光学、热学实验.docVIP

高三物理 第三节 光学、热学实验 【重点知识精析】 ⒈测定玻璃的折射率的实验是测定物理量的实验。要求掌握实验方法（插针法），会测定平行玻璃砖、三棱镜、半圆形玻璃砖折射率，并掌握减小实验误差的方法：⑴适当增大所插各针间间距；⑵调整好入射角的大小。 ⒉测定凸透镜的焦距的实验是测定物理量的实验。掌握测凸透镜焦距的三种方法中，主要是共轭法，注意控制实验的条件：物与屏间距离L4f。在测出两次透镜成像时凸透镜间距离d后，利用公式f=(L2－d2)/4L计算出焦距。另外还有平行光聚焦和利用透镜成像公式两种方法。 ⒊用卡尺观察光的衍射现象是研究物理现象的实验。在本实验中要掌握正确使用游标卡尺的方法，了解实验原理，掌握控制实验的方法：⑴光源应是线光源，狭缝与线光源平行；⑵卡尺两脚间狭缝应调至0.5mm左右；⑶眼要靠近狭缝，而光源要远离狭缝。 ⒋验证玻意耳定律的实验是验证物理规律的实验。注意控制实验的条件：⑴保持气体质量不变；⑵保持气体温度不变。为此要求做到不用手触摸注射器、拉动活塞应缓慢、改变气体状态时应待稳定后再读数。 【考题释例】 例（1997年高考题）下列给出的器材中，哪些是验证“玻意耳定律实验”所必须的？把这些器材前面的字母填在线上。 A.带有刻度的注射器 B.刻度尺 C.弹簧秤 D.钩码若干个 答：_______ 。 实验读数过程中，不能用手握住注射器，这是为了______________。 用像皮帽封住注射器小孔，这是为了______________。 解答：在做玻意耳定律时，A、B、C、D都是本实验必不可缺少的器材。 由于玻意耳定律反映的是等温变化过程中一定质量的气体压强与体积间的关系，所以在实验中要求不用手握注射器，是为了保证被测气体的温度不变。用像皮帽封住注射器小孔，是为了保证满足“一定质量的气体”的条件。 例（1994年高考题）用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、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16-17所示。 ⑴在本题的图上画出所需要的光路。 ⑵为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是______、_______，在图上标出它们。 ⑶计算折射率的公式是n=_______。 解答：⑴如图16-18，画出通过P1、P2、P3、P4的光线，包括在棱镜内的那部分光线。 ⑵需要测的量有入射角i和折射角r，如图16-18所示，或测线段EF与OE及GH与OG。 ⑶折射率n=sini / sinr（或）。 【专题训练】 ⒈某同学在做验证玻意耳定律的实验时，取得几组P、V值后，用P作纵坐标，作横坐标，画出的P-图线是一条直线。把此直线延长未过原点，而交于横轴上，如图16-19所示。如果实验时活塞表面均匀涂有润滑油，且没有发生漏气现象，产生上述情况的主要原因是（ ） A.计算压强时未计入活塞和框架的重力所产生的压强 B.由于活塞受到的摩擦力较大，而在计算压强时未考虑摩擦力的影响 C.实验中未保持温度不变 D.实验中各组P、值取值范围太小 ⒉在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图16-20所示。对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是（ ） A.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 B.为减少测量误差，P1和P2的连线与玻璃砖界面的夹角应取得大一些 C.若P1、P2的距离较大，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 D.若P1、P2连线与法线NN(夹角过大，有可能在bb(面上发生全反射，所以在bb(一侧就看不到P1、P2的像 ⒊某同学把卡尺间的窄缝调节0.5mm去观察某一线光源，看到了彩色条纹；他把缝的宽度增加到0.8mm，再观察同一光源，看到的现象是______；若把缝的宽度减小到0.2mm，则看到的现象是________。这说明有衍射现象中，衍射图样条纹的宽度及亮度与______有关，当其______时，衍射现象更为明显。 ⒋在测量凸透镜焦距的实验中，甲同学先把光源和凸透镜的位置固定，移动光屏来找像，但他无论把屏放在何处，都不能在屏上得到清晰的像，这是因为_______；乙同学先把光源和屏的位置固定，把凸透镜放在它们之间，他无论怎样移动透镜的位置都不能在屏上得到光源清楚的像，这是因为_______；丙同学先把凸透镜和屏的位置固定，移动光源来找像，但他无论把光源放在何处都不能在光屏上得到光源清楚的像，这是因为__________；丙同学在实验中避免了以上三位同学的问题，在屏上得到了一个光源较模糊的