专题11 光学和热学实验-2025年高考物理二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）（原卷版）.docx

热点题型·实验题攻略

热点题型·实验题攻略

专题11光学和热学实验

目录

01.题型综述 1

02.解题攻略 1

TOC\o1-3\h\z\u题组01用油膜法估测油酸分子的大小 1

题组02探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 4

题组03测量玻璃的折射率 7

题组04测量玻璃的折射率 9

03.高考练场 12

1.本专题掌握四个基本实验：

(1)用油膜法估测油酸分子的大小；

(2)探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系；

(3)测量玻璃的折射率；

(4)用双缝干涉实验测光的波长。

2.熟练应用油膜法、控制变量法、单位圆法、图像法。

题组01用油膜法估测油酸分子的大小

【提分秘籍】

1．原理：认为油酸薄膜是由单层的油酸分子紧密排列组成，油膜的厚度就是油酸分子的直径d＝eq\f(V,S)，如图。

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酒精溶液，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；

(4)则一滴油酸酒精溶液中，纯油酸的体积V＝eq\f(V0,N)n。

3．对“S”的测量

(1)数出轮廓范围内正方形的个数n0，不足半个的舍去，多于半个的算一个；

(2)用正方形的个数乘单个正方形的面积S0计算出油膜的面积S(即n0S0)。

【典例剖析】

【例1-1】(1)如图甲反映“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)；

(2)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。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，画出油膜的形状。如图乙所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求：

①油酸膜的面积是________cm2；

②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________m3；

③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________m(结果保留两位有效数字)。

(3)若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是________。

A．1kg油酸所含有分子数为ρNA

B．1m3油酸所含分子数为eq\f(ρNA,M)

C．1个油酸分子的质量为eq\f(NA,M)

D．油酸分子的直径约为eq\f(\r(3,6M),ρNA)

【变式演练】

【变式1-1】用油膜法估测油酸分子大小的实验步骤如下：

①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；

②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；

③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水；

④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；

⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上；

⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格。

上述实验步骤中有遗漏和错误，遗漏的步骤是______________________；错误的步骤是______________________________(指明步骤，并改正)，油酸分子直径的表达式d＝______。

题组02探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

【提分秘籍】

1．实验法：控制变量法

实验装置如图

2．为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位。同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度。为保证气体密闭，应在活塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内外气体的压强差不宜过大。

3．在等温过程中，气体的压强与体积的关系在p－V图像中呈现为双曲线(其中一支)，如图甲。处理实验数据时，要通过变换，即画p－eq\f(1,V)图像，把双曲线(其中一支)变为直线，说明p和V成反比，如图乙。这是科学研究中常用的数据处理的方法，因为一次函数反映的物理规律比较直观，容易得出相关的对实验研究有用的参数。

【典例剖析】

【例2-1】某同学通过如图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。

(1)将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则________(填“需要”或“不需要”)重做实验。

(2)实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p的数据，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应选择________。

A．p－V图像 B．p－eq\f(1,V)图像

C．V－eq\f(1,p)图像 D.