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高考物理一轮复习 其他实验
一.选择题(共8小题)
1.(2025春 常州期末)在用“油膜法估测分子的大小”实验中,要将水面形成膜的厚度当做分子直径,下列简化处理中错误的是( )
A.将油酸分子视作球形
B.形成膜为单分子膜
C.形成膜中油酸与酒精分子间隔排列
D.形成膜中分子间紧密排布
2.(2025 射阳县校级二模)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相反
B.乙图中在探究加速度与力、质量的关系时,先释放小车,再打开电源
C.丙图中探究气体等温变化规律实验的过程中柱塞应快速地向下压或向上拉
D.丁图中测定玻璃的折射率,为了减小实验误差,选用宽度尽可能小的玻璃砖来测量
3.(2025春 苏州校级月考)某实验小组用图中所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。关于该实验的操作,下列做法正确的是( )
A.实验前在柱塞上涂抹润滑油
B.实验时快速推拉柱塞并迅速读数
C.实验必须测量柱塞的横截面积
D.推拉柱塞及读取数据时用手握住注射器空气柱部分
4.(2025春 苏州校级月考)关于“油膜法估测油酸分子的大小”的实验以下操作正确的是( )
A.长时间暴露在空气中的油酸酒精溶液可以继续使用
B.用量筒直接测出一滴油酸酒精溶液的体积
C.测油膜面积时应将不足一格的都舍去
D.数据处理时必须算出一滴油酸酒精溶液中包含的油酸体积
5.(2025 通州区一模)某实验小组在完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验中,得到如图所示的“锯齿”边沿油膜,且油膜的面积相对较小,出现该图样的原因可能是( )
A.滴入太多的油酸酒精溶液
B.痱子粉撒得太多,且厚度不均匀
C.浅盘中装的水量太多
D.油酸酒精溶液的浓度太大
6.(2025 鼓楼区校级模拟)如图甲所示为用双缝干涉实验测量黄光波长的实验装置的示意图,下列说法及有关实验操作正确的是( )
A.转动目镜可以使单缝和双缝平行,获得清晰的干涉图样
B.如图乙所示,若实验中单缝(未画出)偏离主光轴,导致中央亮条纹P0出现在光屏中心上方,欲使中心亮纹仍在光屏中心P,则单缝应该向上调整一些
C.若想减少从目镜中观察到的条纹个数,该同学可以将双缝向屏方向移动
D.若不加滤光片,则无法观察到干涉现象
7.(2025 金水区校级模拟)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置,实验时某同学缓慢推动活塞,在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中,由注射器壁上的刻度读出气体的体积V,由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示,实验过程中该同学发现,封闭气体的温度有缓慢且细微的升高,则实验得到的图像可能是( )
A. B.
C. D.
8.(2025春 海安市校级月考)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验时观察到油膜的面积先增大后不变
B.将油酸分子看成球形且紧密排列,体现的是等效替代法的物理思想方法
C.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量杯,若100滴溶液的体积是1mL,则1滴溶液中含有纯油酸10﹣2mL
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,滴数多记了几滴,分子直径的计算结果将偏小
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 湖北模拟)用如图所示的装置进行双缝干涉实验,分别使用红光和绿光作为光源,下列说法正确的是( )
A.①是双缝,②是单缝
B.仅减小①和②的距离,观察到的干涉条纹间距变小
C.其他条件相同时,红光的干涉条纹间距大于绿光条纹间距
D.测出n条亮条纹间的距离为a,则相邻两条亮条纹间距为
(多选)10.(2025 浙江二模)下列说法中正确的是( )
A.双缝干涉测光波长实验中,发现条纹不清晰,应通过拨杆调节单缝
B.插针法测玻璃折射率实验中,所选玻璃的两光洁面必须平行
C.油膜法测分子直径实验中,配置好的油酸酒精溶液要静置一段时间后再做实验
D.用单摆测重力加速度实验中,所选摆球要质量大、体积小
(多选)11.(2025 广东三模)下列关于图中实验说法正确的是( )
A.图甲中50分度游标卡尺局部放大图读数为15.2mm
B.图乙中计算油膜面积时,只数完整的方格数,油酸分子直径的测量值会偏大
C.图丙中“探究影响感应电流方向的因素”实验中,插入和抽出条形磁铁,电流计指针偏转方向一致
D.图丁中“测量玻璃的折射率”实验中,玻璃砖宽度宜大些,大头针应垂直插在纸面上
(多选)12.(2025春 丰泽区期末)关于“用油膜法估测分子的大小”的实验,下列说法正确的是( )
A.实验采用使油酸在水面上形成一层单分子层油膜的方法估测油酸分子的大小
B.测定一滴油酸酒精溶液体积时,误将1ml油酸酒精溶液酒精滴数多记了10滴,所测的分子直径d偏小
C.用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,为了让痱子粉尽量散开,注射器离水面尽量高
D.测量油膜面积时,不足一格的正方形面积全部舍去
三.填空题(共4小题)
13.(2025 三明三模)“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,某同学对实验装置进行调节并观察实验现象。实验中观察到的干涉图样是图中的 (填“甲”或“乙”)图样;若仅更换一间距更大的双缝,干涉条纹间距将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
14.(2024春 河北期末)在“用油膜法估测分子的大小”实验中,已知配制的油酸溶液中纯油酸与溶液的体积之比为1:400,1mL油酸溶液为50滴,那么1滴油酸溶液的体积是 mL,所以1滴溶液中油酸的体积V= cm3。若油膜的面积S=1000cm2,则油酸分子的直径d= m。
15.(2024春 涪城区校级期末)如图所示,电路的连接和用电器均完好,合上S1、S2,发现小灯泡不亮,原因是 ;用电吹风对NTC热敏电阻吹一会儿热风,会发现小灯泡 (填:“亮了”或“不亮”);停止吹风,会发现 (填:“立即熄灭”或“不会立即熄灭”)。
16.(2024 丰台区二模)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率。在画界面时,不小心将界面PQ画的比实际位置靠下一些,如图中P'Q'所示。若其他操作均正确,则测得的折射率与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相同”)。
四.解答题(共4小题)
17.(2025春 张家口期末)如图所示为测量玻璃折射率的实验,请依据图像回答下列问题:
(1)证明图中的入射光线与射出玻璃砖的折射光线是平行的。
(2)光线以60°的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直,求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度(真空中的光速c=3.0×108m/s)。
(3)以往,已知材料的折射率都为正值(n>0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n<0),称为负折射率材料.位于空气中的这类材料,入射角i与折射角r依然满足n,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。若该材料对于电磁波的折射率n=﹣1,请在图中画出当电磁波以角度α穿过该材料的传播路径的示意图。(要求画出折射光线与出射光线,并标出折射角与出射角)
18.(2025春 海淀区校级月考)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中,测得热敏电阻Rt,在不同温度时的阻值如表:
温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4
电阻/(102Ω) 220 160 100 60 45 30 25 15
如图,若环境温度低于20℃,1、2两端大于2V(记为U1),控制开关自动开启加热系统;若环境温度高于28℃,1、2两端小于一定值U2,控制开关自动关闭加热系统。某同学利用上述热敏电阻Rt、电动势E=3V(内阻不计)的电源、定值电阻R=3kΩ,控制开关和加热系统,以及开关S和若干导线,完成电路设计(不考虑控制开关对电路的影响)。
(1)在虚线框内完成电路设计原理图,注明各元件的符号。
(2)求U2的大小。
(3)U1、U2不变。现要求环境温度低于18℃时恰好自动开启加热系统,只改变定值电阻,则选用的定值电阻阻值应 (选填“大于3kΩ”或“小于3kΩ”)。改变定值电阻后,加热系统恰好自动关闭时环境温度会 (选填“大于28℃”或“小于28℃”)。
19.(2025春 郫都区校级期中)如图所示,在长为L=61cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直细玻璃管内,用4cm高的水银柱封闭着38cm长的理想气体,管内外气体的温度均为27℃,大气压强p0=76cmHg。
(1)若缓慢对玻璃管加热,当水银柱上表面与管口刚好相平时,求管中气体的温度;
(2)若保持管内温度始终为27℃,现将玻璃管缓慢放至水平时,求管中气体的长度。
20.(2025 上海模拟)用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)下列说法或操作正确的是( )(多选)
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.推拉活塞时为了稳定,应用手握紧注射器筒的空气柱部分,并迅速推拉活塞改变气体体积
C.实验过程中应保持周围环境温度不变
D.多测几组p、V数据,记录并作出p﹣V图像,若图像为曲线即可说明p、V成反比关系
(2)在操作规范,不漏气的前提下,某同学测得多组压强p和体积V的数据并作出图线,如果胶管中含有一定质量的气体,作出的图像可能是( )
A.
B.
C.
(3)在不同温度环境下,另一位同学对相同气体重复了上述实验,实验操作和数据处理均正确,得到的图像如图乙所示。两次操作中气体的温度分别为TA和TB,则TA和TB的大小关系为TA TB。(选填“>”、“<”或“=”)
根据所学知识,某物理实验小组制作的如图所示的“饮水鸟”装置,只要面前放一杯水,小鸟就可以不停地“喝水”。小鸟体内装有某种纯液体,鸟的头部和腹部液面上方只有该液体处于“饱和”状态的蒸汽。已知该液体为甲、乙中的一种,液体甲和乙处于饱和状态的蒸汽的压强随温度变化如图所示。
(4)饮水鸟体内应该填充液体 。(选填“甲”或“乙”)
(5)饮水鸟处于直立状态时,头部温度一定 腹部。(选填“低于”、“高于”或“等于”)
高考物理一轮复习 其他实验
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2025春 常州期末)在用“油膜法估测分子的大小”实验中,要将水面形成膜的厚度当做分子直径,下列简化处理中错误的是( )
A.将油酸分子视作球形
B.形成膜为单分子膜
C.形成膜中油酸与酒精分子间隔排列
D.形成膜中分子间紧密排布
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小.
【专题】定性思想;推理法;估算分子个数专题;实验探究能力.
【答案】C
【分析】在水中滴入油酸溶液后,要让油膜尽可能地散开,以便形成单分子油膜。
【解答】解:计算分子直径是根据体积与面积之比,所以需将油膜看成单分子层油膜,不考虑各油酸分子间的间隙,将油酸分子看成球形,并形成单分子膜,故ABD正确,C错误;
本题选择错误选项,故选:C。
【点评】注意理想实验及形成单分子膜的方法。
2.(2025 射阳县校级二模)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相反
B.乙图中在探究加速度与力、质量的关系时,先释放小车,再打开电源
C.丙图中探究气体等温变化规律实验的过程中柱塞应快速地向下压或向上拉
D.丁图中测定玻璃的折射率,为了减小实验误差,选用宽度尽可能小的玻璃砖来测量
【考点】理想气体的实验规律;探究加速度与力、质量之间的关系;研究电磁感应现象;测量玻璃的折射率.
【专题】定性思想;推理法;气体的压强专题;实验探究能力.
【答案】A
【分析】根据楞次定律判断电流方向,使用打点计时器应先打开电源,再释放小车,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相反的,故A正确。
B.乙图中在探究加速度与力、质量的关系时,先打开电源,再释放小车,故B错误。
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错误。
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:A。
【点评】本题考查了电磁感应、打点计时器使用、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。
3.(2025春 苏州校级月考)某实验小组用图中所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。关于该实验的操作,下列做法正确的是( )
A.实验前在柱塞上涂抹润滑油
B.实验时快速推拉柱塞并迅速读数
C.实验必须测量柱塞的横截面积
D.推拉柱塞及读取数据时用手握住注射器空气柱部分
【考点】理想气体的实验规律.
【专题】定性思想;推理法;气体的状态参量和实验定律专题;推理论证能力.
【答案】A
【分析】根据注射器柱塞上涂上润滑油,防止漏气或进气,保持封闭气体的质量不变,缓慢推拉柱塞等稳定后再读数,以避免气体温度发生变化,结合以气柱的长度值代替气体的体积值分析求解。
【解答】解:A.为了保持封闭气体的质量不变,实验前在柱塞上涂抹润滑油,防止漏气或进气,故A正确;
BD.实验时应缓慢推拉柱塞等稳定后再读数,“探究气体等温变化的规律”实验必须保证气体温度不变,所以推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下部分,以避免改变气体的温度,故BD错误;
C.实验不必测量柱塞的横截面积,以气柱的长度值代替气体的体积值即可,故C错误。
故选:A。
【点评】本题考查了“探究气体等温变化的规律”实验,理解实验的目的、步骤、数据处理是解决此类问题的关键。
4.(2025春 苏州校级月考)关于“油膜法估测油酸分子的大小”的实验以下操作正确的是( )
A.长时间暴露在空气中的油酸酒精溶液可以继续使用
B.用量筒直接测出一滴油酸酒精溶液的体积
C.测油膜面积时应将不足一格的都舍去
D.数据处理时必须算出一滴油酸酒精溶液中包含的油酸体积
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小.
【专题】定性思想;推理法;估算分子个数专题;推理论证能力.
【答案】D
【分析】根据长时间暴露在空气中,酒精挥发,油酸酒精溶液的浓度会发生变化,通常是通过测量多滴溶液体积,再求平均值来确定一滴溶液体积,结合测油膜面积时,对于不足一格但超过半格的应按一格计算,不足半格的才舍去,以及分析求解。
【解答】解:A.长时间暴露在空气中,酒精挥发,油酸酒精溶液的浓度会发生变化,不能继续使用,故A错误;
B.一滴油酸酒精溶液体积非常小,直接用量筒难以准确测量,通常是通过测量多滴溶液体积,再求平均值来确定一滴溶液体积,故B错误;
C.测油膜面积时,对于不足一格但超过半格的应按一格计算,不足半格的才舍去,故C错误;
D.利用油膜法估测油酸分子大小时,原理是,所以必须算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了用油膜法估测油酸分子大小的实验,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。
5.(2025 通州区一模)某实验小组在完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验中,得到如图所示的“锯齿”边沿油膜,且油膜的面积相对较小,出现该图样的原因可能是( )
A.滴入太多的油酸酒精溶液
B.痱子粉撒得太多,且厚度不均匀
C.浅盘中装的水量太多
D.油酸酒精溶液的浓度太大
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小.
【专题】定性思想;推理法;估算分子个数专题;推理论证能力.
【答案】B
【分析】根据油酸并没有充分地推开痱子粉,可能是痱子粉撒得太多分析求解。
【解答】解:由图中情况可知,油酸并没有充分地推开痱子粉,故原因是痱子粉撒得太多,且厚度不均匀。故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了用油膜法测油酸分子大小的实验,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。
6.(2025 鼓楼区校级模拟)如图甲所示为用双缝干涉实验测量黄光波长的实验装置的示意图,下列说法及有关实验操作正确的是( )
A.转动目镜可以使单缝和双缝平行,获得清晰的干涉图样
B.如图乙所示,若实验中单缝(未画出)偏离主光轴,导致中央亮条纹P0出现在光屏中心上方,欲使中心亮纹仍在光屏中心P,则单缝应该向上调整一些
C.若想减少从目镜中观察到的条纹个数,该同学可以将双缝向屏方向移动
D.若不加滤光片,则无法观察到干涉现象
【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】B
【分析】根据双缝干涉的实验原理和注意事项结合亮条纹间距公式等知识进行分析判断。
【解答】解:A.拨动拨杆使单缝和双缝平行,获得清晰的干涉图样,故A错误;
B.若将单缝稍向下移,则单缝到下方的双缝距离变小,从单缝发出的光到达上方的双缝稍滞后些,则由单缝发出的光经双缝后到达光屏上光程差为零的点必在光屏中心上方,故欲使中心亮纹仍在光屏中心,则单缝应该向上调整一些,故B正确;
C.将双缝向屏方向移动,使得L变小,则由Δx可知,相邻两条亮条纹间的距离变小,目镜中观察到的条纹个数会变多,故C错误;
D.不加滤光片,可以观察到白光的干涉,呈现彩色条纹,故D错误。
故选:B。
【点评】考查双缝干涉的实验原理和注意事项结合亮条纹间距公式等知识,会根据题意进行准确分析解答。
7.(2025 金水区校级模拟)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置,实验时某同学缓慢推动活塞,在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中,由注射器壁上的刻度读出气体的体积V,由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示,实验过程中该同学发现,封闭气体的温度有缓慢且细微的升高,则实验得到的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【考点】理想气体的实验规律;理想气体及理想气体的状态方程.
【专题】定性思想;推理法;理想气体状态方程专题;推理论证能力.
【答案】B
【分析】根据理想气体状态方程,结合环境温度升高分析求解。
【解答】解:根据理想气体状态方程:
整理可得压强和体积、温度的关系式为:
由此可知,随着环境温度的升高,图像的斜率会逐渐变大。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了理想气体状态方程,理解气体前后压强、体积和温度的变化关系是解决此类问题的关键。
8.(2025春 海安市校级月考)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验时观察到油膜的面积先增大后不变
B.将油酸分子看成球形且紧密排列,体现的是等效替代法的物理思想方法
C.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量杯,若100滴溶液的体积是1mL,则1滴溶液中含有纯油酸10﹣2mL
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,滴数多记了几滴,分子直径的计算结果将偏小
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小.
【专题】定性思想;实验分析法;估算分子个数专题;实验探究能力.
【答案】D
【分析】根据油酸酒精溶液中的酒精溶于水分析判断;根据实验原理分析判断;根据浓度公式分析判断;根据体积公式分析判断。
【解答】解:A.实验时观察到油膜的面积先扩张后收缩,原因是先扩散后油酸酒精溶液中的酒精溶于水中,故A错误;
B.由实验原理可知在处理处理数据时将油酸分子看成球形且紧密排列,体现的是理想模型法的物理思想方法,故B错误;
C.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量杯,若100滴溶液的体积是1mL,则1滴油酸酒精溶液的体积为10﹣2mL,由浓度公式可知含纯油酸的体积小于10﹣2mL,故C错误;
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,滴数多记了几滴,则计算得出的一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积偏小,根据
可知油酸分子直径的计算结果将偏小,故D正确。
故选:D。
【点评】本题关键掌握“用油膜法估测分子大小”的实验原理和误差分析。
二.多选题(共4小题)
(多选)9.(2025 湖北模拟)用如图所示的装置进行双缝干涉实验,分别使用红光和绿光作为光源,下列说法正确的是( )
A.①是双缝,②是单缝
B.仅减小①和②的距离,观察到的干涉条纹间距变小
C.其他条件相同时,红光的干涉条纹间距大于绿光条纹间距
D.测出n条亮条纹间的距离为a,则相邻两条亮条纹间距为
【考点】用双缝干涉测量光的波长.
【专题】定量思想;实验分析法;光的干涉专题;实验探究能力.
【答案】CD
【分析】根据实验原理分析判断;根据条纹间距公式分析判断;根据题意计算。
【解答】解:A.根据实验原理可知实验装置中①是单缝,②是双缝,故A错误;
BC.由条纹间距公式可知,条纹间距与①和②的距离无关,红光的波长大于绿光,故红光条纹间距更大,故B错误,C正确;
D.相邻条纹间距应为,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题关键掌握双缝干涉实验的装置和原理。
(多选)10.(2025 浙江二模)下列说法中正确的是( )
A.双缝干涉测光波长实验中,发现条纹不清晰,应通过拨杆调节单缝
B.插针法测玻璃折射率实验中,所选玻璃的两光洁面必须平行
C.油膜法测分子直径实验中,配置好的油酸酒精溶液要静置一段时间后再做实验
D.用单摆测重力加速度实验中,所选摆球要质量大、体积小
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小;光的折射定律;用双缝干涉测量光的波长.
【专题】定量思想;推理法;基本实验仪器;推理论证能力.
【答案】AD
【分析】双缝干涉测光波长实验中,单缝与双缝不平行会导致条纹不清晰。插针法测玻璃折射率实验中,能做完整的折射光路图即可。配置好的油酸酒精溶液会不断地挥发,浓度会发生变化。用单摆测重力加速度实验中,摆球所受空气阻力越小越好。
【解答】解:A、双缝干涉测光波长实验中,条纹不清晰是因为单缝与双缝不平行,需要通过拨杆调节单缝,使之平行,故A正确;
B、插针法测玻璃折射率实验中,玻璃的两光洁面不一定要平行,能做完整的折射光路图即可,故B错误;
C、配置好的油酸酒精溶液放置时间久了,酒精要挥发,会影响溶液浓度,导致实验误差增大,故C错误;
D、用单摆测重力加速度实验中,摆球质量大、体积小,减小空气阻力的影响,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了4个实验的基本知识,难度不大,需要熟记。
(多选)11.(2025 广东三模)下列关于图中实验说法正确的是( )
A.图甲中50分度游标卡尺局部放大图读数为15.2mm
B.图乙中计算油膜面积时,只数完整的方格数,油酸分子直径的测量值会偏大
C.图丙中“探究影响感应电流方向的因素”实验中,插入和抽出条形磁铁,电流计指针偏转方向一致
D.图丁中“测量玻璃的折射率”实验中,玻璃砖宽度宜大些,大头针应垂直插在纸面上
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小;游标卡尺的使用与读数;研究电磁感应现象;测量玻璃的折射率.
【专题】定量思想;推理法;基本实验仪器;推理论证能力.
【答案】BD
【分析】A、先确定精确度,再用公式计算读数。
B、根据油酸分子直径的公式进行判断。
C、根据楞次定律进行判断。
D、根据实验的注意事项进行判断。
【解答】解:A、50分度游标卡尺的精确度是0.02mm,主尺读数为15mm,游标尺上第10条刻度线与主尺刻度完全对齐,读数为15mm+10×0.02mm=15.20mm,故A错误;
B、计算油膜面积时,只数完整的方格数,面积S偏小,由可知,油酸分子直径的测量值d会偏大,故B正确;
C、插入和抽出条形磁铁,电流计指针偏转方向相反,故C错误;
D、玻璃砖宽度较大时,折射光线在玻璃中的传播距离变长,出射点位置更易准确确定,大头针垂直插在纸面上,所画光路图更正确,角度测量的相对误差会更小,故D正确。
故选:BD。
【点评】本题考查了4个实验相关的知识,难度不大,熟练掌握。
(多选)12.(2025春 丰泽区期末)关于“用油膜法估测分子的大小”的实验,下列说法正确的是( )
A.实验采用使油酸在水面上形成一层单分子层油膜的方法估测油酸分子的大小
B.测定一滴油酸酒精溶液体积时,误将1ml油酸酒精溶液酒精滴数多记了10滴,所测的分子直径d偏小
C.用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,为了让痱子粉尽量散开,注射器离水面尽量高
D.测量油膜面积时,不足一格的正方形面积全部舍去
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小.
【专题】定性思想;推理法;估算分子个数专题;实验探究能力.
【答案】AB
【分析】明确用“油膜法”估测分子大小的实验原理:认为油酸分子是紧密排列的,而且形成的油膜为单分子油膜,然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度即为油酸分子直径。
【解答】解:A.实验采用使油酸在水面上形成一层单分子层油膜的方法估测油酸分子的大小,故A正确;
B.求每滴体积时,1mL的溶液的滴数误多记了10滴,由V0知,纯油酸的体积将偏小,根据d可知,计算得到的分子直径将偏小,故B正确;
C.注射器离水面太高可能导致下落冲击水面,应让注射器离水面适当的高度,轻轻滴下,故C错误;
D.测量油膜面积时,不足半格的正方形面积全部舍去,超过半格的按一格计算,故D错误;
故选:AB。
【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,理解痱子粉的作用。
三.填空题(共4小题)
13.(2025 三明三模)“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中,某同学对实验装置进行调节并观察实验现象。实验中观察到的干涉图样是图中的 甲 (填“甲”或“乙”)图样;若仅更换一间距更大的双缝,干涉条纹间距将 减小 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【考点】用双缝干涉测量光的波长.
【专题】定性思想;归纳法;光的干涉专题;理解能力.
【答案】甲,减小。
【分析】根据光的干涉图样分析;根据干涉条纹间距公式分析。
【解答】解:双缝干涉图样是间距均匀、亮度相同的明暗相间条纹,而衍射条纹是中间的最宽、最亮,向两边条纹宽度变窄,亮度变暗。所以甲图是干涉图样,乙图是衍射图样;根据干涉条纹间距公式可知,若仅更换一间距更大的双缝,干涉条纹间距将减小。
故答案为:甲,减小。
【点评】本题考查了对光的干涉图样的认识,以及对干涉条纹间距公式的掌握情况。
14.(2024春 河北期末)在“用油膜法估测分子的大小”实验中,已知配制的油酸溶液中纯油酸与溶液的体积之比为1:400,1mL油酸溶液为50滴,那么1滴油酸溶液的体积是 mL,所以1滴溶液中油酸的体积V= 5×10﹣5 cm3。若油膜的面积S=1000cm2,则油酸分子的直径d= 5×10﹣10 m。
【考点】用油膜法估测油酸分子的大小.
【专题】定性思想;推理法;分子运动论专题;推理论证能力.
【答案】;5×10﹣5;5×10﹣10
【分析】先求出每滴溶液的体积,然后求出一滴溶液中含纯油酸的体积;油酸分子在水面上形成单分子油膜,油膜的厚度等于油酸分子的直径。
【解答】解:1滴油酸溶液的体积是
1滴溶液中油酸的体积为
若油膜的面积S=1000cm2,则油酸分子的直径为
故答案为:;5×10﹣5;5×10﹣10
【点评】解题关键知道油膜法测分子直径的实验原理,实验时要注意求出一滴溶液中含纯油酸的体积。
15.(2024春 涪城区校级期末)如图所示,电路的连接和用电器均完好,合上S1、S2,发现小灯泡不亮,原因是 见解析 ;用电吹风对NTC热敏电阻吹一会儿热风,会发现小灯泡 亮了 (填:“亮了”或“不亮”);停止吹风,会发现 不会立即熄灭 (填:“立即熄灭”或“不会立即熄灭”)。
【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;理解能力.
【答案】见解析;亮了;不会立即熄灭。
【分析】根据电磁铁的工作原理分析判断;根据热敏电阻阻值随温度变化的关系判断。
【解答】解:电路的连接和用电器均完好,合上S1、S2,发现小灯泡不亮,原因是热敏电阻阻值太大,左侧电路中的电流过小,电磁铁磁性太弱,导致右侧电路的触点分离;
用电吹风对NTC热敏电阻吹一会儿热风,温度升高,热敏电阻的电阻减小,通过左侧电路的电流增大,触点连接,会发现小灯泡亮了;
停止吹风,热敏电阻温度开始时仍然比较高,通过左侧电路的电流仍然较大,触点仍然连接,会发现,小灯泡不会立即熄灭。
故答案为:见解析;亮了;不会立即熄灭。
【点评】本题关键掌握电磁铁的工作原理和热敏电阻阻值随温度变化的关系。
16.(2024 丰台区二模)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率。在画界面时,不小心将界面PQ画的比实际位置靠下一些,如图中P'Q'所示。若其他操作均正确,则测得的折射率与真实值相比 偏小 (选填“偏大”、“偏小”或“相同”)。
【考点】测量玻璃的折射率.
【专题】信息给予题;定性思想;图析法;光的折射专题;理解能力.
【答案】偏小。
【分析】作出光路图,分析折射角的变化,结合折射定律分析作答。
【解答】解:作出的光路图如图所示:
入射角为i,折射角的真实值为r,测量值为r′,根据所作光路图r<r′;
根据折射定律,折射率的真实值
折射率的测量值
联立可得n真>n测
即测得的折射率与真实值相比偏小。
故答案为:偏小。
【点评】本题主要考查了光的折射率的测量;正确作出光路图,再结合折射定律进行分析是解题的关键。
四.解答题(共4小题)
17.(2025春 张家口期末)如图所示为测量玻璃折射率的实验,请依据图像回答下列问题:
(1)证明图中的入射光线与射出玻璃砖的折射光线是平行的。
(2)光线以60°的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直,求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度(真空中的光速c=3.0×108m/s)。
(3)以往,已知材料的折射率都为正值(n>0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n<0),称为负折射率材料.位于空气中的这类材料,入射角i与折射角r依然满足n,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。若该材料对于电磁波的折射率n=﹣1,请在图中画出当电磁波以角度α穿过该材料的传播路径的示意图。(要求画出折射光线与出射光线,并标出折射角与出射角)
【考点】测量玻璃的折射率.
【专题】信息给予题;定量思想;推理法;光的直线传播和光的反射专题;推理论证能力.
【答案】(1)证明过程见解析;
(2)光在玻璃中的传播速度为2.45×108m/s;
(3)示意图如图所示;出射角等于入射角。
【分析】根据折射定律的知识结合竖直知识加以证明;根据折射定律和反射定律求解;根据折射定律求解。
【解答】解:(1)如图所示
,当入射角为θ1,折射角为θ2,在出射点O′的入射角为r,折射角为i;
设折射率为n,在入射点O处,根据折射定律,
在出射点O′处,根据折射定律
由于在O点的法线与在O′点的法线平行,根据数学知识θ2=r
联立可得θ1=i
根据几何知识可得入射光线与出射光线平行。
(2)光线3是反射光线,根据光的反射定律,光线3的反射角θ=r
又由题可知,当θ1=60°时,折射光线与反射光线垂直,所以r=45°
根据数学知识θ2=r=45°
根据折射定律
光在玻璃中的传播速度m/s=2.45×108m/s
(3)电磁波以角度α穿过该材料的传播路径的示意图,如图2所示
在材料的上表面,折射角为β,根据折射定律
根据数学知识,折射角β=α
在材料的下表面,出射角为γ
根据折射定律
根据出射角γ=β
联立解得:γ=α
答:(1)证明过程见解析;
(2)光在玻璃中的传播速度为2.45×108m/s;
(3)示意图如图所示;出射角等于入射角。
【点评】注意:对于负折射率的材料,折射率的负号,表示折射光线与入射光线在法线同侧,计算折射角大小时,可以不代入负号。
18.(2025春 海淀区校级月考)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中,测得热敏电阻Rt,在不同温度时的阻值如表:
温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4
电阻/(102Ω) 220 160 100 60 45 30 25 15
如图,若环境温度低于20℃,1、2两端大于2V(记为U1),控制开关自动开启加热系统;若环境温度高于28℃,1、2两端小于一定值U2,控制开关自动关闭加热系统。某同学利用上述热敏电阻Rt、电动势E=3V(内阻不计)的电源、定值电阻R=3kΩ,控制开关和加热系统,以及开关S和若干导线,完成电路设计(不考虑控制开关对电路的影响)。
(1)在虚线框内完成电路设计原理图,注明各元件的符号。
(2)求U2的大小。
(3)U1、U2不变。现要求环境温度低于18℃时恰好自动开启加热系统,只改变定值电阻,则选用的定值电阻阻值应 大于 (选填“大于3kΩ”或“小于3kΩ”)。改变定值电阻后,加热系统恰好自动关闭时环境温度会 小于 (选填“大于28℃”或“小于28℃”)。
【考点】研究热敏、光敏、压敏等可变电阻的特性.
【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;推理论证能力.
【答案】(1)如图所示:
(2)U2的大小等于1.7V;
(3)大于;小于
【分析】(1)Rt、R应采用串联方式,热敏电阻阻值随温度升高而减小,Rt需与加热系统并联,画出电路图;
(2)根据闭合电路欧姆定律,代入题中数据求解;
(3)1,2两端大于2V,控制开关自动开启加热系统,热敏电阻阻值随温度减小而变大,值随温度升高而减小,结合闭合电路欧姆定律分析。
【解答】解:(1)为了实现对电路的控制,Rt、R应采用串联方式,且20℃,1,2两端大于2V(记为U1),控制开关自动开启加热系统,又因为20℃时Rt的电阻时R的两倍,则Rt需与加热系统并联,电路如下
(2)根据表格数据可知28℃时,Rt=4.5kΩ,根据闭合电路欧姆定律,28℃时1、2两端
代入题中数据,解得U2=1.8V
(3)根据题意,若环境温度低于20℃,1,2两端大于2V,控制开关自动开启加热系统,现若设置环境温度低于18℃时自动开启加热系统,则两端电阻较20℃时变大,根据串联电路分压规律可知,此时要使1,2两端大于2V,定值电阻应大于3kΩ;
28℃,1,2两端小于U2时,控制开关自动关闭加热系统,改变定值电阻后,即定值电阻增大后,1、2两端电压会减小,若要让它电压与之前不变,根据串联电路分压规律可知则热敏电阻要增大,即温度会小于28℃。
故答案为:(1)如图所示:
(2)U2的大小等于1.7V;
(3)大于;小于
【点评】本题主要探究热敏电阻的特性及其应用的实验,明确实验的原理、掌握闭合电路的欧姆定律、和串联电路的特点是解题的关键。
19.(2025春 郫都区校级期中)如图所示,在长为L=61cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直细玻璃管内,用4cm高的水银柱封闭着38cm长的理想气体,管内外气体的温度均为27℃,大气压强p0=76cmHg。
(1)若缓慢对玻璃管加热,当水银柱上表面与管口刚好相平时,求管中气体的温度;
(2)若保持管内温度始终为27℃,现将玻璃管缓慢放至水平时,求管中气体的长度。
【考点】理想气体的实验规律.
【专题】计算题;定性思想;模型法;气体的状态参量和实验定律专题;推理论证能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)气体经等压膨胀,根据盖 吕萨克定律可以求出管中气体的温度;
(2)气体等温变化,根据玻意耳定律可以求出管中气体的长度。
【解答】解:(1)设玻璃管横截面积为S,以管内封闭气体为研究对象,气体经等压膨胀,则
T1=300 K,V1=38 cm S,V2=57 cm S
由盖 吕萨克定律得
得T2=450K。
(2)气体等温变化,压强为p3=76cmHg,气体长度为Lcm,
V3=LS,p3=(76+H)cmHg
由玻意耳定律:p1V1=p3V3
得L=40cm
答:(1)管中气体的温度为450K;
(2)管中气体的长度为40cm。
【点评】本题考查了盖 吕萨克定律、玻意耳定律等试验定律。抓住理想气体不变的状态参量,选择相应的气体实验定律是解题的关键。
20.(2025 上海模拟)用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)下列说法或操作正确的是( AC )(多选)
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.推拉活塞时为了稳定,应用手握紧注射器筒的空气柱部分,并迅速推拉活塞改变气体体积
C.实验过程中应保持周围环境温度不变
D.多测几组p、V数据,记录并作出p﹣V图像,若图像为曲线即可说明p、V成反比关系
(2)在操作规范,不漏气的前提下,某同学测得多组压强p和体积V的数据并作出图线,如果胶管中含有一定质量的气体,作出的图像可能是( C )
A.
B.
C.
(3)在不同温度环境下,另一位同学对相同气体重复了上述实验,实验操作和数据处理均正确,得到的图像如图乙所示。两次操作中气体的温度分别为TA和TB,则TA和TB的大小关系为TA > TB。(选填“>”、“<”或“=”)
根据所学知识,某物理实验小组制作的如图所示的“饮水鸟”装置,只要面前放一杯水,小鸟就可以不停地“喝水”。小鸟体内装有某种纯液体,鸟的头部和腹部液面上方只有该液体处于“饱和”状态的蒸汽。已知该液体为甲、乙中的一种,液体甲和乙处于饱和状态的蒸汽的压强随温度变化如图所示。
(4)饮水鸟体内应该填充液体 甲 。(选填“甲”或“乙”)
(5)饮水鸟处于直立状态时,头部温度一定 低于 腹部。(选填“低于”、“高于”或“等于”)
【考点】理想气体的实验规律.
【专题】定量思想;推理法;理想气体状态方程专题;实验探究能力.
【答案】(1)AC;(2)C;(3)>;(4)甲;(5)低于;AC。
【分析】(1)根据实验原理分析判断;根据p、V成反比分析判断;
(2)根据玻意耳定律p(V+V0)=C分析判断;
(3)根据理想气体状态方程,求出气体的压强,再利用斜率的物理意义分析判断;
(4)饮水鸟”工作时需要在较小的温度变化下就能产生明显的饱和汽压变化,这样才能更容易实现液体的流动,据此分析即可;
(5)根据同种液体的饱和汽压随温度降低而减小分析判断。
【解答】解:(1)A.本实验必须保证气体质量一定,在注射器柱塞上涂润滑油可以防止气体漏气,故A正确;
BC.该实验必须保证气体温度不变,推拉活塞时,手不可以握住注射器气体部分,可以改变气体的温度,快速推拉活塞会使外界对气体做功或气体对外界做功,使气体的温度升高或降低,故B错误,C正确;
D.p﹣V图像是双曲线的一支才能说明p、V图像成反比关系,故D错误。
故选:AC。
(2)若橡胶管中含有一定质量的气体,由p(V+V0)=C,解得,即图像为一次函数,纵轴的截距为负,故ABD错误,C正确。
故选:C。
(3)由可知,则图像的斜率k=CT,斜率越大,温度越高,由题图可知kA>kB,则TA>TB
(4)观察饱和汽压﹣温度图像,对于甲液体,其饱和汽压随温度变化比较显著,“饮水鸟”工作时需要在较小的温度变化下就能产生明显的饱和汽压变化,这样才能实现液体的流动等动作,乙液体的饱和汽压随温度变化相对较平缓,所以为了使“饮水鸟”能更灵敏地工作,饮水鸟体内应该填充液体甲。
(5)由饱和汽压与温度的关系可知,同种液体的饱和汽压随温度降低而减小,所以只有头部温度低于腹部温度时,头部的饱和汽压才会低于腹部的饱和汽压,从而使得液体从腹部流向头部。
故答案为:(1)AC;(2)C;(3)>;(4)甲;(5)低于;AC。
【点评】本题主要考查了理想气体的实验规律,本题关键要掌握气体质量和温度不变,掌握理想气体状态方程及图像的物理意义,知道饱和汽压与温度的关系。
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