一、實(shí)驗(yàn)題
1.(2017·全國(guó)·一模)用圓弧狀玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí),先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚,在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2,然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住,接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4,使P3擋住P1和P2的像,P4擋住P3以及P1和P2的像,在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓,如圖甲所示,其中O為兩圓弧圓心,圖中已畫出經(jīng)P1、P2點(diǎn)的入射光線.
(1)在圖甲上補(bǔ)畫出所需的光路.
(2)為了測(cè)出玻璃的折射率,需要測(cè)量入射角和折射角,請(qǐng)?jiān)趫D甲中的AB分界面上畫出這兩個(gè)角,分別用i和r表示.
(3)為了保證在弧面CD得到出射光線,實(shí)驗(yàn)過程中,光線在弧面AB的入射角應(yīng)適當(dāng) (選填“小一些”、“無所謂”或“大一些”).
(4)多次改變?nèi)肷浣?,測(cè)得幾組入射角和折射角,根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值,畫出了如圖乙所示的圖象,由圖象可知該玻璃的折射率n= .
【答案】 小一些 1.5
【知識(shí)點(diǎn)】光的折射定律、折射率
【詳解】(1)連接P1、P2表示入射光線,連接P3、P4表示出射光線,連接兩光線與玻璃磚的交點(diǎn),即為折射光線,作出光路圖如圖:
(2)標(biāo)出需要測(cè)量的入射角i和折射角γ,如上圖.
(3)為防止光線在弧面CD發(fā)生全反射,光線在弧面AB的入射角應(yīng)適當(dāng)小一些.
(4)根據(jù)折射定律得.
2.(2023·湖北·模擬預(yù)測(cè))(1)如圖1反映“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中的4個(gè)步驟,將它們按操作先后順序排列應(yīng)是 (用符號(hào)表示);
(2)在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,將油酸溶于酒精,其濃度為每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器測(cè)得1 mL上述溶液有75滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,畫出油膜的形狀。如圖2所示,坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm,試求:
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 ,
③按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑是 m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)若阿伏加德羅常數(shù)為NA,油酸的摩爾質(zhì)量為M。油酸的密度為。則下列說法正確的是 。
A.1kg油酸所含有分子數(shù)為 B.油酸所含分子數(shù)為
C.1個(gè)油酸分子的質(zhì)量為 D.油酸分子的直徑約為
【答案】 bcad
B
【知識(shí)點(diǎn)】油膜法測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理、物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、分子質(zhì)量之間的關(guān)系
【詳解】(1)[1]用“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)步驟為:配制油酸酒精溶液→測(cè)定一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積→準(zhǔn)備淺水盤→形成油膜→描繪油膜邊緣→測(cè)量油膜面積→計(jì)算分子直徑。因此操作先后順序排列應(yīng)是bcad。
(2)①[2]圖中油膜中大約有個(gè)小方格,則油酸膜的面積為
②[3]每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為
③[4]油酸分子的直徑為
(3)[5]
A.1kg油酸所含有分子數(shù)為
故A錯(cuò)誤;
B.油酸所含分子數(shù)為
故B正確;
C.1個(gè)油酸分子的質(zhì)量為
故C錯(cuò)誤;
D.設(shè)油酸分子的直徑為,則有
解得
故D錯(cuò)誤。
故選B。
3.(2025·云南·模擬預(yù)測(cè))某同學(xué)通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量發(fā)光二極管發(fā)出光的波長(zhǎng)。圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,雙縫間距,雙縫到毛玻璃的距離,實(shí)驗(yàn)中觀察到的干涉條紋如圖乙所示。
當(dāng)分劃板中心刻線對(duì)齊第1條亮條紋中心,手輪上的讀數(shù)為;當(dāng)分劃板中心刻線對(duì)齊第5條亮條紋中心,手輪上的讀數(shù)為。完成下列填空:
(1)相鄰兩條亮條紋間的距離 ;
(2)根據(jù) 可算出波長(zhǎng)(填正確答案標(biāo)號(hào));
A.B.C.
(3)則待測(cè)發(fā)出光的波長(zhǎng)為 (結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
【答案】(1)0.508
(2)B
(3)626
【知識(shí)點(diǎn)】干涉條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理
【詳解】(1)相鄰兩條亮條紋間的距離為
(2)根據(jù)相鄰兩條亮條紋間的距離與光的波長(zhǎng)關(guān)系可得波長(zhǎng)為
故選B。
(3)待測(cè)發(fā)出光的波長(zhǎng)為
4.(2022·北京·模擬預(yù)測(cè))物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等。例如:
(1)實(shí)驗(yàn)儀器。在“練習(xí)使用多用表”實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)用多用表的電阻“”檔測(cè)定值電阻阻值,表盤的示數(shù)如圖所示,則該阻值 。
(2)在“多用電表的使用”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)進(jìn)行了如下操作和思考。利用多用電表測(cè)量未知電阻.用電阻擋“”測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針示數(shù)如圖所示,為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,下列選項(xiàng)中合理的步驟為 (填寫選項(xiàng)前的字母);
A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“”的位置
B.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“”的位置
C.將兩表筆分別與被測(cè)電阻的兩根引線相接完成測(cè)量
D.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向“”
(3)數(shù)據(jù)分析。某同學(xué)用插針法測(cè)定一個(gè)半圓形玻璃磚的折射率。正確操作后,做出的光路圖如圖所示。O為圓心,已知AB的長(zhǎng)度為,AO的長(zhǎng)度為,CD的長(zhǎng)度為,DO的長(zhǎng)度為,則此玻璃磚的折射率可表示為 。
(4)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察雙縫干涉圖樣,用綠色濾光片時(shí)從目鏡中可以看到綠色的干涉條紋。在其他條件不變的情況下,下列操作可以使條紋間距變大的是( )
A.換成紅色濾光片 B.換成縫寬更大的單縫
C.換成雙縫間距更大的雙縫 D.換成更短的遮光筒
【答案】 180 BDC A
【知識(shí)點(diǎn)】干涉條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系、多用電表測(cè)電阻的方法、操作步驟、注意事項(xiàng)和讀數(shù)、用插針法測(cè)介質(zhì)折射率的注意事項(xiàng)和誤差分析
【詳解】(1)[1]歐姆表的讀數(shù)為指針示數(shù)與倍率的乘積,如圖歐姆表讀數(shù)為
R=18.0×10Ω=180Ω
(2)[2]歐姆擋測(cè)電阻時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,是由于擋位過大,需選取小擋位,進(jìn)行歐姆調(diào)零后再測(cè)阻值,故順序?yàn)锽DC;
(3)[3]如圖設(shè)圓的半徑為R,入射角為i,折射角為r,由幾何關(guān)系可得
所以折射率為
(4)[4]A.根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式
因紅光的波長(zhǎng)比綠光長(zhǎng),故換成紅色濾光片可以使條紋間距變大,故A正確;
B.根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式
可知條紋間距與單縫的寬窄無關(guān),故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式
可知換成雙縫間距更大的雙縫,則條紋間距變小,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式
可知換成更短的遮光筒,則條紋間距變小,故D錯(cuò)誤。
故選A。
5.(2024·浙江寧波·一模)(1)在“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中,下列器材需要用到的有___(多選)。
A.B.C.D.
(2)在上述實(shí)驗(yàn)時(shí),每油酸酒精溶液中有純油酸,用注射器測(cè)得80滴這樣的溶液為。把1滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤里,等油膜形狀穩(wěn)定后,測(cè)得油膜面積約為,可估算油酸分子的直徑大小約為 m。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
(3)如圖為“用傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)時(shí)某同學(xué)緩慢推動(dòng)活塞,在使注射器內(nèi)空氣體積逐漸減小的過程中,由注射器壁上的刻度讀出氣體的體積,由壓強(qiáng)傳感器測(cè)得的壓強(qiáng)值在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示,實(shí)驗(yàn)過程中該同學(xué)發(fā)現(xiàn),環(huán)境溫度逐漸升高,則實(shí)驗(yàn)得到的圖像可能是 。
A.B.
C.D.
【答案】(1)AC
(2)
(3)B
【知識(shí)點(diǎn)】氣體等溫變化的圖象、油膜法測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理
【詳解】(1)A.實(shí)驗(yàn)中需用注射器測(cè)油酸酒精溶液一定體積的滴數(shù),A正確;
B.該裝置測(cè)量氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,本實(shí)驗(yàn)不需要,B錯(cuò)誤;
C.實(shí)驗(yàn)中用坐標(biāo)紙測(cè)量油膜的面積,C正確;
D.該裝置演示液體的表面張力,D錯(cuò)誤。
故選AC。
(2)1滴油酸酒精溶液中有純油酸的體積
故油酸分子的直徑為
(3)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程
整理可得
由此可知,隨著環(huán)境溫度的升高,圖像的斜率會(huì)逐漸變大,B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選B。
6.某同學(xué)利用如圖甲所示裝置做“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)。
(1)下列說法正確的是 ;
A.若僅將藍(lán)色濾光片換成紅色濾光片,則相鄰干涉條紋間距變寬
B.若僅將單縫向雙縫移動(dòng)一小段距離,則相鄰干涉條紋間距變寬
C.若僅增大雙縫間的距離,則相鄰干涉條紋間距變窄
D.若去掉濾光片。則干涉現(xiàn)象消失
(2)實(shí)驗(yàn)中,選用紅色濾光片測(cè)量紅光的波長(zhǎng),測(cè)得雙縫間的距離mm,雙縫與屏之間的距離為m,通過測(cè)量頭觀察第1條亮條紋的讀數(shù)為3.645mm,觀察第6條亮條紋的位置如圖乙所示,其讀數(shù)為 mm。由此求得紅光的波長(zhǎng)為 m(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
【答案】 AC 4.945(4.942~4.947之間均給分) (之間均給分)
【知識(shí)點(diǎn)】楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、更換光的顏色判斷條紋間距的變化、干涉條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系
【詳解】(1)[1]A.相鄰兩亮條紋間距,藍(lán)光波長(zhǎng)小于紅光波長(zhǎng), 將藍(lán)色濾光片換成紅色濾光片,則相鄰干涉條紋間距變寬,A正確;
B.條紋間距與單縫和雙縫間的距離無關(guān), B錯(cuò)誤;
C.相鄰兩亮條紋間距,雙縫間距變大,條紋間距變小, C正確;
D.光源發(fā)出的光如果不是單色光,去掉濾光片,仍能發(fā)生干涉現(xiàn)象,是復(fù)色光的干涉, D錯(cuò)誤;
故選AC。
(2)[2] 4.5mm+
[3]由題圖可知,條紋間距,雙縫與屏之間的距離為m, 雙縫間的距離mm,由,得
代入數(shù)據(jù)得m
7.(23-24高三上·廣東河源·開學(xué)考試)某實(shí)驗(yàn)小組欲測(cè)定一段圓柱形玻璃磚的折射率,其操作步驟如下:

a.將白紙固定在水平桌面上,將圓柱形玻璃磚豎直放在白紙上,用鉛筆準(zhǔn)確描出玻璃磚底面圓的輪廓。
b.將底面圓圓周平分為60等份,并標(biāo)上相應(yīng)的數(shù)字,如圖甲所示,再將玻璃磚豎直放回圖甲中的底面圓輪廓上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
c.用激光筆發(fā)出細(xì)束激光,沿平行于圓直徑的方向入射,分別準(zhǔn)確記錄入射點(diǎn)P和出射點(diǎn)Q在圓周上對(duì)應(yīng)的讀數(shù)、。
d.改變?nèi)肷潼c(diǎn)位置,重復(fù)步驟c。
(1)根據(jù)圓周上的讀數(shù)、可得,入射角 ,折射角 。(以弧度制表示)
(2)若經(jīng)過多次測(cè)量,做出的圖像如圖乙所示,則玻璃磚的折射率為 (結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(3)在本實(shí)驗(yàn)的操作過程中,若入射光線發(fā)生了如圖甲中虛線AB所示的偏離,則折射率的測(cè)量值將 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 (或) (或) 1.50/1.47/1.48/1.49/1.51/1.52/1.53 偏小
【知識(shí)點(diǎn)】光的折射定律、折射率
【詳解】(1)[1][2]圓周上的刻度被分為60等份,則每個(gè)刻度代表的弧度為
根據(jù)圓周上的讀數(shù)可得,入射角
折射角
(2)[3]圖像的斜率表示玻璃磚的折射率,則有
(3)[4]若入射光線發(fā)生如圖甲中虛線所示偏離,則入射角的測(cè)量值偏小,折射率的測(cè)量值偏小。
8.(2023·陜西榆林·模擬預(yù)測(cè))為籌備校運(yùn)會(huì),學(xué)校采購了一批礦泉水。小聰用如圖所示的雙縫干涉裝置測(cè)定這種礦泉水的折射率,單色光通過單縫后分為兩束,分別從雙縫、射到熒光屏上后形成干涉條紋.小聰將待測(cè)礦泉水填充到特制容器中(不考慮器壁對(duì)光的影響),然后將特制容器(圖中未畫出)放置在雙縫與熒光屏之間(充滿雙縫與屏之間的整個(gè)空間,之前為空氣),其他情況不變,通過比對(duì)放置特制容器前、后熒光屏上的干涉條紋間距,就可以計(jì)算出該礦泉水的折射率.
(1)本實(shí)驗(yàn) 測(cè)量雙縫的間距d, 測(cè)量雙縫到熒光屏的距離L。(均填“需要”或“不需要”)
(2)若測(cè)得放置特制容器前、后熒光屏上相鄰兩條亮條紋的間距分別為,則這種礦泉水的折射率 。
【答案】 不需要 不需要
【知識(shí)點(diǎn)】干涉條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系、 折射率的波長(zhǎng)表達(dá)式和速度表達(dá)式
【詳解】(1)[1][2]設(shè)入射光在礦泉水中的波長(zhǎng)為λ′,礦泉水的折射率為n,由可得
由公式,可得放礦泉水樣品之前,熒光屏上相鄰兩條亮條紋的間距為
放礦泉水樣品之后,熒光屏上相鄰兩條亮條紋的間距為
所以可得
所以不需要測(cè)量雙縫的間距d,也不需要測(cè)量雙縫到熒光屏的距離L。
(2)[3]這種礦泉水的折射率
9.如圖甲所示,在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上,并選用縫間距的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離。接通電源使光源正常工作。
(1)由理論分析可知,波長(zhǎng)為的單色光在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中形成干涉條紋,其相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距 (用已知量字母表示)。
(2)用某種單色光照射雙縫得到如圖乙所示的干涉條紋,測(cè)量頭手輪示數(shù)如圖丙所示,則分劃板中心刻線在圖乙中位置時(shí)手輪示數(shù)為 。
(3)若已知分劃板中心刻線處于位置時(shí),手輪示數(shù)為,則該單色光的波長(zhǎng) (結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
【答案】 15.078/15.077/15.079
【知識(shí)點(diǎn)】楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)和誤差分析、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理、干涉條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系
【詳解】(1)[1]在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,由相鄰兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距與波長(zhǎng)的關(guān)系可得
(2)[2]分劃板中心刻線在圖乙中B位置時(shí)手輪示數(shù)為
(3)[3]由題意可知
因?yàn)?br>由圖可知,相鄰的兩個(gè)亮條紋或暗條紋的中心間距為
聯(lián)立可得,該單色光的波長(zhǎng)為
10.(2023高三·全國(guó)·專題練習(xí))在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上,如圖甲所示。
(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是 ;
A.單縫及雙縫必須平行放置
B.干涉條紋與雙縫垂直
C.干涉條紋疏密程度與單縫寬度有關(guān)
D.若用綠色濾光片替換紅色濾光片,干涉條紋間距會(huì)變小
(2)某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí),在同一視野中選取了A、B兩條紋,第一次分劃板中心刻度對(duì)齊A條紋中心時(shí)(圖乙),游標(biāo)尺的示數(shù)如圖丙所示;第二次分劃板中心刻度對(duì)齊B條紋中心時(shí)(圖丁),游標(biāo)尺的示數(shù)如圖戊所示。已知雙縫間距為0.50mm,雙縫到屏的距離為1.00m,則圖丙游標(biāo)尺的示數(shù)為 mm,兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離為 mm。所測(cè)單色光波長(zhǎng)為 m。
【答案】 AD/DA 11.5 1.3
【知識(shí)點(diǎn)】更換光的顏色判斷條紋間距的變化、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理
【詳解】(1)[1]
AB.為使屏上的干涉條紋清晰,單縫和雙縫必須平行放置,所得到的干涉條紋與雙縫平行,A正確,B錯(cuò)誤;
CD.根據(jù)公式
可知,干涉條紋疏密程度與雙縫間距離、雙縫到屏的距離和光的波長(zhǎng)有關(guān),綠光的波長(zhǎng)小于紅光的波長(zhǎng),若用綠色濾光片替換紅色濾光片,干涉條紋間距會(huì)變小,C錯(cuò)誤,D正確。
故選AD。
(2)[2][3][4]由圖丙可知,讀數(shù)為
由圖戊可知,讀數(shù)為
由圖乙和圖丁可知,A、B兩條紋間有4個(gè)間距,則兩個(gè)相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離為
根據(jù)公式
代入數(shù)據(jù)解得所測(cè)單色光波長(zhǎng)為
11.(2024·山東濟(jì)南·模擬預(yù)測(cè))低折射率玻璃因其具有良好的透光性,被廣泛應(yīng)用于反射鏡、透鏡當(dāng)中。某實(shí)驗(yàn)小組想利用“插針法”測(cè)量某種低折射率長(zhǎng)方形玻璃磚的折射率。其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①在白紙上畫出一條直線a作為界面,過直線a上的一點(diǎn)O做出法線NN',并畫出AO作為入射光線,再把玻璃磚放到白紙上,讓玻璃磚的上界面和直線a對(duì)齊,并畫出玻璃磚的下界面b;
②在表示入射光線的AO上插上大頭針、;
③在玻璃磚的另一側(cè)先后插上大頭針和,位置如圖甲所示。
(1)在步驟③中,插大頭針時(shí),需要擋住 ;
(2)撤去玻璃磚和大頭針,正確完成光路圖,如圖甲所示,、的連線與直線b交于E點(diǎn),AO延長(zhǎng)線與直線b交于F點(diǎn),NN'與直線b交于O'點(diǎn),測(cè)得,,,該玻璃磚的折射率可以表示為n= (結(jié)果用d、、表示);
(3)由于該玻璃磚的折射率很小,在實(shí)際測(cè)量中E、F兩點(diǎn)離得很近,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,該同學(xué)在直線b的下方再畫一條平行線c,分別延長(zhǎng)OE和OF至直線c,再進(jìn)行相應(yīng)測(cè)量,計(jì)算出折射率,如圖乙所示。直線c離直線b的距離適當(dāng) (選填“遠(yuǎn)”或者“近”)一些比較好。
【答案】(1)、的像和
(2)
(3)遠(yuǎn)
【知識(shí)點(diǎn)】用插針法測(cè)介質(zhì)折射率的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理、光的折射定律、折射率
【詳解】(1)光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播, 所以插大頭針時(shí),需要擋住、的像和。
(2)入射角的正弦為
折射角的正弦為
由折射定律得
解得該玻璃磚的折射率可以表示為
(3)由于該玻璃磚的折射率很小,在實(shí)際測(cè)量中E、F兩點(diǎn)離得很近不方便測(cè)量,那么可以采用等比例放大,所以直線c離直線b的距離適當(dāng)遠(yuǎn)一點(diǎn)好。
12.(2022·北京海淀·二模)物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如:
(1)實(shí)驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測(cè)某個(gè)杯子的深度h,示數(shù)如圖所示,則該杯子的深度為h = cm。
(2)用“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中,配制的油酸酒精溶液的濃度為每500mL溶液中有純油酸2mL,用注射器取1mL該油酸酒精溶液,滴入燒杯中,記錄液滴共60滴。取1滴該溶液滴入盛水的淺水盤里,待水面穩(wěn)定后,在帶有坐標(biāo)方格的玻璃板上描下油膜邊界的輪廓線,如圖所示。坐標(biāo)中一個(gè)小正方格的邊長(zhǎng)是1cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)果,估測(cè)出的分子直徑約為 。
(3)實(shí)驗(yàn)原理。如圖為“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。實(shí)驗(yàn)時(shí),讀取空氣柱的長(zhǎng)度L以及此時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)p。
①對(duì)于一定質(zhì)量的封閉氣體,在溫度不變的情況下,若p與L的 保持不變,即得到氣體做等溫變化的規(guī)律。
②某同學(xué)發(fā)現(xiàn),壓力表上的數(shù)值是有單位的,但是針筒旁代表空氣柱長(zhǎng)度的數(shù)值是沒有單位的,他查了一下該實(shí)驗(yàn)裝置的說明書,發(fā)現(xiàn)也沒有對(duì)這個(gè)數(shù)值單位情況的具體說明。請(qǐng)分析說明這種情況的理由。( )
【答案】 10.070 乘積 因?yàn)獒樛采舷碌臋M截面積都相同,所以空氣柱的長(zhǎng)度就代表了空氣柱的體積的情況;因?yàn)樽罱K的結(jié)果是p與V的乘積是否不變(或者p與1/V的圖像是否為一條直線,即斜率不變),所以只需要知道體積變化的倍數(shù)關(guān)系,不需要知道具體的單位數(shù)值。
【知識(shí)點(diǎn)】游標(biāo)卡尺的使用與讀數(shù)、理解玻意耳定律、油膜法測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理
【詳解】(1)[1]游標(biāo)卡尺的精度為0.01mm,主尺讀數(shù)為
游標(biāo)尺讀數(shù)為
故該杯子的深度為
(2)[2]圍成的方格中,不足半個(gè)舍去,多于半個(gè)的算一個(gè),共有140個(gè)方格,則油酸膜的面積約為
每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積為
把油酸分子看成球形,且不考慮分子間的空隙,則油酸分子直徑為
(3)[3]對(duì)于一定質(zhì)量的封閉氣體,在溫度保持不變時(shí),壓強(qiáng)與體積成反比,即壓強(qiáng)與體積的乘積不變,得到氣體做等溫變化的規(guī)律。
[4]因?yàn)獒樛采舷碌臋M截面積都相同,所以空氣柱的長(zhǎng)度就代表了空氣柱的體積的情況;因?yàn)樽罱K的結(jié)果是p與V的乘積是否不變(或者p與的圖像是否為一條直線,即斜率不變),所以只需要知道體積變化的倍數(shù)關(guān)系,不需要知道具體的單位數(shù)值。
13.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))某同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。在橡膠塞和柱塞間封閉著一段空氣柱,空氣柱的長(zhǎng)度可以從刻度尺上讀取,空氣柱的壓強(qiáng)可以從與空氣柱相連的壓力表上讀取。改變并記錄空氣柱的長(zhǎng)度及對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)。
(1)處理數(shù)據(jù)時(shí),某同學(xué)分別繪制了乙、丙兩種圖像,為了快速判斷本實(shí)驗(yàn)中氣體壓強(qiáng)和體積的關(guān)系,應(yīng)選擇 (填“乙”或“丙”)圖像處理數(shù)據(jù)。
(2)在相同溫度下,、B兩個(gè)小組分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并在同一坐標(biāo)紙上作出了如圖丁所示的圖像,兩組同學(xué)實(shí)驗(yàn)所用注射器內(nèi)的氣體質(zhì)量分別為和,由圖像可知 (填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)丙
(2)>
【知識(shí)點(diǎn)】應(yīng)用波意耳定律解決實(shí)際問題
【詳解】(1)由于注射器橫截面積各處相同,所以可用空氣柱長(zhǎng)度定性表示空氣柱的體積,題圖丙中圖像為直線,可以直觀地表示出壓強(qiáng)與成正比關(guān)系,即說明壓強(qiáng)與體積成反比,題圖乙中圖像為曲線,不通過計(jì)算不能直接由圖判斷出壓強(qiáng)與體積成反比,故為了快速判斷本實(shí)驗(yàn)中壓強(qiáng)和體積的關(guān)系,應(yīng)選擇丙圖像處理數(shù)據(jù)。
(2)由題圖丁及題意可知,體積和溫度相同時(shí)
由氣體壓強(qiáng)的微觀意義可知組中氣體分子數(shù)密度較大,故
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