专题六 第三讲 热学、振动与波、光学实验及创新——课前自测诊断卷

专题六 第三讲 热学、振动与波、光学实验及创新——课前自测诊断卷命题角度一用油膜法估测分子的大小1.(2019·全国卷Ⅲ)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______________________。

解析：用油膜法估测分子直径时，需使油酸在水面上形成单分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将油酸用酒精稀释。

根据V ＝Sd ，要求得分子的直径d ，则需要测出油膜面积，以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。

这样需要测出一滴油酸酒精溶液的体积，其方法可用累积法，即1 mL 油酸酒精溶液的滴数。

答案：使油酸在浅盘的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体积 单分子层油膜的面积2．(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL 油酸，倒入标注250 mL 的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL 的溶液。

然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入50滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL 的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。

坐标格中每个小正方形方格的大小为2 cm ×2 cm 。

由图可以估算出油膜的面积是________ cm 2，由此估算出油酸分子的直径是________ m(结果保留一位有效数字)。

(2)如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。

这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8 m 的圆周而组成的。

由此可以估算出铁原子的直径约为________ m(结果保留两位有效数字)。

解析：(1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积S ＝64×2 cm ×2 cm ＝256 cm 2。

溶液浓度为11 000，每滴溶液体积为150 mL,1滴溶液中所含油酸体积为V ＝2×10－5 cm 3。

油膜厚度即油酸分子的直径是d ＝V S≈8×10－10 m 。

(2)直径为1.43×10－8 m 的圆周周长为D ＝πd ≈4.49×10－8 m ，可以估算出铁原子的直径约为d ′＝4.49×10－848m ≈9.4×10－10 m 。

答案：(1)256 8×10－10 (2)9.4×10－10命题角度二 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 3，实验中应保持不变的参量是____________________，它的体积由______________直接读出，它的压强由__________________传感器等计算机辅助系统得到。

(2)某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p ·V ”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是________。

序号V /(mL) p /(×105 Pa) p ·V/(×105 Pa·mL) 120.0 1.001 0 20.020 218.0 1.095 2 19.714 316.0 1.231 3 19.701 414.0 1.403 0 19.642 512.0 1.635 1 19.621A ．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大B ．实验时环境温度增大了C ．实验时外界大气压强发生了变化D ．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏(3)某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的________。

A ．热力学温度TB．摄氏温度t C．体积VD．体积的倒数1V(4)实验过程中，下列哪些操作是错误的________。

A．推拉活塞时，动作要慢B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验D．活塞与针筒之间要保持气密性答案：(1)封闭在注射器内的气体温度和质量注射器压强(2)D(3)D(4)C命题角度三用单摆测量重力加速度的大小4.(1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示，这样做的目的是________(填字母代号)。

A．保证摆动过程中摆长不变B．可使周期测量更加准确C．需要改变摆长时便于调节D．保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L＝0.999 0 m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为________ mm，单摆摆长为________ m。

(3)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程。

图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知sin 5°＝0.087，sin 15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________(填字母代号)。

解析：(1)橡皮的作用是使摆线摆动过程中悬点位置不变，从而保证摆长不变，同时又便于调节摆长，A、C正确；(2)根据游标卡尺读数规则可得摆球直径为d＝12 mm＋0.1 mm×0＝12.0 mm，则单摆摆长为L0＝L－d＝0.993 0 m(注意统一单位)；2(3)单摆摆角不超过5°，且计时位置应从最低点(即速度最大位置)开始，故A项的操作符合要求。

答案：(1)AC(2)12.00.993 0(3)A命题角度四测定玻璃的折射率5.(2019·度尺，圆规，笔，白纸。

(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度________。

A．选用两光学表面间距大的玻璃砖B．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是________。

(3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n＝________。

(用图中线段的字母表示) 解析：(1)测玻璃的折射率关键是根据入射光线和出射光线确定在玻璃中的传播光线，因此选用光学表面间距大的玻璃砖以及使同侧两枚大头针的距离大些都有利于提高实验准确程度，减小误差，选项A、D正确；两光学表面是否平行不影响折射率的测量，为减小误差，应选用细长的大头针，故选项B 、C 错误。

(2)两光学表面平行的玻璃砖的入射光线与出射光线平行，在空气中的入射角大于玻璃中的折射角，画图可知正确的图为D 。

(3)玻璃的折射率n ＝sin i sin r ，又sin i ＝AC R ，sin r ＝BD R， 故n ＝AC BD。

答案：(1)AD (2)D (3)AC BD6．某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。

如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O 点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A 、B 两个光点，读出OA 间的距离为20.00 cm ，AB 间的距离为6.00 cm ，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d 1＝10.00 cm ，玻璃砖厚度d 2＝4.00 cm 。

玻璃的折射率n ＝________，光在玻璃中传播速度v ＝________ m /s(光在真空中传播速度c ＝3.0×108 m/s ，结果均保留两位有效数字)。

解析：作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i ＝45°，设折射角为r ，则tan r ＝34，故折射率n ＝sin i sin r ≈1.2，故v ＝c n＝2.5×108 m/s 。

答案：1.2 2.5×108命题角度五 用双缝干涉测量光的波长7.(2019·源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。

回答下列问题：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______。

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条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝________。

(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。

则所测单色光的波长为______nm(结果保留三位有效数字)。

解析：(1)相邻明(暗)干涉条纹的宽度Δx＝ldλ，要增加观察到的条纹个数，即减小Δx，需增大d或减小l，因此应将屏向靠近双缝的方向移动，选项B正确。

(2)第1条暗条纹到第n条暗条纹间的距离为Δx，则相邻暗条纹间的距离Δx′＝Δxn－1，又Δx′＝ld λ，解得λ＝Δxd(n－1)l。

(3)由λ＝Δxd(n－1)l，代入数据解得λ＝630 nm。

答案：(1)B(2)Δxd(n－1)l(3)630。