专题七　第17练　热学和光学实验.docx

第17练热学和光学实验

1.(2024·湖北仙桃市二模)某同学用油膜法估测分子直径大小，实验步骤如下：

①将体积为V0的纯油酸溶于酒精，稀释成总体积为V的油酸酒精溶液。用注射器吸取该溶液，一滴一滴地滴入小量筒中，滴入N滴时，记录体积为V1；

②在边长为40~50cm的浅盘里倒入2.5cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上；

③用注射器往水面上滴1滴上述油酸酒精溶液，当油酸形成的薄膜形状稳定后，将透明玻璃板盖在浅盘上，用彩色笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；

④将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板置于坐标纸上，坐标纸的最小正方形边长为a。

计算出轮廓范围内最小正方形的总个数为n，不足半个的舍去，多于半个的算一个；

实验步骤①中，稀释油酸的目的是，油酸分子的直径表达式d＝。假设用注射器吸取油酸酒精溶液滴入小量筒中时，滴数少记了几滴，由此计算出来的d将(填“偏大”“偏小”或“不变”)。?

答案形成单分子油膜V0V1

解析实验步骤①中，稀释油酸的目的是形成单分子油膜。

一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积V纯＝V1NVV0，油膜面积S＝

所以油酸分子的直径表达式d＝V纯S＝V0V1nNVa2，

2.(2024·黑龙江哈尔滨市一模)利用图示装置测量某种单色光的波长。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)实验前打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮；然后光具座上先放置b和c，再放置a，就可以观察到单色光的双缝干涉图样(均选填“双缝”“单缝”“滤光片”)。?

(2)实验中已知双缝间的距离d＝0.3mm，双缝到光屏的距离L＝1.2m，某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，如图甲所示，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示为mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示为mm，则这种单色光的波长为m(结果保留两位有效数字)。?

(3)上述实验中，若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则相邻亮纹中心间距(选填“增大”“减小”或“不变”)。?

答案(1)单缝双缝滤光片(2)2.333(2.332、2.334均可)15.325(15.324、15.326均可)6.5×10－7(3)减小

解析(1)实验中，通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，故光具座上先放置b单缝和c双缝，再放置a滤光片，就可以观察到单色光的双缝干涉图样。

(2)由题图乙可知示数为2mm+0.333mm＝2.333mm(2.332、2.334mm都正确)

由题图丙可知示数为

15mm+0.325mm＝15.325mm(15.324、15.326mm都正确)

由Δx＝Ldλ

λ＝dΔxL＝0.3×10-3×15.325-2.3335

(3)若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则λ减小，由Δx＝Ldλ

3.(2024·浙江宁波市镇海中学模拟)某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，将刀片在涂有墨汁的玻璃片上划过便可得到单缝、不同间距双缝的缝屏，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。

(1)某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的两种光a、b的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是(选填“单缝”或“双缝”)；?

(2)由该图像两条曲线的特征可知。?

A.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a光侧移量小

B.若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差小

C.以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光

D.分别照射在同一金属板，若b光能引起光电效应，a光也一定能

答案(1)单缝(2)D

解析(1)根据题图乙分析可知有中央亮条纹，符合单缝衍射的情况。

(2)由题图乙可知b光的波长大，则频率小，光子能量小。

b光的频率小折射率小，所以以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量小，故A错误；

若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生b光的能级能量差小，故B错误；

根据sinC＝1n可知b的临界角大，以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是b光，故C

根据光电效应方程可知，由于a光子能量大，所以分别照射在同一金属板，若b光能引起光电效应，a光也一定能，故D正确。

4.(2024·湖北广水市模拟)如图甲是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置.主要步骤如下：

①将压强传感器调零；

②在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器满刻度处；

③逐一连接注射器