2025年高考物理押题预测考前冲刺--实验综合
一.选择题(共9小题)
1.(2025 自贡模拟)如图所示,在“测定玻璃砖的折射率”的实验中,将玻璃砖在白纸上放好,aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面且相互平行。在玻璃砖的一侧画直线AO与aa′交于O,在AO上插两枚大头针P1和P2,用“×”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4,下列说法正确的是( )
A.插上大头针P4,使P4挡住P3以及P1、P2的像
B.光可能在bb′发生全反射,导致观察不到P1、P2的像
C.若两个界面aa′和bb′不平行,将不能完成实验
D.若实验中不慎将玻璃砖向上平移了一些,其他操作均正确,则测得的折射率偏大
2.(2025 广州二模)在“用油膜法估测分子的大小”实验中,将体积为V1的纯油酸配成总体积为V2的油酸酒精溶液,用注射器取体积为V0的上述溶液,再把它一滴一滴地全部滴入烧杯,滴数为N。把这样的一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中,待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示。图中每个小正方形格的边长为a,可估算出油酸分子的直径为( )
A. B.
C. D.
3.(2025 鹰潭一模)如图甲所示为用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”的实验装置。下列说法或操作不正确的是( )
A.在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄漏
B.为了稳定,推拉活塞时应用手握紧注射器筒,并迅速推拉活塞改变气体体积
C.多测几组数据,记录并作出图像,若图像为过原点的直线,说明p、V成反比
D.图乙是在操作规范、不漏气的前提下作出的图线,说明胶管中含有一定质量的气体
4.(2025 江苏一模)如图所示为“插针法测玻璃砖折射率”实验中的一个场景。接下来再插一根针,应使它同时挡住图中的( )
A.a、b B.c、d C.a、c D.a、b、c、d
5.(2025 广州模拟)如图为研究气体实验定律的装置,通过压强传感器和数据采集器获取数据,并借助计算机处理数据。用该装置探究一定质量的气体在温度不变时,其压强和体积的关系。实验得到的图像可能是( )
A. B.
C. D.
6.(2025 朝阳区一模)某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,测得的分子直径结果偏小,可能的原因是( )
A.油酸未完全散开
B.配制的油酸酒精溶液浓度较大
C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的小方格
D.测量每滴油酸溶液体积时,错把1mL溶液的滴数70滴记为80滴
7.(2025 南宁二模)下列关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的说法,错误的是( )
A.实验时若爽身粉撒得太厚,则所测分子直径会偏大
B.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液,并读出这些溶液的体积V1,则每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V2
C.油酸酒精溶液中酒精对油酸起到了稀释作用
D.油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为8.0×10﹣3mL,其形成的油膜面积为108cm2,则估测出油酸分子的直径为7.4×10﹣10m
8.(2025 江苏一模)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图所示,组装仪器时,应将单缝固定在( )
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
9.(2025 开封二模)将一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中,由于玻璃杯壁很薄,因此从水平方向拍摄的照片看去,玻璃杯中未进入水中的一段筷子没有发生侧移,而浸入水中的筷子明显发生了侧移,如图甲,我们可以根据这一现象得出水的折射率。已知玻璃杯是圆柱体,底面圆半径为R,筷子插入位置距圆心距离为x1,从水平方向测量水中的筷子侧移位置距圆心距离为x2,如图乙,则水的折射率n为( )
A.
B.
C.
D.
二.多选题(共5小题)
(多选)10.(2025 台州模拟)以下实验中,说法正确的是( )
A.“用双缝干涉测量光的波长”实验中,测量单色光的波长时,需在单缝前放置偏振片
B.“用单摆测量重力加速度”实验中,用l﹣T2图像计算重力加速度,可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差
C.“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中,可以让一个质量较小的滑块跟静置在导轨上的另一个大小相同、质量较大的滑块发生碰撞
D.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,溶液中的酒精将溶于水并很快挥发,油膜的厚度等于1滴油酸酒精溶液的体积与它在水面上摊开的面积之比
(多选)11.(2025 长春模拟)关于下列图中实验的说法,正确的是( )
A.图(a)中电容器放电过程中电流逐渐增大
B.图(b)中计算轮廓范围内正方形的个数,不足半个的舍去
C.图(c)中应缓慢推拉柱塞
D.图(d)中使用多用电表测电压时选直流电压挡
(多选)12.(2025 大连一模)关于下列图中实验的说法正确的是( )
A.图(a)实验中,电容器放电过程中电流逐渐增大
B.图(b)实验中,计算轮廓范围内正方形的个数,不足一个格的舍去
C.图(c)实验中,推拉柱塞时要保证动作缓慢
D.图(d)实验中,使用多用电表测电压时选交流电压挡
(多选)13.(2025 北京校级模拟)用图甲所示的装置探究气体的等温变化规律。下列哪些操作是必需的( )
A.调节空气柱长度时柱塞应缓慢地向下压或向上拉
B.测量空气柱的直径
C.读取压力表示数
D.读取空气柱的长度
(多选)14.(2025 江西二模)某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。经过多次实验,作出图像如图乙所示( )
A.若增大气体体积时拉活塞速度过快,对应的图线是b
B.若推拉活塞时手握住注射器含有气体的部分,对应的图线是a
C.若实验中有漏气,对应的图线是b
D.若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体,对应的图线是c
三.实验题(共6小题)
15.(2025 西城区校级模拟)(1)在“探究气体等温变化的规律”的实验中,实验装置如图甲所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是 。
A.把柱塞快速地向下压
B.把柱塞缓慢地向上拉
C.在橡胶塞处接另一注射器,快速推动该注射器柱塞
D.在橡胶塞处接另一注射器,缓慢推动该注射器柱塞
(2)学生利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应 (把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)。
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 (填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的指针位置如图乙中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡 (填“×1”“×100”或“×1k”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图乙中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为 kΩ(结果保留2位有效数字)。
16.(2025 海淀区校级模拟)物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等多个环节。
(1)一组同学用如图甲所示的装置探究气体做等温变化的规律。关于本实验的基本要求,下列说法中正确的是 。
A.必须测出活塞的横截面积
B.移动活塞时应缓慢一些
C.封闭气体的注射器应密封良好
D.气体的压强和体积必须用国际单位
(2)如图乙所示,“测玻璃的折射率”的实验中,将白纸平铺在木板上并用图钉固定,之后将玻璃砖平放在白纸上,在适当位置竖直地插上A、B、C、D四个大头针。图中a和a′为玻璃砖的两个界面,AB延长线与直线a的交点为O,CD延长线与直线a′的交点为O′,NN′表示法线。
①在插大头针C时,应使其 (选填选项前的字母)。
A.只挡住A的像
B.只挡住B的像
C.同时挡住A、B的像
②该玻璃砖的折射率可表示为n= (用θ1和θ2表示)。
(3)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,某同学做完实验后发现所测的分子直径明显偏大。出现这种情况的原因可能是 。
A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C.计算油膜面积时,将不完整的方格均视为完整方格处理
17.(2025 汕头二模)科技小组设计了一个智能种植系统:当室温超过设定温度时,散热模块开始工作,避免高温对植物产生影响。
(1)系统使用热敏电阻检测温度变化,需要预判该热敏电阻阻值随温度的变化趋势。使用多用电表“×10”倍率的电阻挡正确操作后,指针示数如图1,此时热敏电阻的阻值为 Ω。逐渐升高热敏电阻的温度,发现相同倍率下多用电表指针逐渐向右偏转,由此判断出该热敏电阻的阻值随温度升高而 (选填“增大”或“减小”)。
(2)系统使用如图2的散热电路,假设室温为30℃时,散热模块恰好达到工作电压U,已知电源电动势为E(忽略内阻),电路中电流为I,热敏电阻的阻值为RT,电阻箱的阻值为R,则工作电压的表达式U= (用题中符号表示)。若想达到35℃时散热模块才开始工作,则可以 。
18.(2025 郑州模拟)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,小红将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液,用注射器测得1mL溶液为80滴。
(1)某次实验,小红把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘,待液面稳定后,呈现出如图甲所示的“锯齿”边沿图样,出现该图样的可能原因是 ;
A.浅盘中装的水量过多
B.油酸酒精溶液滴的过少
C.油酸酒精溶液放置时间过久
D.痱子粉撒得太多,且厚度不均匀
(2)小红调整后再次实验,把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘,待液面稳定后,将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓,其形状如图乙所示,坐标方格中正方形的边长为1cm,则滴入浅盘中的纯油酸体积为 cm3,由此可估测出油酸分子的直径是 m。
19.(2025 沙坪坝区校级三模)洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某次实验时,小南用光电传感器代替光屏,测量单色光的波长,其原理如图甲所示,单色光从单缝S射出,一部分直接投射到传感器上,另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。传感器沿矩形的长边(图中竖直方向)均匀分布着许多光敏单元,各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后,在显示器得到各点的光照强度,形象地展示亮条纹的分布,得到干涉图像的条纹间距。图乙中a曲线是小南得到的干涉图像。
(1)由图甲可知单缝S到传感器的距离为 cm;
(2)单缝S到平面镜的距离d=0.3mm,则单色光的波长为 nm(保留3位有效数字);
(3)若只把光源换成频率更大的单色光,则新的光强分布是图乙中的 (填“b”或“c”)曲线。
20.(2025 成都模拟)某同学利用图示装置探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V的关系。如图所示,U形管两端是粗细均匀的细玻璃管,中间是软管。右边玻璃管上端开口与大气相通,左边带刻度尺的玻璃管上端封闭,其内部用水银封闭一段空气,拾高U形管右端,使右侧水银面高于左侧。已知大气压强为p0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g。
(1)实验步骤如下:
①用两铁架台竖直固定U形管的左右两管,待管内水银柱稳定时,读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h,此时封闭气体的压强p= ;
②缓慢调节U形管的左右两边,改变U形管左右水银面的高度差h,记录空气柱长度l;
③多次实验,记录多组数据,分析得出结论。
(2)正确实验后,若以p为横坐标,以 (选填“l”或“”)为纵坐标,在实验误差允许范围内,可描绘出一条过原点的直线。
(3)另一同学重复实验,计算了多组p与l的乘积,发现p与l的乘积随压强p增大而变小,写出导致该现象的一个可能原因 。
2025年高考物理押题预测考前冲刺--实验综合
参考答案与试题解析
一.选择题(共9小题)
1.(2025 自贡模拟)如图所示,在“测定玻璃砖的折射率”的实验中,将玻璃砖在白纸上放好,aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面且相互平行。在玻璃砖的一侧画直线AO与aa′交于O,在AO上插两枚大头针P1和P2,用“×”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4,下列说法正确的是( )
A.插上大头针P4,使P4挡住P3以及P1、P2的像
B.光可能在bb′发生全反射,导致观察不到P1、P2的像
C.若两个界面aa′和bb′不平行,将不能完成实验
D.若实验中不慎将玻璃砖向上平移了一些,其他操作均正确,则测得的折射率偏大
【分析】根据实验原理及操作规范判断,作光路图时,就以aa′为边界,根据实际的边界与作图的边界不同,作出光路图,比较将玻璃砖向上平移时,入射角和折射角的关系,分析误差情况。
【解答】解:A.插上大头针P4,使P4挡住P3以及P1、P2的像,故A正确;
B.光线能从aa'射入玻璃砖,则光线在bb'面上的入射角一定小于临界角,则光不可能在bb'发生全反射,故B错误;
C.若两个界面aa'和bb'不平行,仍然能完成实验,故C错误;
D.若实验中不慎将玻璃砖向上平移了一些,如图所示
根据几何关系可得,入射角相等,折射角相等,则测得的折射率不变,故D错误。
故选:A。
【点评】本题关键是作出光路图,分析实际边界与作图边界不同时,测出的折射角与正确操作时折射角的关系相同。
2.(2025 广州二模)在“用油膜法估测分子的大小”实验中,将体积为V1的纯油酸配成总体积为V2的油酸酒精溶液,用注射器取体积为V0的上述溶液,再把它一滴一滴地全部滴入烧杯,滴数为N。把这样的一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中,待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示。图中每个小正方形格的边长为a,可估算出油酸分子的直径为( )
A. B.
C. D.
【分析】计算出油酸薄膜的面积和每滴纯油酸的体积,根据体积除以面积得到油酸分子的直径。
【解答】解:根据图像可知轮廓包围方格约为70个,故油酸薄膜的面积约为:S=70a2
每滴溶液中含有纯油酸的体积为:
则油酸分子的直径为:
联立解得:d,故C正确、ABD错误。
故选:C。
【点评】本题主要是考查测定油酸分子直径的实验,关键是知道实验原理和数据处理方法。
3.(2025 鹰潭一模)如图甲所示为用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”的实验装置。下列说法或操作不正确的是( )
A.在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄漏
B.为了稳定,推拉活塞时应用手握紧注射器筒,并迅速推拉活塞改变气体体积
C.多测几组数据,记录并作出图像,若图像为过原点的直线,说明p、V成反比
D.图乙是在操作规范、不漏气的前提下作出的图线,说明胶管中含有一定质量的气体
【分析】在注射器柱塞上涂抹润滑油是为了防止漏气;为保证气体温度不变,推拉活塞时要缓慢,并且不能用手握紧注射器筒;图像为过原点的直线,说明p、V成反比;根据图乙中V=0时,封闭气体压强不为零可知胶管中含有一定质量的气体。
【解答】解:A.在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄漏,故A正确;
B.推拉活塞时不能用手握紧注射器筒,并缓慢推拉活塞改变气体体积,以防止气体温度发生变化,故B错误;
C.多测几组数据,记录并作出图像,若图像为过原点的直线,说明p、V成反比,故C正确;
D.由图乙可知当V=0时,封闭气体压强不为零,说明胶管中含有一定质量的气体,故D正确。
本题选择错误的选项,故选:B。
【点评】本题考查了“探究气体等温变化的规律”的实验,掌握实验原理和实验操作的注意事项。
4.(2025 江苏一模)如图所示为“插针法测玻璃砖折射率”实验中的一个场景。接下来再插一根针,应使它同时挡住图中的( )
A.a、b B.c、d C.a、c D.a、b、c、d
【分析】根据“插针法测玻璃砖折射率”实验原理分析判断。
【解答】解:a、b两枚针确定入射光线,c、d是a、b两枚针在外侧所看到的虚像,接下来再插一根针,应使它同时挡住图中的c、d,就能确定最终的折射光线。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题关键掌握“插针法测玻璃砖折射率”实验原理。
5.(2025 广州模拟)如图为研究气体实验定律的装置,通过压强传感器和数据采集器获取数据,并借助计算机处理数据。用该装置探究一定质量的气体在温度不变时,其压强和体积的关系。实验得到的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据实验原理和图像的物理意义选择正确的图像。
【解答】解:根据理想气体等温变化规律,压强p与体积V成反比,与成正比,故ACD错误,B正确;
故选:B。
【点评】本题主要考查了理想气体的实验规律,根据实验原理掌握正确的实验操作,结合图像的物理意义完成分析,
6.(2025 朝阳区一模)某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,测得的分子直径结果偏小,可能的原因是( )
A.油酸未完全散开
B.配制的油酸酒精溶液浓度较大
C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的小方格
D.测量每滴油酸溶液体积时,错把1mL溶液的滴数70滴记为80滴
【分析】根据测量分子直径的工作原理d,结合各选项中V和S的误差情况进行分析解答。
【解答】解:A.水面上爽身粉撒得较多,油酸分子未完全散开,S偏小,故得到的分子直径d将偏大,故A错误;
B.油酸酒精溶液浓度较大,油滴可能不能完全散开形成单分子油膜层,导致测量的油膜面积较小,根据d,测量结果偏大,故B错误;
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,S偏小,分子直径d将偏大,故C错误;
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴,则纯油酸的体积将偏小,则计算得到的分子直径将偏小,故D正确。
故选:D。
【点评】考查测量分子直径的工作原理,会根据题意进行准确分析解答。
7.(2025 南宁二模)下列关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的说法,错误的是( )
A.实验时若爽身粉撒得太厚,则所测分子直径会偏大
B.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液,并读出这些溶液的体积V1,则每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V2
C.油酸酒精溶液中酒精对油酸起到了稀释作用
D.油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为8.0×10﹣3mL,其形成的油膜面积为108cm2,则估测出油酸分子的直径为7.4×10﹣10m
【分析】根据实验原理及操作规范结合数据分析的方法判断。
【解答】解:A.实验过程中,若撒的痱子粉太厚,则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小,由d可知测量的油酸分子的直径偏大,故A正确;
B.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液,并读出这些溶液的体积V1,则每滴油酸酒精溶液的体积V2,并非纯油酸的体积,故B错误;
C.油酸酒精溶液中酒精对油酸起到了稀释作用,故C正确;
D.油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为8.0×10﹣3mL,其形成的油膜面积为108cm2,则估测出油酸分子的直径为dm=7.4×10﹣10m,故D正确。
本题选错误的,故选:B。
【点评】本题考查了用“油膜法”估测分子直径大小的实验,正确解答实验问题的前提是明确实验原理。
8.(2025 江苏一模)“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图所示,组装仪器时,应将单缝固定在( )
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
【分析】理清双缝干涉的实验原理及装置图各器材的作用,确定单缝的位置。
【解答】解:在双缝干涉的实验中,光通过滤光片和凸透镜后来到单缝,产生相干的线性光源,然后通过双缝后在光屏上产生干涉条纹,可知,双缝应置于单缝与光屏之间。所以组装仪器时,应将单缝固定在b处,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】在本实验中要先得到单色光源、再得到相干光源,再到双缝处发生干涉,理解每一器材的作用,才能确定其位置。
9.(2025 开封二模)将一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中,由于玻璃杯壁很薄,因此从水平方向拍摄的照片看去,玻璃杯中未进入水中的一段筷子没有发生侧移,而浸入水中的筷子明显发生了侧移,如图甲,我们可以根据这一现象得出水的折射率。已知玻璃杯是圆柱体,底面圆半径为R,筷子插入位置距圆心距离为x1,从水平方向测量水中的筷子侧移位置距圆心距离为x2,如图乙,则水的折射率n为( )
A.
B.
C.
D.
【分析】根据题意作图,根据几何关系结合折射定律计算。
【解答】解:作出光路图如下
折射角正弦为sinr
入射角正弦为sini
根据折射定理可知n
解得n
故C正确,ABD错误;
故选C。
【点评】本题考查光的折射定律,解题关键掌握几何关系的运用。
二.多选题(共5小题)
(多选)10.(2025 台州模拟)以下实验中,说法正确的是( )
A.“用双缝干涉测量光的波长”实验中,测量单色光的波长时,需在单缝前放置偏振片
B.“用单摆测量重力加速度”实验中,用l﹣T2图像计算重力加速度,可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差
C.“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中,可以让一个质量较小的滑块跟静置在导轨上的另一个大小相同、质量较大的滑块发生碰撞
D.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,溶液中的酒精将溶于水并很快挥发,油膜的厚度等于1滴油酸酒精溶液的体积与它在水面上摊开的面积之比
【分析】根据各实验的操作及实验原理分析判断。
【解答】解:A.“用双缝干涉测量光的波长”实验中,测量单色光的波长时,单缝前不用放置偏振片,故A错误;
B.“用单摆测量重力加速度”实验中,用l﹣T2图像计算重力加速度,可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差,故B正确;
C.“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中,可以让一个质量较小的滑块跟静置在导轨上的另一个大小相同、质量较大的滑块发生碰撞,测量出碰撞前后的动量,从而得出结论,故C正确;
D.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,溶液中的酒精将溶于水并很快挥发,油膜的厚度等于1滴油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比,故D错误;
故选:BC。
【点评】本题考查不同实验的掌握,解题关键掌握实验原理,注意误差分析方法。
(多选)11.(2025 长春模拟)关于下列图中实验的说法,正确的是( )
A.图(a)中电容器放电过程中电流逐渐增大
B.图(b)中计算轮廓范围内正方形的个数,不足半个的舍去
C.图(c)中应缓慢推拉柱塞
D.图(d)中使用多用电表测电压时选直流电压挡
【分析】根据电容器的充放电、油膜法测分子直径以及气体的实验定律和变压器的工作电源进行分析解答。
【解答】解:A.图(a)实验中,电容器放电过程中随着电荷量的减少,则电流逐渐减小,故A错误;
B.图(b)实验中,计算轮廓范围内正方形的个数,不足半格的舍去,故B正确;
C.图(c)实验中,推拉柱塞时要保证动作缓慢,防止活塞内气体的温度发生变化,故C正确;
D.图(d)实验中,变压器的工作电源是交流电压,则使用多用电表测电压时选交流电压挡,故D错误。
故选:BC。
【点评】考查电容器的充放电、油膜法测分子直径以及气体的实验定律和变压器的工作电源等知识,会根据题意进行准确分析解答。
(多选)12.(2025 大连一模)关于下列图中实验的说法正确的是( )
A.图(a)实验中,电容器放电过程中电流逐渐增大
B.图(b)实验中,计算轮廓范围内正方形的个数,不足一个格的舍去
C.图(c)实验中,推拉柱塞时要保证动作缓慢
D.图(d)实验中,使用多用电表测电压时选交流电压挡
【分析】根据电容器的充放电、油膜法测分子直径以及气体的实验定律和变压器的工作电源进行分析解答。
【解答】解:A.图(a)实验中,电容器放电过程中随着电荷量的减少,则电流逐渐减小,故A错误;
B.图(b)实验中,计算轮廓范围内正方形的个数,不足半格的舍去,故B错误;
C.图(c)实验中,推拉柱塞时要保证动作缓慢,防止活塞内气体的温度发生变化,故C正确;
D.图(d)实验中,变压器的工作电源是交流电压,则使用多用电表测电压时选交流电压挡,故D正确。
故选:CD。
【点评】考查电容器的充放电、油膜法测分子直径以及气体的实验定律和变压器的工作电源等知识,会根据题意进行准确分析解答。
(多选)13.(2025 北京校级模拟)用图甲所示的装置探究气体的等温变化规律。下列哪些操作是必需的( )
A.调节空气柱长度时柱塞应缓慢地向下压或向上拉
B.测量空气柱的直径
C.读取压力表示数
D.读取空气柱的长度
【分析】根据探究气体的等温变化规律的实验注意事项以及实验原理进行分析。
【解答】解:A.为防止气体的温度变化,调节空气柱长度时柱塞应缓慢地向下压或向上拉,故A正确;
BD.由于空气柱的横截面积S不变,该实验气体的体积为V=SL,其中S为空气柱的横截面积,所以用L代替V,只需要读取空气柱的长度,不需要测量空气柱的直径,故B错误,D正确;
C.读取压力表示数,以确定气体的压强,故C正确。
故选:ACD。
【点评】本题考查了实验:探究气体的等温变化规律,要熟练掌握实验注意事项。
(多选)14.(2025 江西二模)某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。经过多次实验,作出图像如图乙所示( )
A.若增大气体体积时拉活塞速度过快,对应的图线是b
B.若推拉活塞时手握住注射器含有气体的部分,对应的图线是a
C.若实验中有漏气,对应的图线是b
D.若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体,对应的图线是c
【分析】根据克拉珀龙方程有pV=nRT,分析图线弯曲的原因。
【解答】解:A、根据克拉伯龙方程有pV=nRT,则有可知,若改变气体体积时推活塞速度过快,气体对外界快速做功,气体温度降低,图像斜率增大,图线向上弯曲,对应的图线是b,故A正确;
B、推拉活塞时,手握住注射器含有气体的部分,人的温度高于气体的温度,导致气体温度升高,根据上述分析可知,图线向下弯曲,对应的图线是c,故B错误;
C、根据上述有,若气体漏气,则表达式中的n减小,即图线上的点与运动连线的斜率增大,图线向上弯曲,对应的图线是b,故C正确;
D、若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体,设这段体积为V',则有C
解得(V+V')
则对应图线是a,故D错误;
故选:AC。
【点评】解答本题的关键要掌握克拉珀龙方程pV=nRT,通过变形得到p的表达式,再分析图像弯曲的原因。
三.实验题(共6小题)
15.(2025 西城区校级模拟)(1)在“探究气体等温变化的规律”的实验中,实验装置如图甲所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是 B 。
A.把柱塞快速地向下压
B.把柱塞缓慢地向上拉
C.在橡胶塞处接另一注射器,快速推动该注射器柱塞
D.在橡胶塞处接另一注射器,缓慢推动该注射器柱塞
(2)学生利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应 CAB (把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列)。
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的 负极、正极 (填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的指针位置如图乙中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡 ×100 (填“×1”“×100”或“×1k”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图乙中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为 1.6 kΩ(结果保留2位有效数字)。
【分析】(1)为了尽可能保证气体的温度保持不变,则在移动活塞的时候要尽量慢些;根据实验原理可知,不需要在橡胶套处接另一活塞;
(2)根据多用电表的使用方法分析判断;根据多用电表的内部结构分析判断;根据欧姆表的读数方法分析判断。
【解答】解:(1)AB、该实验过程中要保证气体的温度保持不变,所以实验中要缓慢的推动活塞,目的是尽可能保证气体在实验过程中温度保持不变,故A错误,B正确;
CD、实验中为了方便读取封闭气体的体积,不需要再橡胶套处接另一注射器,故CD错误;
故选:B。
(2)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应将多用表选择开关置于欧姆挡“×10”位置,即C选项;接着将红、黑表笔短接,即A选项;再进行欧姆调零,即B选项。故首先操作顺序为CAB。
多用电表使用时根据“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表内,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。
读数时欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,偏转角度较小,说明电阻阻值较大,倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处,而根据表中数据可知选择“×1k”倍率又过大,故应选择欧姆挡“×100”的位置;
测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为R=16.0×100Ω=1.6kΩ。
故答案为:(1)B;(2)CAB;负极、正极;×100;1.6。
【点评】本题主要考查了理想气体的实验规律的探究实验欧姆表的应用方法,关键是能够掌握实验的原理、操作方法以及数据处理方法。
16.(2025 海淀区校级模拟)物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等多个环节。
(1)一组同学用如图甲所示的装置探究气体做等温变化的规律。关于本实验的基本要求,下列说法中正确的是 BC 。
A.必须测出活塞的横截面积
B.移动活塞时应缓慢一些
C.封闭气体的注射器应密封良好
D.气体的压强和体积必须用国际单位
(2)如图乙所示,“测玻璃的折射率”的实验中,将白纸平铺在木板上并用图钉固定,之后将玻璃砖平放在白纸上,在适当位置竖直地插上A、B、C、D四个大头针。图中a和a′为玻璃砖的两个界面,AB延长线与直线a的交点为O,CD延长线与直线a′的交点为O′,NN′表示法线。
①在插大头针C时,应使其 C (选填选项前的字母)。
A.只挡住A的像
B.只挡住B的像
C.同时挡住A、B的像
②该玻璃砖的折射率可表示为n= (用θ1和θ2表示)。
(3)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,某同学做完实验后发现所测的分子直径明显偏大。出现这种情况的原因可能是 AB 。
A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C.计算油膜面积时,将不完整的方格均视为完整方格处理
【分析】(1)根据实验操作步骤和实验注意事项分析判断;
(2)根据折射定律分析解答;
(3)根据推导出的直径表达式判断出错的原因。
【解答】解:(1)A.根据V=LS可知,由于活塞的横截面积不变,则无需测量S,可用L代替V,故A错误;
BC.由于该实验室“用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律”,条件是一定质量的气体,故实验中不能出现漏气的现象;实验时应该缓慢移动活塞,使气体和外界进行充分的吸热、放热,保证温度不变,故BC正确;
D.只要压强p两边的单位统一,体积V两边的单位统一,就可以得出气体做等温变化的规律,故D错误。
故选:BC。
(2)①在插大头针C时,应使其同时挡住A、B的像,故AB错误,C正确;
故选:C。
②根据折射定律可知n
(3)根据d,则有:
A、错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算,则计算时所用体积数值偏大,会导致计算结果偏大,故A正确;
B、水面上痱子粉撒得较多,油膜没有充分展开,则测量的面积S偏小,导致结果计算偏大,故B正确;
C、计算油膜面积时,将不完整的方格作为完整方格处理,则计算所用的面积S偏大,会导致计算结果偏小,故C错误;
故选:AB。
故答案为:(1)BC;(2)C;;(3)AB
【点评】本题考查热力学及光学实验,解题关键掌握实验原理,注意操作规范。
17.(2025 汕头二模)科技小组设计了一个智能种植系统:当室温超过设定温度时,散热模块开始工作,避免高温对植物产生影响。
(1)系统使用热敏电阻检测温度变化,需要预判该热敏电阻阻值随温度的变化趋势。使用多用电表“×10”倍率的电阻挡正确操作后,指针示数如图1,此时热敏电阻的阻值为 140 Ω。逐渐升高热敏电阻的温度,发现相同倍率下多用电表指针逐渐向右偏转,由此判断出该热敏电阻的阻值随温度升高而 减小 (选填“增大”或“减小”)。
(2)系统使用如图2的散热电路,假设室温为30℃时,散热模块恰好达到工作电压U,已知电源电动势为E(忽略内阻),电路中电流为I,热敏电阻的阻值为RT,电阻箱的阻值为R,则工作电压的表达式U= E﹣I(RT+R) (用题中符号表示)。若想达到35℃时散热模块才开始工作,则可以 增大电阻箱的电阻 。
【分析】根据图像可知热敏电阻的阻值,逐渐升高热敏电阻的温度,发现相同倍率下多用电表指针逐渐向右偏转,说明电阻越小,该热敏电阻的阻值随温度升高而减小;利用闭合电路欧姆定律解得电压和阻值的关系,从而增加电阻箱的阻值。
【解答】解:(1)由图1,可知此时热敏电阻的阻值为RT=10×14Ω=140Ω;
逐渐升高热敏电阻的温度,发现相同倍率下多用电表指针逐渐向右偏转,说明电阻越小,由此判断出该热敏电阻的阻值随温度升高而减小;
(2)在如图2的散热电路,根据闭合电路欧姆定律有E=U+I(RT+R)
解得
U=E﹣I(RT+R)
因该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,即RT减小;若想达到35℃时散热模块才开始工作,根据U=E﹣I(RT+R)
则可以增大电阻箱的电阻。
故答案为:(1)140(1.4×102或1.40×102也给分) 减小
(2)E﹣I(RT+R) 增大电阻箱的电阻
【点评】本题考查了多用电表的使用方法和读数,以及闭合电路欧姆定律的使用,题目较简单。
18.(2025 郑州模拟)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,小红将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液,用注射器测得1mL溶液为80滴。
(1)某次实验,小红把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘,待液面稳定后,呈现出如图甲所示的“锯齿”边沿图样,出现该图样的可能原因是 D ;
A.浅盘中装的水量过多
B.油酸酒精溶液滴的过少
C.油酸酒精溶液放置时间过久
D.痱子粉撒得太多,且厚度不均匀
(2)小红调整后再次实验,把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘,待液面稳定后,将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓,其形状如图乙所示,坐标方格中正方形的边长为1cm,则滴入浅盘中的纯油酸体积为 2.5×10﹣6 cm3,由此可估测出油酸分子的直径是 5×10﹣10 m。
【分析】(1)根据油酸酒精溶液没有充分扩散分析判断;
(2)先计算1滴油酸酒精溶液的体积,再计算油酸膜轮廓的面积,最后根据体积公式计算油酸分子的直径。
【解答】解:(1)形成如图甲所示的“锯齿”边沿图样的原因是油酸酒精溶液没有充分扩散,是由于痱子粉撒得太多,且厚度不均匀造成的,故D正确,ABC错误。
故选:D。
(2)1滴油酸酒精溶液的体积为:V2.5×10﹣6cm3
由图乙可知油酸膜的轮廓包含的方格数为50个,面积为:S=50×1cm×1cm=50cm2
则油酸分子的直径为:
故答案为:(1)D;(2)2.5×10﹣6;5×10﹣10。
【点评】本题关键掌握“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验原理和数据处理方法。
19.(2025 沙坪坝区校级三模)洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某次实验时,小南用光电传感器代替光屏,测量单色光的波长,其原理如图甲所示,单色光从单缝S射出,一部分直接投射到传感器上,另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。传感器沿矩形的长边(图中竖直方向)均匀分布着许多光敏单元,各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后,在显示器得到各点的光照强度,形象地展示亮条纹的分布,得到干涉图像的条纹间距。图乙中a曲线是小南得到的干涉图像。
(1)由图甲可知单缝S到传感器的距离为 61.0 cm;
(2)单缝S到平面镜的距离d=0.3mm,则单色光的波长为 610 nm(保留3位有效数字);
(3)若只把光源换成频率更大的单色光,则新的光强分布是图乙中的 b (填“b”或“c”)曲线。
【分析】(1)先确定刻度尺的最小分度值再读数计算;
(2)根据条纹间距公式计算;
(3)根据条纹间距公式分析判断。
【解答】解:(1)刻度尺的最小分度值为1mm,由图甲可知单缝S到传感器的距离为:81.0cm﹣20.0cm=61.0cm
(2)等效双缝宽度d′=2d=2×0.3mm=0.6mm,相邻亮文中心间距为Δx=0.93mm﹣0.31mm=0.62mm
由
可得
λ=610nm
(3)由可知,当光的频率变大时,波长变小,Δx变小,为图中b曲线。
故答案为:(1)61.0;(2)610;(3)b。
【点评】本题关键掌握洛埃镜实验原理和等效双缝宽度的计算方法。
20.(2025 成都模拟)某同学利用图示装置探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V的关系。如图所示,U形管两端是粗细均匀的细玻璃管,中间是软管。右边玻璃管上端开口与大气相通,左边带刻度尺的玻璃管上端封闭,其内部用水银封闭一段空气,拾高U形管右端,使右侧水银面高于左侧。已知大气压强为p0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g。
(1)实验步骤如下:
①用两铁架台竖直固定U形管的左右两管,待管内水银柱稳定时,读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h,此时封闭气体的压强p= p0+ρgh ;
②缓慢调节U形管的左右两边,改变U形管左右水银面的高度差h,记录空气柱长度l;
③多次实验,记录多组数据,分析得出结论。
(2)正确实验后,若以p为横坐标,以 (选填“l”或“”)为纵坐标,在实验误差允许范围内,可描绘出一条过原点的直线。
(3)另一同学重复实验,计算了多组p与l的乘积,发现p与l的乘积随压强p增大而变小,写出导致该现象的一个可能原因 装置可能漏气 。
【分析】(1)①根据受力分析,结合左右压强分析求解;
(2)根据理想气体状态方程,结合图像是直线分析求解;
(3)根据理想气体状态方程,结合p与l的乘积随压强p增大而减小分析求解。
【解答】解:(1)①此时封闭气体的压强为p=p0+ρgh;
(2)气体温度不变,根据理想气体状态方程:pSl=nRT,可得 p,可见以p为横坐标,以为纵坐标,在实验误差允许范围内,可描绘出一条过原点的直线;
(3)根据理想气体状态方程:pSl=nRT,知pl,可见p与l的乘积随压强p增大而减小,即变小,而T与S不变,则气体的物质的量n变小,故装置可能漏气。
故答案为:(1)①p0+ρgh;(2);(3)装置可能漏气。
【点评】本题考查了探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V关系的实验,理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。
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