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高考物理考前冲刺押题预测 其他实验
一.选择题(共7小题)
1.(2024秋 苏州期末)下列对实验操作描述正确的是( )
A.图甲中,用单摆测量重力加速度时,以较小摆角静止释放小球
B.图乙中,验证机械能守恒定律时,手托着重物静止释放
C.图丙中,测量玻璃的折射率时,笔沿着玻璃砖画线
D.图丁中,用多用电表测电阻时,手接触到表笔金属笔尖
2.(2024秋 宝安区期末)用如图所示的装置来做双缝干涉实验,已知强光源输出平行白光,光源到双缝的距离为d1,双缝到半透明屏幕距离为d2。则以下说法正确的是( )
A.仅减小d1,屏幕上的条纹间距将变大
B.仅去除蓝色滤光片,屏幕上出现黑白相间的干涉条纹
C.仅把蓝色滤光片换成红色滤光片,屏幕上的条纹间距变大
D.去除蓝色滤光片,在双缝的两条缝前分别放黄色和蓝色滤光片,屏幕将出现绿色干涉条纹
3.(2024秋 苏州期末)1834年,洛埃通过实验也得到了杨氏双缝干涉实验的结果(称洛埃镜实验),基本装置如图所示,S为单色光源,M为水平放置的平面镜,S发出的光一部分直接照射到光屏上,一部分通过平面镜反射,在光屏上呈现出干涉图样。已知光在通过平面镜反射时存在半波损失,相当于光的路程减少了,下列说法正确的是( )
A.将平面镜向左平移一小段距离,可使条纹间距变大
B.将平面镜向下平移一小段距离,可使条纹间距变大
C.光屏与镜面延长线相交点O位置处于亮纹中心
D.将S换为白色光源,光屏上仍然能够呈现干涉图样
4.(2024秋 鼓楼区校级期末)某同学使用不同波长的单色光a、b进行双缝干涉实验,观察到实验现象,分别如图甲、乙所示。光速c=3×108m/s,下列说法正确的是( )
A.单色光a的波长小于单色光b的波长
B.若单色光a通过双缝到达中央亮条纹左边第2条亮条纹上点P的光程差为1.2×10﹣6m,则a光的频率为4.5×1014Hz
C.利用透明薄膜检查元件平整度是利用光的干涉现象
D.用单色光a照射单缝装置有明显的衍射现象,则单色光b通过同一装置一定会观察到明显的衍射现象
5.(2025 盐城一模)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,下列说法正确的是( )
A.可以把油酸分子简化成球形处理,并认为它们紧密排布
B.为清晰显示油膜轮廓,应先滴入油酸酒精溶液,再撒痱子粉
C.若描绘轮廓时油酸未完全散开,将导致测得的分子直径偏小
D.计算轮廓范围内正方形个数时,不足一个的需全部舍去
6.(2025 云南模拟)某学习小组在暗室中利用多用电表验证“硫化镉光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小”的特性,实验电路如图甲所示。保持电阻箱R的阻值不变,则( )
A.直接测量R的电压时,按图乙接入多用电表
B.直接测量R的电流时,按图丙接入多用电表
C.正确测量R的电压时,多用电表示数随光照强度增大而增大
D.正确测量R的电流时,多用电表示数随光照强度增大而减小
7.(2024 邗江区校级一模)根据图示,下列实验的操作处理中,正确的是( )
A.甲图为用单摆测重力加速度的实验,测周期T时应该从小球摆至最高点开始计时
B.乙图中当两通电导线的电流方向相同时,两通电导线会互相排斥
C.图丙是某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度小的玻璃砖来测量
D.图丁是双缝干涉实验中得到的干涉条纹,若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行,则仅旋转测量头即可
二.多选题(共5小题)
(多选)8.(2023秋 山东期末)某同学为观察双缝干涉和单缝衍射实验现象,准备了玻璃片、刀片、蜡烛、红蓝两支激光笔、光屏等器材。他先用蜡烛将玻璃片的一面熏黑,再用刀片在熏黑的一面割制成一组双缝和一条单缝。实验中,他将玻璃片和光屏竖直平行放置,再用激光笔照射单、双缝,得到如图甲、乙图样,图丙中激光笔垂直玻璃板照射,屏中心O到两狭缝S1、S2的距离相等,P为光屏上的一点。则下列说法中正确的是( )
A.图乙是单缝衍射图样
B.激光笔照射单缝时,红光得到的图样的中央亮纹的宽度比蓝光的稍宽
C.激光笔照射双缝时,若将屏向远离双缝方向移动,条纹间距将变宽
D.激光笔照射双缝时,若P到两狭缝S1、S2的距离差为入射光波长的5倍,P处为暗条纹
(多选)9.(2024秋 温州期中)下列关于课堂演示实验描述正确的是( )
A.甲图库仑用扭秤实验得出库仑定律,需要提前测量A、C两个小球的电荷量
B.乙图在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素实验,分别接通“2、3”和“1、4”,可以改变导线通电部分的长度,从而改变导线偏转的角度
C.丙图洛伦兹力演示仪中增大励磁线圈的电流大小,将会观察到玻璃泡中运动径迹半径变大
D.丁图用阴极射线管探究电子束在磁场中的偏转实验中,阴极射线管左侧为阴极
(多选)10.(2023秋 澄海区期末)某同学准备用一种金属丝制作一只电阻温度计。他先通过实验描绘出一段金属丝的U﹣I曲线,如图甲所示。再将该金属丝与某一定值电阻R0串联接在电路中,用电压表(电压表的内阻远大于金属丝的电阻)与金属丝并联,如图乙所示,并在电压表的表盘上标注了与电压对应的温度值,制成电阻温度计,下列说法中正确的是( )
A.从图甲可知,该金属丝的阻值随温度的升高而增大
B.图乙中电压表的指针偏转角越大,温度值越小
C.温度越高,定值电阻R0消耗的功率越大
D.选用不同阻值的R0可改变温度计的量程,R0越大,量程越大
(多选)11.(2024秋 浙江月考)根据图示,关于下列实验说法正确的是( )
A.甲图装置中,插入和抽出条形磁铁,电流计指针偏转方向一致
B.乙图中目镜观察到的干涉条纹虽然倾斜,但不影响波长测量的结果
C.丙图中探究气体等温变化规律实验的过程中柱塞应缓慢地向下压或向上拉
D.丁图中测定玻璃的折射率,如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小实验误差,应选用宽度小的玻璃砖来测量
(多选)12.(2023秋 泰安期末)利用如图所示的装置测量光的波长时,若双缝间距为d,屏与双缝间距为l。当插上红色滤光片后,从目镜中观测到第1个亮条纹与第n个亮条纹的间距为Δx,则( )
A.换用间距较小的双缝,目镜中观察到的亮条纹个数将减少
B.将屏向双缝移动,目镜中观察到的亮条纹个数将减少
C.取下红色滤光片,目镜上不会观察到干涉条纹
D.红光的波长为
三.填空题(共4小题)
13.(2023秋 吉林期末)在用双缝干涉测光的波长的实验中,已知双缝间距d=0.30mm,双缝到光屏的距离L=0.6m,当分划板的中心刻线对准第1条亮条纹的中心时示数x1=0.345mm,当分划板的中心刻线对准第6条亮条纹的中心时示数如图所示,其示数为 mm;由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为 m(结果保留三位有效数字)。若增大双缝到光屏的距离,则得到的条纹间距将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
14.(2024春 南充期末)某实验小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,若把油酸分子简化为球形处理,体现的科学思维方法为 (选填“控制变量法”、“等效替代法”或“理想模型法”)。若实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为c,测得N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示,油膜面积为 ,油酸分子的直径为 。
15.(2023秋 温州期末)热敏电阻的阻值随温度的变化非常明显,利用这一特性制成的接触式温度传感器有较高的温度测量精度。某热敏电阻R的阻值随温度变化的关系图像如图甲所示。若用该热敏电阻按图乙电路连接,温度越高时,热敏电阻的阻值越 (选填“大”或“小”),电压表示数越 (选填“大”或“小”);将电压表替换成内阻很大的报警装置(当电压大于等于2V时发出警报),若电源电动势为3V且电源内阻不计,设置该装置在温度大于等于90℃时发出警报,可调电阻R0阻值应调为 Ω(保留两位有效数字)。
16.(2024 福州模拟)如图所示,双缝S1、S2的间距d=0.25mm,双缝到光屏的距离l=60cm。光源S到S1。S2的距离相等,光屏上的P点到S1、S2的距离之差δ=1.5×10﹣6m,现用某单色光在空气中做双缝干涉实验,测得两条相邻亮条纹的中心间距Δy=1.44mm。已知光在空气中的传播速度c=3×108m/s。则该单色光的波长为 m,频率为 Hz;P处是 (选填“亮”或“暗”)条纹。
四.实验题(共4小题)
17.(2024秋 吉林校级期末)用三棱镜做测量玻璃的折射率实验,先在白纸上放好三棱镜,在三棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在三棱镜的另一侧观察,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。
(1)在图中画出所需的光路 ;
(2)为了测出三棱镜的折射率,需要测量的物理量是 、 ,在图中标出它们 ;
(3)计算三棱镜折射率的公式是n= 。
18.(2024秋 徐汇区校级期末)利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。
实验室温度保持不变,将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,注射器内封闭一定质量的空气(可看作理想气体),下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一台托盘,托盘中放入砝码,待气体状态稳定后,记录气体压强p和体积V(气体体积V等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和),逐次增加砝码质量,采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
(1)在放置砝码到气体状态稳定的过程中:封闭气体的分子平均动能 (A.变大,B.变小,C.不变),气体 。(A.吸热,B.放热,C.既不吸热也不放热)
(2)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的气体 。(A.p与V成正比,B.p与成正比)
(3)若气体被压缩到V=10.0mL,由图乙可读出封闭气体压强为 Pa(保留3位有效数字)。
(4)同桌甲、乙两名同学进行实验时,甲同学在记录数据时漏掉了ΔV,则在计算pV乘积时,他的计算结果与同组正确记录数据的乙同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而 (A.增大,B.减小)。若图乙是乙同学绘制的,请在图乙上大致画出甲同学的p曲线。
19.(2024秋 红桥区期末)如图甲所示,利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝的间距d=0.5mm双缝到光屏的距离L=80cm,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示,则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数(如图丙所示),xA= mm,在B位置时游标卡尺的读数xB=16.3mm;该单色光的波长λ= nm;
(2)实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小 (选填“系统误差”或“偶然误差”);
(3)在该实验中,如果分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,装置各数据不变,在双缝后的屏幕上观察到的红光条纹个数比绿光条纹个数 (选填“多”或“少”)。
20.(2024秋 杭州期末)如图甲,在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光筒,使他们的中心在同一水平线上,并使单缝和双缝竖直并且互相平行。已知单缝与双缝间的距离L1,双缝与屏的距离L2,双缝间距d。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。问:
(1)下列说法正确的是(多选): 。
A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
(2)分划板的中心刻线分别对准第1条(丙图左)和第7条(丙图右)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= mm;对准第7条时读数为X2。
(3)写出计算波长λ的表达式: 。(用题中出现的字母表示)
高考物理考前冲刺押题预测 其他实验
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
1.(2024秋 苏州期末)下列对实验操作描述正确的是( )
A.图甲中,用单摆测量重力加速度时,以较小摆角静止释放小球
B.图乙中,验证机械能守恒定律时,手托着重物静止释放
C.图丙中,测量玻璃的折射率时,笔沿着玻璃砖画线
D.图丁中,用多用电表测电阻时,手接触到表笔金属笔尖
【考点】测量玻璃的折射率;验证机械能守恒定律;用单摆测定重力加速度;练习使用多用电表(实验).
【专题】定性思想;推理法;光的折射专题;实验探究能力.
【答案】A
【分析】根据各实验的实验原理及实验操作规范分析判断。
【解答】解:A、单摆振动时,应注意使它的偏角开始时不能大于5°,故A正确;
B、图乙中,验证机械能守恒定律时,不能用手托着重物,应由夹子夹住纸带,故B错误;
C、测量玻璃的折射率时,笔沿着玻璃砖画线,会对玻璃有影响,导致测量的折射率误差较大,故C错误;
D、用多用电表测电阻时,不能用手接触表笔金属笔尖,否则会减小接触电阻,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查高中常见的实验,解题关键掌握实验原理,注意操作不规范时对实验的影响。
2.(2024秋 宝安区期末)用如图所示的装置来做双缝干涉实验,已知强光源输出平行白光,光源到双缝的距离为d1,双缝到半透明屏幕距离为d2。则以下说法正确的是( )
A.仅减小d1,屏幕上的条纹间距将变大
B.仅去除蓝色滤光片,屏幕上出现黑白相间的干涉条纹
C.仅把蓝色滤光片换成红色滤光片,屏幕上的条纹间距变大
D.去除蓝色滤光片,在双缝的两条缝前分别放黄色和蓝色滤光片,屏幕将出现绿色干涉条纹
【考点】用双缝干涉测量光的波长.
【专题】定量思想;推理法;光的干涉专题;推理论证能力.
【答案】C
【分析】根据双缝干涉条纹间距公式结合不同色光的波长、频率的差异利用干涉的条件进行分析判断。
【解答】解:A.由双缝干涉条纹间的距离(L=d2为双缝到屏幕的距离,d为双缝间的距离,λ为光的波长),可知仅减小d1,干涉条纹间的距离不变,故A错误;
B.仅去除蓝色玻璃片,屏幕上出现的是彩色的干涉条纹,故B错误;
C.红光波长大于蓝光波长,由,可知干涉条纹间的距离变得更大,故C正确;
D.入射光用白光,在双缝中的一缝前放黄色滤光片,另一缝前放蓝色滤光片,像屏上会有亮光,但不会出现干涉条纹,故D错误。
故选:C。
【点评】考查双缝干涉实验的原理以及干涉条纹间距公式的应用,会根据题意进行准确分析解答。
3.(2024秋 苏州期末)1834年,洛埃通过实验也得到了杨氏双缝干涉实验的结果(称洛埃镜实验),基本装置如图所示,S为单色光源,M为水平放置的平面镜,S发出的光一部分直接照射到光屏上,一部分通过平面镜反射,在光屏上呈现出干涉图样。已知光在通过平面镜反射时存在半波损失,相当于光的路程减少了,下列说法正确的是( )
A.将平面镜向左平移一小段距离,可使条纹间距变大
B.将平面镜向下平移一小段距离,可使条纹间距变大
C.光屏与镜面延长线相交点O位置处于亮纹中心
D.将S换为白色光源,光屏上仍然能够呈现干涉图样
【考点】用双缝干涉测量光的波长.
【专题】定量思想;推理法;光的干涉专题;推理论证能力.
【答案】D
【分析】本实验的原理相当于双缝干涉,根据双缝干涉条纹间距公式求解作答。
【解答】解:ABC.根据作图法可得下图,其中阴影部分为发生干涉的区域,光屏与镜面延长线相交点O位置没有光叠加;
设光源到光屏的距离为l,光源到平面镜竖直距离为a,从S发出的光经过平面镜反射后射到屏上的光,相当于从S关于平面镜的像点S′发出的光射到屏上,也就相当于一个间距为2a的双缝,则在光屏上形成的相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δxλ
若将平面镜左移一小段距离,光源S到S平面镜中虚像的间距看作双缝的间距d′不变,光屏上的条纹间距不变;将平面镜向下平移一小段距离,则a增大,条纹间距减小,故ABC错误;
D.将S换为白色光源,光屏上仍然能够呈现干涉图样,故D正确。
故选:D。
【点评】考查干涉条纹的间距公式应用,要理解该实验的原理,掌握干涉的原理。
4.(2024秋 鼓楼区校级期末)某同学使用不同波长的单色光a、b进行双缝干涉实验,观察到实验现象,分别如图甲、乙所示。光速c=3×108m/s,下列说法正确的是( )
A.单色光a的波长小于单色光b的波长
B.若单色光a通过双缝到达中央亮条纹左边第2条亮条纹上点P的光程差为1.2×10﹣6m,则a光的频率为4.5×1014Hz
C.利用透明薄膜检查元件平整度是利用光的干涉现象
D.用单色光a照射单缝装置有明显的衍射现象,则单色光b通过同一装置一定会观察到明显的衍射现象
【考点】用双缝干涉测量光的波长.
【专题】定量思想;推理法;光的干涉专题;推理论证能力.
【答案】C
【分析】本题根据双缝干涉规律、双缝干涉条纹的间距公式,分析光的波长和频率;根据薄膜干涉原理分析;根据光产生明显的衍射现象的条件分析。
【解答】解:A.由题图可知,a光的相邻条纹间距较大,根据双缝干涉条纹的间距公式,可知λb<λa,故A错误;
B.单色光a通过双缝到达中央亮条纹左边第2条亮条纹上点P的光程差为2λa,故2λa=1.2×10﹣6m,可得a光波长λa=6×10﹣7m,a光频率为νa5×1014Hz,故B错误;
C.利用透明薄膜检查元件平整度是利用光的薄膜干涉现象,故C正确;
D.因为λb<λa,所以a光能发生明显的衍射现象,而b光不一定能发生明显的衍射现象,故D错误。
故选:C。
【点评】分析本题的关键是熟练掌握双缝干涉的规律,知道干涉现象在生活中的应用,明确光能产生明显衍射现象的条件。
5.(2025 盐城一模)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,下列说法正确的是( )
A.可以把油酸分子简化成球形处理,并认为它们紧密排布
B.为清晰显示油膜轮廓,应先滴入油酸酒精溶液,再撒痱子粉
C.若描绘轮廓时油酸未完全散开,将导致测得的分子直径偏小
D.计算轮廓范围内正方形个数时,不足一个的需全部舍去
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小.
【专题】信息给予题;定性思想;推理法;估算分子个数专题;实验探究能力.
【答案】A
【分析】A.根据实验原理分析作答;
B.实验中应该先放痱子粉,再滴酒精油酸溶液;
C..若描绘轮廓时油酸未完全散开,测得的油膜面积变小,根据公式分析作答;
D.计算轮廓范围内正方形个数时,不足半格的舍弃,大于半格的算一格。
【解答】解:A.在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中,可将油酸分子简化为球形,并且认为油酸分子紧密排布,故A正确;
B.为清晰显示油膜轮廓,应先在水面上撒痱子粉,再滴入油酸酒精溶液,故B错误;
C.若描绘轮廓时油酸未完全散开,测得的油膜面积变小,根据公式可知,将导致测得的分子直径偏大,故C错误;
D.计算轮廓范围内正方形个数时,不足半格的舍弃,大于半格的算一格,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了“用油膜法估测油酸分子的大小”实验,要明确实验原理,掌握实验的正确操作,知道油膜面积的计算方法。
6.(2025 云南模拟)某学习小组在暗室中利用多用电表验证“硫化镉光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小”的特性,实验电路如图甲所示。保持电阻箱R的阻值不变,则( )
A.直接测量R的电压时,按图乙接入多用电表
B.直接测量R的电流时,按图丙接入多用电表
C.正确测量R的电压时,多用电表示数随光照强度增大而增大
D.正确测量R的电流时,多用电表示数随光照强度增大而减小
【考点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性.
【专题】定性思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】C
【分析】根据欧姆表的使用方法结合闭合电路欧姆定律解答。
【解答】解:A.直接测量R的电压时,电压表应该与电阻并联,故A错误;
B.直接测量R的电流时,电流表应该与电阻串联,故B错误;
C.多用电表与电阻并联,则光照强度增大时,光敏电阻阻值减小,则总电阻减小,总电流变大,则电阻R两端电压变大,则多用电表示数随光照强度增大而增大,故C正确;
D.正确测量R的电流时,多用电表与电阻串联,当光照强度增大时,光敏电阻阻值减小,则总电阻减小,总电流变大,即多用电流表示数随光照强度增大而增大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查欧姆表的应用,解题关键掌握欧姆表的使用,注意别闭合电路欧姆定律的应用。
7.(2024 邗江区校级一模)根据图示,下列实验的操作处理中,正确的是( )
A.甲图为用单摆测重力加速度的实验,测周期T时应该从小球摆至最高点开始计时
B.乙图中当两通电导线的电流方向相同时,两通电导线会互相排斥
C.图丙是某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度小的玻璃砖来测量
D.图丁是双缝干涉实验中得到的干涉条纹,若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行,则仅旋转测量头即可
【考点】用双缝干涉测量光的波长;两根通电导线之间的作用力;用单摆测定重力加速度;测量玻璃的折射率.
【专题】信息给予题;定性思想;推理法;单摆问题;光的折射专题;光的干涉专题;理解能力.
【答案】D
【分析】A.根据单摆测量重力加速度实验的正确操作分析作答;
B.根据“同向电流互相吸引、反向电流互相排斥”的结论进行分析作答;
C.根据“插针法”测量玻璃折射率实验的原理,减小实验误差的方法分析作答;
D.分划板与条纹不平行,需要调节测量头。
【解答】解:A.甲图为用单摆测重力加速度的实验,为了减小测量时间的误差,在测周期T时应该从小球摆至最低点开始计时,故A错误;
B.根据“同向电流互相吸引、反向电流互相排斥”的规律,乙图中当两通电导线的电流方向相同时,两通电导线会互相吸引,故B错误;
C.利用“插针法”测定玻璃的折射率时,由图丙可知,为了减小测量角度的误差,应选用宽度大的玻璃砖来测量,故C错误;
D.图丁是双缝干涉实验中得到的干涉条纹,亮条纹与分划板竖线不平行,需要旋转测量头使干涉条纹与分划板竖直线平行,故D正确。
故选:D。
【点评】理解实验原理、掌握正确的实验操作和注意事项,能够正确分析实验的误差;本题涉及的知识点较多,需要加强基础知识的积累。
二.多选题(共5小题)
(多选)8.(2023秋 山东期末)某同学为观察双缝干涉和单缝衍射实验现象,准备了玻璃片、刀片、蜡烛、红蓝两支激光笔、光屏等器材。他先用蜡烛将玻璃片的一面熏黑,再用刀片在熏黑的一面割制成一组双缝和一条单缝。实验中,他将玻璃片和光屏竖直平行放置,再用激光笔照射单、双缝,得到如图甲、乙图样,图丙中激光笔垂直玻璃板照射,屏中心O到两狭缝S1、S2的距离相等,P为光屏上的一点。则下列说法中正确的是( )
A.图乙是单缝衍射图样
B.激光笔照射单缝时,红光得到的图样的中央亮纹的宽度比蓝光的稍宽
C.激光笔照射双缝时,若将屏向远离双缝方向移动,条纹间距将变宽
D.激光笔照射双缝时,若P到两狭缝S1、S2的距离差为入射光波长的5倍,P处为暗条纹
【考点】用双缝干涉测量光的波长.
【专题】定量思想;推理法;光的干涉专题;推理论证能力.
【答案】BC
【分析】根据光的单缝衍射和双缝干涉的条纹差异,结合不同色光的波长变化情况,干涉加强的条件进行分析判断。
【解答】解:A.双缝干涉图样的两相邻亮或暗条纹中心的间距相等,故图乙为双缝干涉图样,衍射图样的条纹中间宽、两侧窄,故图甲为光的衍射图样,故A错误;
B.由单缝衍射的特点可知,当单缝宽度不变时,入射光的波长越长,中央亮条纹越宽,因红光波长比蓝光波长长,红光比蓝光得到图样的中央亮条纹的宽度稍宽,故B正确;
C.根据双缝干涉条纹间距公式可知,若将屏向远离双缝方向移动,即l变大,则条纹间距将变宽,故C正确;
D.用激光笔照射双缝时,若S1和S2到P点的距离差为入射光波长的整数倍,则两光波到达P点时的相位相同,相互加强,即为亮条纹,故D错误。
故选:BC。
【点评】考查光的单缝衍射和双缝干涉的条纹差异,结合不同色光的波长变化情况,干涉加强的条件,会根据题意进行准确分析解答。
(多选)9.(2024秋 温州期中)下列关于课堂演示实验描述正确的是( )
A.甲图库仑用扭秤实验得出库仑定律,需要提前测量A、C两个小球的电荷量
B.乙图在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素实验,分别接通“2、3”和“1、4”,可以改变导线通电部分的长度,从而改变导线偏转的角度
C.丙图洛伦兹力演示仪中增大励磁线圈的电流大小,将会观察到玻璃泡中运动径迹半径变大
D.丁图用阴极射线管探究电子束在磁场中的偏转实验中,阴极射线管左侧为阴极
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小;安培力的概念;电磁流量计.
【专题】定量思想;推理法;电场力与电势的性质专题;磁场 磁场对电流的作用;推理论证能力.
【答案】BD
【分析】根据库仑用扭秤实验原理分析,改变导线通电部分的长度,从而改变导线偏转的角度,根据在磁场中运动的半径公式分析,结合左手定则分析。
【解答】解:A.库仑用扭秤实验采用控制变量法探究电荷间的作用力与电荷量的大小、两点电荷间的距离的关系,根据两个完全相同的金属球接触后所带的电荷量相等,改变小球的电荷量,无需测量电荷量的大小,故A错误;
B.乙图分别接通“2、3”和“1、4”,可以改变导线通电部分的长度,从而改变导线偏转的角度,是在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素,故B正确;
C.洛伦兹力演示仪中增大励磁线圈的电流大小,磁感应强度B增大,根据牛顿第二定律
解得
故当增大励磁线圈的电流时,玻璃泡中运动径迹半径变小,故C错误;
D.由于电子束在磁场中向下偏转,根据左手定则可知阴极射线管左侧为阴极,故D正确。
故选:BD。
【点评】本题主要考查物理学史以及电磁学实验的相关知识,综合性比较强。
(多选)10.(2023秋 澄海区期末)某同学准备用一种金属丝制作一只电阻温度计。他先通过实验描绘出一段金属丝的U﹣I曲线,如图甲所示。再将该金属丝与某一定值电阻R0串联接在电路中,用电压表(电压表的内阻远大于金属丝的电阻)与金属丝并联,如图乙所示,并在电压表的表盘上标注了与电压对应的温度值,制成电阻温度计,下列说法中正确的是( )
A.从图甲可知,该金属丝的阻值随温度的升高而增大
B.图乙中电压表的指针偏转角越大,温度值越小
C.温度越高,定值电阻R0消耗的功率越大
D.选用不同阻值的R0可改变温度计的量程,R0越大,量程越大
【考点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性.
【专题】定性思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】AD
【分析】U﹣I图线上的点与原点连线的斜率表示电阻大小,I越大,温度越高,根据图象的斜率判断电阻随温度的变化情况,电阻丝与定值电阻R0串联接在电路中,电压表的指针偏转角越大,则电压越大,所以阻值越大。根据电流的变化分析定值电阻R0消耗的功率变化。
【解答】解:A、从图甲可知,U﹣I图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的大小,则知该金属丝的阻值随温度的升高而增大,故A正确;
B、图乙中电压表的指针偏转角越大,RT两端的电压越大,说明RT的阻值越大,温度越高,故B错误;
C、温度越高,RT的阻值越大,电路电流越小,根据P=I2R0可知定值电阻R0消耗的功越小,故C错误;
D、若R0越大,电压表要偏转同样的角度,需RT的阻值更大,即温度更高,量程越大,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题主要考查了闭合电路欧姆定律及串并联电路特点的直接应用,关键要知道U﹣I图线上的点与原点连线的斜率表示电阻。
(多选)11.(2024秋 浙江月考)根据图示,关于下列实验说法正确的是( )
A.甲图装置中,插入和抽出条形磁铁,电流计指针偏转方向一致
B.乙图中目镜观察到的干涉条纹虽然倾斜,但不影响波长测量的结果
C.丙图中探究气体等温变化规律实验的过程中柱塞应缓慢地向下压或向上拉
D.丁图中测定玻璃的折射率,如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小实验误差,应选用宽度小的玻璃砖来测量
【考点】理想气体的实验规律;研究电磁感应现象;测量玻璃的折射率;用双缝干涉测量光的波长.
【专题】定量思想;推理法;电磁感应与电路结合;气体的状态参量和实验定律专题;光的折射专题;光的干涉专题;推理论证能力.
【答案】BC
【分析】根据楞次定律判断电流方向,能够准确测量出条纹的间距,就可以准确地计算出光的波长,柱塞的移动应该是缓慢的,应该选择宽度较大的玻璃砖来测量折射率。
【解答】解:A.甲图装置中,当插入条形磁铁时,根据楞次定律,感应电流的磁场会阻碍原磁通量的增加,因此会产生一个与原磁场方向相反的感应磁场,电流计指针会偏转。而当抽出条形磁铁时,感应电流的磁场会阻碍原磁通量的减少,因此会产生一个与原磁场方向相同的感应磁场,电流计指针的偏转方向与插入时相反。所以,插入和抽出条形磁铁时,电流计指针的偏转方向是不一致的,故A错误。
B.乙图中展示的是光的干涉现象。即使干涉条纹倾斜,只要我们能够准确测量出条纹的间距,就可以准确地计算出光的波长。所以,干涉条纹的倾斜并不影响波长测量的结果,故B正确。
C.丙图中展示的是探究气体等温变化规律实验。在这个实验中,我们需要保持气体的温度不变,因此柱塞的移动应该是缓慢的,以避免由于快速压缩或膨胀导致的气体温度变化。所以,柱塞应缓慢地向下压或向上拉,以确保实验的准确性,故C正确。
D.丁图中展示的是测定玻璃的折射率的实验。在这个实验中,我们使用平行玻璃砖来测量折射率。由于折射现象的存在,光线在通过玻璃砖时会发生偏折。如果玻璃砖的宽度较小,这会增加测量折射角的误差。因此,为了减小实验误差,我们应该选择宽度较大的玻璃砖来测量折射率,而不是宽度小的玻璃砖,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了电磁感应、光的干涉、气体实验定律以及折射定律等多个知识点的内容,综合性较强。
(多选)12.(2023秋 泰安期末)利用如图所示的装置测量光的波长时,若双缝间距为d,屏与双缝间距为l。当插上红色滤光片后,从目镜中观测到第1个亮条纹与第n个亮条纹的间距为Δx,则( )
A.换用间距较小的双缝,目镜中观察到的亮条纹个数将减少
B.将屏向双缝移动,目镜中观察到的亮条纹个数将减少
C.取下红色滤光片,目镜上不会观察到干涉条纹
D.红光的波长为
【考点】用双缝干涉测量光的波长;光的波长与干涉条纹间距的关系.
【专题】定量思想;推理法;光的干涉专题;推理论证能力.
【答案】AD
【分析】根据干涉条纹间距公式分析计算ABD;取下红色滤光片,是白光在光屏上发生干涉。
【解答】解:A、根据干涉条纹间距公式可知,换用间距较小的双缝,条纹间距增大,则目镜中观察到的亮条纹个数将减小,故A正确;
B、将屏向双缝移动,根据干涉条纹间距公式可知,条纹间距减小,则目镜中观察到的亮条纹个数将增多,故B错误;
C、取下红色滤光片,目镜上将观察到彩色的干涉条纹,故C错误;
D、干涉条纹间距为,根据干涉条纹间距公式可得红光的波长为:,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了干涉条纹间距公式的应用,基础题。
三.填空题(共4小题)
13.(2023秋 吉林期末)在用双缝干涉测光的波长的实验中,已知双缝间距d=0.30mm,双缝到光屏的距离L=0.6m,当分划板的中心刻线对准第1条亮条纹的中心时示数x1=0.345mm,当分划板的中心刻线对准第6条亮条纹的中心时示数如图所示,其示数为 6.690 mm;由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为 6.35×10﹣7 m(结果保留三位有效数字)。若增大双缝到光屏的距离,则得到的条纹间距将 变大 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
【考点】用双缝干涉测量光的波长;刻度尺的使用与读数.
【专题】实验题;实验探究题;定量思想;实验分析法;光的干涉专题;实验探究能力.
【答案】6.690;6.35×10﹣7;变大。
【分析】螺旋测微器的读数为固定刻度和可动刻度读数之和;根据条纹相距公式计算;根据条纹相距公式分析判断。
【解答】解:螺旋测微器的读数为
x2=6.5mm+19.0×0.01mm=6.690mm
根据
干涉图样的单色光的波长为
6.35×10﹣7m
增大双缝到光屏的距离,则得到的条纹间距将变大。
故答案为:6.690;6.35×10﹣7;变大。
【点评】本题关键掌握用双缝干涉测光的波长的实验原理和螺旋测微器的读数方法。
14.(2024春 南充期末)某实验小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,若把油酸分子简化为球形处理,体现的科学思维方法为 理想模型法 (选填“控制变量法”、“等效替代法”或“理想模型法”)。若实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为c,测得N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示,油膜面积为 110a2 ,油酸分子的直径为 。
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小.
【专题】定量思想;实验分析法;估算分子个数专题;实验探究能力.
【答案】故答案为:理想模型法,110a2,。
【分析】根据理想化模型法分析判断;先计算一滴纯油酸体积,再计算油膜轮廓面积,再根据体积公式计算分子直径。
【解答】解:实验中把油酸分子简化为球形处理,体现的物理思想方法为理想化模型法;
根据油膜的轮廓,油膜面积为
S=110a2
一滴纯油酸的体积为
所以油酸分子的直径为
故答案为:理想模型法,110a2,。
【点评】本题主要考查了油膜法测量分子直径大小的实验,根据实验原理掌握正确的实验操作,结合公式V=dS即可完成分析。
15.(2023秋 温州期末)热敏电阻的阻值随温度的变化非常明显,利用这一特性制成的接触式温度传感器有较高的温度测量精度。某热敏电阻R的阻值随温度变化的关系图像如图甲所示。若用该热敏电阻按图乙电路连接,温度越高时,热敏电阻的阻值越 小 (选填“大”或“小”),电压表示数越 大 (选填“大”或“小”);将电压表替换成内阻很大的报警装置(当电压大于等于2V时发出警报),若电源电动势为3V且电源内阻不计,设置该装置在温度大于等于90℃时发出警报,可调电阻R0阻值应调为 26 Ω(保留两位有效数字)。
【考点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性;常见的传感器及分类.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】小、大、26。
【分析】根据热敏电阻的伏安特性曲线进行分析和判断,结合闭合电路的欧姆定律的列式并代入数据解答。
【解答】解:由图甲可知温度越高时,热敏电阻的阻值越小;则电路中电流越大,电阻R0 两端电压越大,电压表示数变大;当电压大于等于2V时发出警报,且该装置在温度大于等于90℃时发出警报,由图可知温度等于90℃时,热敏电阻为R=13Ω,电源电压E为3V,根据串联电路规律可知 ,代入U=2V
解得R0=26Ω
故答案为:小、大、26。
【点评】考查热敏电阻的伏安特性曲线的认识和理解,会根据电路图结合串并联电路的知识进行相关的分析和计算。
16.(2024 福州模拟)如图所示,双缝S1、S2的间距d=0.25mm,双缝到光屏的距离l=60cm。光源S到S1。S2的距离相等,光屏上的P点到S1、S2的距离之差δ=1.5×10﹣6m,现用某单色光在空气中做双缝干涉实验,测得两条相邻亮条纹的中心间距Δy=1.44mm。已知光在空气中的传播速度c=3×108m/s。则该单色光的波长为 6×10﹣7 m,频率为 5×1021 Hz;P处是 暗 (选填“亮”或“暗”)条纹。
【考点】用双缝干涉测量光的波长;光的干涉现象.
【专题】实验题;实验探究题;定量思想;实验分析法;光的干涉专题;实验探究能力.
【答案】6×10﹣7;5×1014;暗。
【分析】根据双缝干涉条纹间距公式和波长与频率的关系求解波长和频率,结合产生明条纹和暗条纹的条件求解作答。
【解答】解:根据双缝干涉条纹间距公式
根据波长与频率关系
代入数据得
P点到 S1S2 的距离之差δ=1.5×10﹣6m
由此可知 ,所以P点为暗条纹。
故答案为:6×10﹣7;5×1014;暗。
【点评】本题主要考查了双缝干涉测波长的实验,关键是要明确实验的原理,知道产生明、暗条纹的条件。
四.实验题(共4小题)
17.(2024秋 吉林校级期末)用三棱镜做测量玻璃的折射率实验,先在白纸上放好三棱镜,在三棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在三棱镜的另一侧观察,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。
(1)在图中画出所需的光路 ;
(2)为了测出三棱镜的折射率,需要测量的物理量是 入射角i 、 折射角r ,在图中标出它们 ;
(3)计算三棱镜折射率的公式是n= 。
【考点】测量玻璃的折射率.
【专题】定量思想;推理法;光的折射专题;推理论证能力.
【答案】(1)
;
(2)入射角i;折射角r;
(3)。
【分析】(1)大头针P1、P2的连线表示入射光线,P3、P4的连线表示出射光线,作出光路图;
(2)研究光线在三棱镜左侧面上折射情况,标出入射角与折射角;
(3)根据折射定律得出玻璃砖的折射率表达式。
【解答】解:(1)如图所示,过P1、P2作直线交AB于O,过P3、P4作直线交AC于O ,连接OO ,OO 就是光在三棱镜中的光路。
(2)如图所示,需要测量入射角i、折射角r。
(3)由折射定律有
故答案为:(1)
(2)入射角i;折射角r;
(3)。
【点评】此题是用插针法测定玻璃砖的实验,基本原理是折射定律,要掌握确定入射光线和出射光线的方法,画光路图时要注意标上箭头.
18.(2024秋 徐汇区校级期末)利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。
实验室温度保持不变,将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,注射器内封闭一定质量的空气(可看作理想气体),下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一台托盘,托盘中放入砝码,待气体状态稳定后,记录气体压强p和体积V(气体体积V等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和),逐次增加砝码质量,采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
(1)在放置砝码到气体状态稳定的过程中:封闭气体的分子平均动能 C.不变 (A.变大,B.变小,C.不变),气体 B.放热 。(A.吸热,B.放热,C.既不吸热也不放热)
(2)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的气体 B.p与成正比 。(A.p与V成正比,B.p与成正比)
(3)若气体被压缩到V=10.0mL,由图乙可读出封闭气体压强为 2.04×105 Pa(保留3位有效数字)。
(4)同桌甲、乙两名同学进行实验时,甲同学在记录数据时漏掉了ΔV,则在计算pV乘积时,他的计算结果与同组正确记录数据的乙同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而 A.增大 (A.增大,B.减小)。若图乙是乙同学绘制的,请在图乙上大致画出甲同学的p曲线。
【考点】理想气体的实验规律.
【专题】定量思想;实验分析法;热力学定律专题;理想气体状态方程专题;实验探究能力.
【答案】(1)C.不变,B.放热;(2)B.p与成正比;(3)2.04×105;(4)A.增大;见解析。
【分析】(1)由题意可知,封闭气体温度不变、体积减小,结合热力学第一定律,即可分析判定;
(2)结合图乙及数学知识,即可分析判断;
(3)结合图乙数据,即可分析判断;
(4)结合前面分析及题意,区分V与ΔV,即可分析判断。
【解答】解:(1)由题意可知,封闭气体温度不变,则封闭气体的分子平均动能不变;由热力学第一定律可得:ΔU=W+Q,因为封闭气体温度不变,所以ΔU=0,由题意可知,封闭气体体积减小,则W>0,由此可知Q<0,则封闭气体放热;
(2)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,且图乙纵轴为p,横轴为,则p与成正比,p与V成反比;
(3)气体被压缩到10.0mL时,体积的倒数为:100.0×10﹣3mL﹣1,由图乙可知,压强p=2.04×105Pa;
(4)由于在测量中ΔV是保持不变的,若测量出的注射器示数为V,则准确的表达式应为p(V+ΔV),故他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值为pΔV,所以随着压强的增大,ΔV不变,故pΔV增大;
若图乙是乙同学绘制的,则结合前面分析可知,可在图乙上大致画出甲同学的p曲线如下:
故答案为:(1)C.不变,B.放热;(2)B.p与成正比;(3)2.04×105;(4)A.增大;见解析。
【点评】本题考查理想气体的实验规律,解题时需注意,理想气体的三个实验定律,总体来看,探究的方法属于控制变量法,要掌握公式及变形,了解图像的变化规律。
19.(2024秋 红桥区期末)如图甲所示,利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝的间距d=0.5mm双缝到光屏的距离L=80cm,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示,则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数(如图丙所示),xA= 11.5 mm,在B位置时游标卡尺的读数xB=16.3mm;该单色光的波长λ= 500 nm;
(2)实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小 偶然误差 (选填“系统误差”或“偶然误差”);
(3)在该实验中,如果分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,装置各数据不变,在双缝后的屏幕上观察到的红光条纹个数比绿光条纹个数 少 (选填“多”或“少”)。
【考点】用双缝干涉测量光的波长;游标卡尺的使用与读数.
【专题】定量思想;推理法;光的干涉专题;推理论证能力.
【答案】(1)11.5;500;
(2)偶然误差;
(3)少。
【分析】(1)根据游标卡尺的精确度读数,根据条纹间距公式计算;
(2)测量多条干涉条纹宽度的目的是减小偶然误差;
(2)根据条纹间距公式分析。
【解答】解:(1)游标卡尺精确度为0.1mm,不用估读,游标卡尺的读数为
xA=11mm+5×0.1mm=11.5mm
根据
,Δx
解得
λ=500nm
(2)取平均值是为了减小偶然误差;
(3)根据可知,红光条纹间距Δx大,条纹个数少。
故答案为:(1)11.5;500
(2)偶然误差;
(3)少。
【点评】熟练掌握干涉条纹间距公式是解题的基础,还要掌握游标卡尺的正确读数方法。
20.(2024秋 杭州期末)如图甲,在利用双缝干涉测定光波波长时,首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光筒,使他们的中心在同一水平线上,并使单缝和双缝竖直并且互相平行。已知单缝与双缝间的距离L1,双缝与屏的距离L2,双缝间距d。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。问:
(1)下列说法正确的是(多选): ABC 。
A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
(2)分划板的中心刻线分别对准第1条(丙图左)和第7条(丙图右)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= 0.894 mm;对准第7条时读数为X2。
(3)写出计算波长λ的表达式: 。(用题中出现的字母表示)
【考点】用双缝干涉测量光的波长;螺旋测微器的使用与读数.
【专题】定量思想;推理法;光的干涉专题;推理论证能力.
【答案】(1)ABC;(2)0.894;(3)。
【分析】(1)根据双缝干涉条纹间距公式进行分析判断;
(2)根据螺旋测微器的读数规则完成读数;
(3)根据对应的螺旋测微器读数结合双缝干涉条纹间距公式列式推导波长表达式。
【解答】解:(1)根据双缝干涉条纹间距公式Δxλ可知
A.将屏移近双缝,则l减小,所以干涉条纹间距变窄,故A正确;
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,则波长λ变长,干涉条纹间距变宽,故B正确;
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,则d增大,干涉条纹间距变窄,故C正确;
D.去掉滤光片后,出现白光干涉现象,故D错误。
故选:ABC。
(2)螺旋测微器的精确度为0.01mm,根据螺旋测微器的读数规则,读数X1=0.5mm+39.4×0.01mm=0.894mm;
(3)依题意有X2﹣X1=(7﹣1)Δx=6 λ,解得λ。
故答案为:(1)ABC;(2)0.894;(3)。
【点评】考查双缝干涉实验的原理以及干涉条纹间距公式的应用,会根据题意进行准确分析解答。
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