延長線的距離為h、與光屏

的距離為D，則條紋間距Δx＝________。隨后小明撤去平面鏡，在

單縫下方A處放置同樣的另一單縫，形成雙縫結構，則在光屏上

________(選填“能”或“不能”)觀察到干涉條紋。

解析：(1)因為螺旋測微器主尺的半格為0.5mm，完整一格為1mm，

螺旋轉輪上面一格為0.01mm，再估讀一位，由題圖乙可知，直徑為

0.999mm；衍射單縫越窄，衍射現象越明顯，條紋間距越大；單縫越

寬，衍射現象越不明顯，條紋間距越小，題圖甲中a的條紋間距小，

對應的細絲比較粗，題圖甲中b的條紋間距大，對應的細絲比較細，

因為0.999mm>0.605mm，所以選a。

(2)本題中，單縫在平面鏡中的鏡像，與原來的單縫共同構成一

D