高三物理总复习巩固练习热学光学实验复习

【巩固练习】

1、（2016  上海模拟）用单分子油膜法测出油酸分子（视为球形）的直径后，还需要下列哪一个物理量就可以计算出阿伏伽德罗常数（ ）

A. 油滴的体积                B. 油滴的质量

C. 油酸的摩尔体积            D. 油酸的摩尔质量

2、（2016 上海卷）在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则（  ）

A. 中间条纹间距较两侧更宽

B. 不同色光形成的条纹完全重合

C. 双缝间距离越大条纹间距离也越大

D. 遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹

3、在做"用油膜法估测分子大小"的实验中，用油酸酒精的浓度为每104ml溶液中有纯油`酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，试求：

（1）油酸膜的面积是多少 cm2。
（2）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积。
（3）按以上实验数据估测出油酸分子直径。

4、（2015  江苏卷）人造树脂时常用的眼镜片材料，如图所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P点，已知光线的入射角为30°，OA=5cm，AB=20cm，BP=12cm，求该人造树脂材料的折射率n。

5、一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃的折射率．给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器．

实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直．在纸上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表示另一表面，如图所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图)．用P1、P2的连线表示入射光线．

（1）为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4

_______________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

（试在图中标出P3、P4的位置）

（2）然后移去玻璃砖与大头针．试在图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤．

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________.

（3）写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n＝________.

6、如图实所示，一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像，则该玻璃砖的折射率n＝________.有一同学把大头针插在P1′和P2′位置时，

沿着P4、P3的方向看不到大头针的像．其原因是______________________________________

_____________________________________________________________．

7、学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF．在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，如右图所示。而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：
　（1）若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处

所对应的折射率的值为________
　（2）图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大?

 _________．

（3）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率的值应为_________．

8、如图所示为用某种透光物质制成的直角三棱镜ABC，在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，

调整视线方向，直到P1的像_________________，再在观察的这一侧

先后插上两枚大头针P3、P4，使P3_____________________，

使P4__________________,记下P3、P4的位置.移去大头针和三棱镜，过P3、

P4作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°；

则该透光物质的折射率n为_______________，并在图中画出正确

完整的光路图.

9、用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖界面的圆心，是入射光线跟玻璃砖平面垂直，如图所示的四个图中P1、P2、P3、和P4是四个学生实验插针的结果

（1）在这四个图中肯定把针插错了的是______.

（2）在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是_______，计算玻璃的折射率的公式是_______________.

10、如图所示，在一盛满水的大玻璃缸下面放一能发出红光的小电珠，在水面上观察，可以看到一圆形发光面，测出发光面的直径D及水的深度h，则

（1）该红光在水中的折射率是多少？

（2）如果把小电珠换成能发射紫光的小电珠，圆形发光面的直径D将如何变化？

11、在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图）：

①下列说法哪一个是错误的_______。（填选项前的字母）

A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝

B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐

C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距

②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为_______mm。

12、（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图1所示，③和④为两带狭缝光阑，其中③为________ （填：“单缝”或“双缝”）光阑，它的作用是______________.

（2）已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，单缝到双缝之间的距离是100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如右图2所示．然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第8条亮纹的中心，这时手轮上的示数如右图3所示．则图2示数为 ________mm，条纹间距为________ mm．
（3）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 ______
   A．增大单缝和双缝之间的距离        B．增大双缝和光屏之间的距离
   C．将红色滤光片改为绿色滤光片      D．增大双缝之间的距离
 

13、现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。

（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_________、A。

（2）本实验的步骤有：

①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；

②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；

③用米尺测量双缝到屏的距离；

④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。

在操作步骤②时还应注意___________________和___________________。

（3）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。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，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm。

（4） 已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，由计算式λ =________，求得所测红光波长为__________nm。

14、（2015  陕西联考）如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是（  ）

    A. 增大③和④之间的距离

B. 增大④和⑤之间的距离

C. 将绿色滤光片改成红色滤光片

D. 增大双缝之间的距离

【答案与解析】

1、【答案】C

【解析】算出油分子体积，只要知道油的摩尔体积即可算出阿伏伽德罗常数，知道油的摩尔量和密度可以求出其摩尔体积。C正确，ABD错。

故选C。

2、【答案】D

【解析】根据可知亮条纹之间的距离和暗条纹之间的距离相等，A错；根据可知亮条纹间距随波长的变化而变化，B错；根据可知，双缝间距离越大条纹间距离越小，C错；若把其中一缝挡住，出现单缝衍射现象，仍能出现明暗相间的条纹，D正确。

故选D。

3、【答案】（1）由图形状 S=106cm2（2） 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积（3）油酸分子直径

【解析】（1）由图形状，其中正方形方格87个，用补偿法近似处理，可补19个整小方格，实际占小方格87+19=106个，那么油膜面积S=106×1cm2=106cm2

（2）由1mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积mL

又每104mL溶液中有纯油酸6mL，

mL溶液中纯油酸的体积

（3）油酸分子直径

4、【答案】1.5

【解析】设折射角为γ，由折射定律有sin30°=nsinγ。由几何关系知，且，代入数据解得。

5、【答案】（1）（2）见解析；（3）

【解析】（1）在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′ 反射，再经bb′折射后)的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的像；再插上P4，让它挡住P2及P1的像和P3.P3、P4的位置如图所示．

（2）①过P1、P2作直线与bb′交于O；

②过P3、P4作直线与bb′交于O′；

③利用刻度尺找到OO′的中点M；

④过O点作bb′的垂线CD，过M点作bb′的垂线与aa′相交于N，如图所示，连接ON；

⑤∠P1OD＝θ1，∠CON＝θ2.

（3）由折射率的定义可得

6、【答案】，原因见解析。

【解析】由图可知，当光由空气进入玻璃时，入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°.

所以.

当光由玻璃射入空气时，若θ1≥C，则发生全反射，而，当针插在P1′P2′时，入射角θ1＝60°＞C，已发生全反射．

7、【答案】（1）1.73（2）P4（3）1。

【解析】（1）若OP3与OC的夹角为30°，即入射角为60°，∠AOF＝30°，即折射角为30°，根据折射定律，则P3处所对应的折射率的值为 ．

（2）P4处所对应的入射角较大，则所对应的折射率值大。

（3）作AO的延长线交圆周于K，P1、P2位置不变，从KO入射的光线不发生折射，即折射率等于1.

8、【答案】被P2的像挡住；挡住P1、P2的像；挡住P1、P2的像和P3；；

光路图见解析。

【解析】光路图如图，光线经过BC面反射后射向AB面，

由几何关系知入射角为30°，又折射角为45°，

所以.

9、【答案】（1）A（2）D  

【解析】（1）垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线，经玻璃砖折射后，折射光线不能与入射光线平行（除过圆心的光线），A选项错.

（2）测量较准确的是图D，因B图的入射光线经过圆心，出射光线没有发生折射，C图的入射光线离圆心太近，射到圆界面上时，入射角太小不易测量，会产生较大的误差.测量出入射角与折射角后，由折射定律求出折射率.

10、【答案】（1）折射率；（2）会减小。

【解析】（1）光路图如图所示

“在水面上观察，可以看到一圆形发光面”，说明发生了全反射，

      而，所以折射率.

（2）如果将红光换成紫光，则折射率将增大，临界角C减小，因此水面上的圆形发光面会减小，即D会减小。

11、【答案】（1）①A   ②1.970

【解析】①调节光源高度时，不能放上单缝和双缝，不然不会得到沿遮光筒轴线的光束。

②手轮的读数为1.5mm+0.01mm×47.0=1.970mm.

12、【答案】（1）单缝   获得线光源 （2）0.642   1.890  （3）B

【解析】（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，①是光源，②是滤光片，③是单缝．单缝的作用是为了获取线光源．
（2）图2螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.01×14.2mm=0.142mm，最终读数为0.642mm．
图3螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为0.01×37.0=0.370mm，最终读数为13.870mm．条纹间距mm．
（3）根据知，增大单缝和双缝的距离，条纹间距不变，d增大，条纹间距变小；L增大，条纹间距增大；将红色滤光片改为绿色滤光片，波长变小，条纹间距变小．ACD错误，故B正确．
13、【答案】（1）②滤光片E、③单缝D、④双缝B．（2）还应注意使单缝和双缝间距5cm~10cm   和使单缝与双缝相互平行；（3）13.870  2.310；（4），6.6×102 nm。

【解析】（1）②滤光片E、③单缝D、④双缝B．

（2）还应注意使单缝和双缝间距5cm~10cm和使单缝与双缝相互平行

（3）由图3读出13.50+0.370=13.870 mm，由图2读出2.00+0.320=2.320 mm，

则相邻亮纹的间距

（4）由得，

所测红光波长为

14、【答案】BC

【解析】光屏上相邻两条亮纹之间的距离，④和⑤之间的距离等于l，增大④和⑤之间的距离可增大相邻两条亮纹之间距离，B正确；将绿色滤光片改成红色滤光片，增大了入射光的波长，相邻两条亮纹之间距离增大，C正确；增大双缝之间的距离d，相邻两条亮纹之间距离减小，D错误；增大③和④之间的距离，不会改变相邻两条亮纹之间距离，A错误。