（新高考适用）2023版高考物理二轮总复习 第1部分 专题突破方略 专题6 物理实验 第3讲　热学和光学实验课件PPT

这是一份（新高考适用）2023版高考物理二轮总复习 第1部分 专题突破方略 专题6 物理实验 第3讲　热学和光学实验课件PPT，共53页。PPT课件主要包含了专题六物理实验，真题速练·明考情，命题热点·巧突破，使油酸在浅水盘的，单分子层油膜的，命题热点•巧突破，装置图，考点一热学实验，在量筒中滴入，先在水面等内容，欢迎下载使用。
第3讲　热学和光学实验
1. (2019·全国Ⅲ卷)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_________________________________________________.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_________________________________________________________________________________________________.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_______________________.
水面上容易形成一块单分子层油膜
把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小
量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的
2. (2021·全国乙卷)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率．实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和O′分别是入射点和出射点，如图(a)所示．测得玻璃砖厚度为h＝15.0 mm，A到过O点的法线OM的距离AM＝10.0 mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0 mm，O′到OM的距离为s＝5.0 mm.
(1)求玻璃砖的折射率；(2)用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图(b)所示．光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失．求此玻璃砖上下表面的夹角．
【解析】　(1)从O点射入时，设入射角为α，折射角为β.根据题中所给数据可得：
解得C＝45°由几何关系可知θ＋30°＝C即玻璃砖上下表面的夹角θ＝15°
〔备考策略〕命题特点：立足教材，侧重考查完成实验的能力．主要涉及基本仪器的使用、实验原理和测量方法的理解、实验条件的控制、实验步骤的编排，以及实验数据的处理、实验误差的分析．常用到的思想方法有：油膜法、描迹法、图像法、变曲为直法．
2.对“V”的测量：(1)配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其浓度为n；(2)用注射器吸取一段油酸溶液，读出它的体积为V0；(3)再把它一滴滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数N；
3.对“S”的测量：(1)浅盘里盛水，把适量的爽身粉均匀撒在水面上；(2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将带方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状；(3)数出轮廓范围内正方形的个数n0，不足半个舍去，多于半个的算一个；(4)用正方形的个数乘单个正方形的面积S0(即n0S0)计算出油膜的面积S.
〔考向预测〕1.在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中．(1)某同学操作步骤如下：①取定量的无水酒精和油酸制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．
上述四步操作中，不可能实现的一步是____，可改为___________________________________；不完善的一步是_____，应改为_________________________________________________________.(2)本实验中，估测分子大小的方法是将每个分子视为_______模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为___________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_______.(3)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为 _________m.
N滴溶液测量出它的体积
上撒上薄薄的一层痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液
【解析】　(1)不可能实现的一步是②，应在量筒中滴入N滴溶液后测量它的体积；不完善的一步是③，为能清楚地看清油膜的形状，要先在水面上撒上薄薄的一层痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液．(2)这种估测方法是将每个分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子层油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．
(3)油膜面积S＝40 cm2，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝0.10%×4.8×10－3 mL＝4.8×10－6 mL，则油酸分子的直径
1.用注射器封闭一段空气，把橡胶套塞住，保证气体的质量不变．2.读出空气柱的长度L和空气柱的压强p.3.缓慢向下压或向上拉，分别读取空气柱的长度和气体压强的大小，记录数据．
〔考向预测〕2.如图1所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；③重复上述步骤②，多次测量并记录；④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论．
(1)关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是_______(选填选项前的字母)(多选)．A．移动活塞时应缓慢一些B．封闭气体的注射器应密封良好C．必须测出注射器内封闭气体的质量D．气体的压强和体积必须用国际单位
过原点的斜直(或正比例函数直)
(3)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确．环境温度分别为T1、T2，且T1>T2.在如图2所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是_______(选填选项的字母)(多选)．
【解析】　(1)由于该实验是“用气体压强传感器探究气体等温变化的规律”，条件是对于一定质量的气体而言的，故实验中不能出现漏气的现象，选项B正确；实验时应该缓慢一些，因为移动活塞时，相当于对气体做功或者气体对外做功，如果太快的话，气体的温度就会发生变化，选项A正确；等温的规律是p1V1＝p2V2，所以不必要测出气体的质量，只要看它是否满足这样的变化规律即可，选项C错误；只要压强p两边的单位统一，体积V两边的单位统一就可以得出等温变化的规律，选项D错误．
2.操作步骤：(1)在桌面上铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的两个边a和a′；(2)在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB的延长线与直线a的交点就是O，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，此时再插入第三个大头针C，使它把AB都挡住，再插第四个大头针D，使它把前三个大头针都挡住．
(3)取下玻璃砖，把AB、CD用直线连接起来，分别交直线a、a′于O、O′，再连接OO′，用量角器得出入射角θ1和折射角θ2，如图甲所示，代入公式计算出玻璃的折射率．
〔考向预测〕1. (2022·山东菏泽一模)小明同学为了测量某长方体透明物质的折射率，用黑纸制作了一个顶角为60°的圆锥形纸筒，在顶点内侧固定一发光二极管(可看成点光源)，用支架悬挂在桌面上方，如图所示．然后进行了如下操作：A．用游标卡尺测量出待测长方体的厚度d；B．在桌面上铺一张白纸，接通电源使二极管发光，用铅笔描出在白纸上被照亮的光斑边缘；
C．把被测长方体平放在白纸上，调整支架使圆锥纸筒上下移动，直到照在白纸上的光斑再次充满已经描下的区域，测量出圆锥纸筒移动的距离，记为h；D．计算出该材料的折射率n；E．改变初始时圆锥纸筒距离白纸的高度，重复步骤B、C、D，求出折射率的平均值．
根据上述实验过程，回答下列问题：(1)用游标卡尺测量厚度时，卡尺的示数如图所示，则透明长方体的厚度为d＝_____________cm.(2)在步骤C中，为了达到实验要求，应该向_____(选填“上”或“下”)调整圆锥纸筒．
【解析】　(1)根据游标卡尺的读数规则可得，透明长方体的厚度为d＝12 mm＋6×0.05 mm＝12.30 mm＝1.230 cm.(2)由于光通过透明长方体会发生折射，则应增大入射角，故应该向下调整圆锥纸筒．
2.操作步骤：(1)先取下双缝，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，然后放好单缝和双缝，注意使单缝和双缝平行，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上；(2)在单缝与光源之间放上滤光片就可以观察到单色光的双缝干涉图样；(3)测量双缝到屏的距离l和相邻两条亮条纹间的距离Δx；(4)改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化，并求出波长的大小．
〔考向预测〕2.同学们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(灯泡)正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹．
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是_____.A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条亮纹中央 到第n条亮纹中央间距离为x，则单色光的波长λ＝_________.
(3)若只将滤光片去掉，下列说法正确的是_____.A．屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹B．屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹C．屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹D．屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹
(4)随着学习的不断深入，同学们对光的本性有了更为丰富的认识．现在我们知道光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．①在双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上落点的准确位置______(选填“可以”或“不可以”)预测．
②在光电效应实验中，用紫外线照射锌板可以使光电子离开锌板，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是否会增加．请说明你的观点及依据．.
只增加紫外线的照射强度不会增加光电子的最大初动能．根据爱因斯坦的光电效应方程Ek＝hν－W，光电子的最大初动能与光的频率及金属的逸出功有关，与光的强度无关．因此当光的频率及金属的逸出功不变时，只增加紫外线的照射强度，光电子的最大初动能不变
(3)若只将滤光片去掉，则射到单缝上的光变为白光，则经过双缝得到的图样仍是干涉图样，中央是白色的亮条纹，亮条纹的边缘是彩色的，选项D正确．
(4)①若讨论的是某个光子打在光屏上，则显示出它的粒子性，但是该光子到底落在屏的什么位置是不确定的，即不可以预测落点的准确位置；②只增加紫外线的照射强度不会增加光电子的最大初动能．根据爱因斯坦的光电效应方程Ek＝hν－W，光电子的最大初动能与光的频率及金属的逸出功有关，与光的强度无关．因此当光的频率及金属的逸出功不变时，只增加紫外线的照射强度，光电子的最大初动能不变．
〔考向预测〕(2022·福建厦门二模)寒假期间小明利用图甲所示生活中的物品，测量了某型号刀片的厚度．
实验过程如下：(1)点燃蜡烛，用蜡烛火焰把玻璃片的一面熏黑；(2)并齐捏紧两片刀片，在玻璃片的熏黑面划出两条平直划痕；(3)如图乙所示，将激光光源和玻璃片固定在桌上，并将作为光屏的白纸固定在距离足够远的墙上．
(4)打开激光光源，调整光源的高度并使激光沿水平方向射出，恰好能垂直入射在两划痕上．
(5)观察白纸上的干涉条纹如图丙所示．用刻度尺测出a、b两点间的距离为__________cm，则两相邻暗纹中心之间的距离Δy＝_________cm.(6)测量玻璃片到光屏的距离L＝3.00 m，已知该红色激光的波长λ＝700 nm，利用公式求出双划痕间距d＝___________mm，即为刀片厚度(结果保留两位有效数字)．