高考物理二轮复习专题六科学探究第三讲光学、热学实验课件（40页PPT）

(共40张PPT)
专题六　科学探究
第三讲　光学、热学实验
热点题型1　光学的两个实验
[例1] 图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中：
(1)观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是______。
A．旋转测量头
B．增大单缝与双缝间的距离
C．调节拨杆使单缝与双缝平行
C
(2)要增大观察到的条纹间距，正确的做法是______。
A．减小单缝与光源间的距离
B．减小单缝与双缝间的距离
C．增大透镜与单缝间的距离
D．增大双缝与测量头间的距离
D
解析：
[例2] (测定玻璃的折射率)(2025·海南卷)测量某半圆形玻璃砖的折射率，操作步骤如下
Ⅰ.在白纸上画一条直线，半圆形玻璃砖放白纸上，玻璃砖直径与直线重合，描出直径两端点A和B，取走玻璃砖，用刻度尺求圆心O点，过O点作AB垂线CO，放回玻璃砖，将光屏垂直AB贴近玻璃砖A点放置。
Ⅱ.沿玻璃砖由C向B缓慢移动激光笔，使得入射光线平行纸面且始终沿着半径方向射向圆心O，从玻璃砖射出的激光在AB下方的光屏上恰好消失，记下激光入射点D，取走玻璃砖，过D点作CO的垂线DE。
(1)步骤Ⅱ中，当激光从D点入射到O点在AB面下方光屏上恰好消失时是光的________。
A．色散现象　　　 B．衍射现象 C．全反射现象
(2)用刻度尺测得OB＝4.00 cm、DE＝2.50 cm，则玻璃砖的折射率n＝______。
C
1.6
解析：
实验数据处理的两种辅助方法
练1 (用双缝干涉实验测量光的波长)在用双缝干涉测量光的波长的实验中，如图所示，则：
(1)a、b分别是______。
A．单缝和双缝 B．双缝和单缝
C．单缝和单缝 D．双缝和双缝
A
(2)如果双缝间距是d，双缝到毛玻璃的距离是L，第一条亮纹到第六条亮纹间距是x，则光的波长是________(用x、d、L表示)。
解析：
练2 (2025·福建卷)(1)为测糖水的折射率与浓度的关系，设计如下实验：
某次射入激光，测得数据如图甲所示，则糖水的折射率为__________。
(2)改变糖水浓度，记录数据如下表：
n 1.32 1.34 1.35 1.38 1.42
η(%) 10% 20% 30% 40% 50%
将30%的数据在图乙中描点后并连线，求得糖水浓度每增加10%，折射率的增加值为__________(保留2位有效数字)。
0.025
解析：
解析：
(2)由表中数据作图，如图所示
热点题型2　热学的两个实验
[例3] (2023·山东卷)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。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，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，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(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。
B
(2)若气体被压缩到V＝10.0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为__________Pa(保留3位有效数字)。
(3)某组同学进行实验时，一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同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而________(填“增大”或“减小”)。
2.04×105
增大
解析：
解析：
(3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算pV乘积时，根据p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV，可知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会随p的增大而增大。
练3 (2025·江西鹰潭测试)在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1 cm，则可求得：
(1)油酸薄膜的面积是_______________________ cm2。
(2)油酸分子的直径是_______________________________________ m(结果保留2位有效数字)。
(3)(多选)某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于________。
A．油膜中含有大量未溶解的酒精
B．计算油膜面积时，错将全部不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开
CD
8.8×10-10(8.7×10-10～8.9×10-10均正确)　
71(70～72均正确)
(4)本实验体现的物理思想方法为________。
A．控制变量法 B．理想化模型法
C．极限思想法 D．整体法与隔离法
B
解析：
解析：
解析：
(4)实验中把油酸分子简化为球形，忽略分子间隙，并且认为油膜为单层分子，是一种理想化模型，故选B。
[例4] (2024·湖北卷)某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：
①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA′和BB′，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA′，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图甲所示。
②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。
③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。
④分别过M、P作BB′的垂线MM′、PP′，M′、P′是垂足，并用米尺分别测量MM′、PP′的长度x和y。
⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出y-x图像，如图乙所示。
(1)关于该实验，下列说法正确的是______(单选，填标号)。
A．入射角越小，误差越小
B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差
C．选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显
(2)根据y-x图像，可得玻璃砖的折射率为______________________(保留3位有效数字)。
(3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
不变
B
1.61(1.60～1.62 均可)
解析：
(1)在本实验中，为了减小测量误差，入射角应适当大些，因为入射角越大，折射角也越大，则入射角和折射角的测量误差都会减小，从而使折射率测量的误差减小，A错误；与插针法测量相比，激光的平行度好，能更准确地确定入射光线和折射光线，从而更有利于减小实验误差，B正确；选择圆心O点作为入射点，是因为便于计算，并不是因为此处的折射现象最明显，C错误。
解析：
解析：
(3)由(2)问分析可知折射率的表达式中没有半圆弧轮廓线半径R，所以轮廓线半径的测量误差对实验结果没有影响，即折射率的测量结果不变。
[例5] (2025·河北卷)自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定LC振荡电路的频率来确定水位高度。
某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。
(1)研究集气室内气体压强与体积的关系
①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小________(填“会”或“不会”)影响集气室内气体压强的大小。
②测量集气室高度h0、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。
H/cm 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00
h/cm 0.33 0.40 0.42 0.52 0.61 0.70 0.78 0.87
不会
H
见解析
乙
解析：
(1)①集气室内气体压强等于桶内水位高度H和集气室进水高度的高度差产生的压强和大气压强之和，根据p＝ρgh可知其内径D的大小不会影响集气室内气体压强的大小。
②由于实验中使用同一把刻度尺进行测量，分度值相同，根据数据分析，桶内水位高度H明显大于集气室内进水高度h，所以测量桶内水位高度H产生的相对误差较小。
③该延长线不过原点的主要原因是与集气室相连的细管中的气体被忽略不计，导致集气室气体体积V相比于实际气体体积偏小。
解析：