人教2023年高考物理二轮复习（全国版） 第1部分 专题突破 专题7 第18讲　热学和光学实验.docx

第18讲　热学和光学实验
命题规律　1.命题角度：(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.常用方法：油膜法、控制变量法、单位圆法、图像法．
考点一　用油膜法估测油酸分子的大小
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＝，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＝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)．
例1　(2022·广东省模拟)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将6 mL的油酸溶于酒精，制成10 L的油酸酒精溶液，测得1 mL的油酸酒精溶液有75滴．现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将带有网格线的透明塑料盖板放在浅盘上，用彩笔在塑料盖板上描出油膜的轮廓，其形状和尺寸如图所示，塑料盖板上的小方格边长为1 cm.则：
(1)油膜的面积是________ cm2；
(2)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________ mL；(结果保留一位有效数字)
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为________ m；(结果保留一位有效数字)
(4)某同学在实验中最终得到的计算结果比大部分同学的结果偏大，对出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是________．
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开
答案　(1)1.15×102　(2)8×10－6　(3)7×10－10　(4)ACD
解析　(1)大于半格的算作一格，小于半格的舍去，根据油膜形状得知，油膜的面积为115×
1 cm2＝1.15×102 cm2
(2)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是V＝× mL＝8×10－6 mL
(3)油酸分子的直径约为d＝＝≈7×10－8 cm＝7×10－10 m
(4)将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积，导致油酸体积V偏大，根据d＝可知，会导致计算的油酸分子直径偏大，A正确；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，会导致油膜面积S偏大，根据d＝可知，会导致计算的油酸分子直径偏小，B错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，会导致油膜面积S偏小，根据d＝可知，会导致计算的油酸分子直径偏大，C正确；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，会导致油膜面积S偏小，根据d＝可知，会导致计算的油酸分子直径偏大，D正确．
考点二　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
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－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．
例2　(2022·天津一中模拟)在“探究气体压强与体积的关系”的实验中，完成下列问题．
(1)实验中的研究对象是________________，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)某同学在实验中测得的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，造成这一现象的原因可能是________________．
序号
V(mL)
p(×105 Pa)
p·V(×105 Pa·mL)
1
20.0
1.001 0
20.020
2
18.0
1.095 2
19.714
3
16.0
1.231 3
19.701
4
14.0
1.403 0
19.642
5
12.0
1.635 1
19.621
A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力