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热学、光学实验复习

【巩固练习】1、把体积为V 1(mL )的油酸倒入适量的酒精中,稀释成V 2(mL )的油酸溶液,测出1mL 油酸溶液共有N滴;取一滴溶液滴入水中,最终在水中形成S (cm 2)的单分子油膜,则该油酸分子的直径大约为( ) A.)(21m S NV V B.)(12m S V NV C.)(12cm S NV V D.)(21cm SNV V 2、将1ml 的油酸溶于酒精,制成200ml 的油酸酒精溶液.已知1ml 溶液有60滴,取1滴这样的油酸酒精溶液滴到水面上,随着酒精溶于水,最终在水面上形成了面积为0.15m 2的油膜,试由此估算油酸分子的直径.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 cm 2。

(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、某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行.正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示.①此玻璃的折射率计算式为n= ________(用图中的θ1、θ2表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.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(P 1、P 2、P 3、P 4)、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P 1、P 2(位置如图).用P 1、P 2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P 3、P 4_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(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x /(1)a n =-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、(1)如图1所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②______、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏。

对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取____________或_____________的方法。

(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件是______(填数字代号);(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮纹,读下手轮的读数如图2所示。

继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮纹,读下手轮的读数如图3所示。

则:两条纹的间距是______mm;(4)如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm,则待测光的波长是______m(取三位有效数字)【答案与解析】1、【答案】D【解析】油酸溶液的滴数:N V 2,一滴油酸溶液含油酸的体积:12V V NV =, 该油酸分子的直径为:12V V d S NV S==.故选D 。

2、【答案】105.610m -⨯ 【解析】1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积69311110102006012V m --=⨯⨯=⨯⨯ 所以每个油酸分子的直径910110 5.610120.15V D m m S --==⨯=⨯⨯ 3、【答案】(1)由图形状 S=106cm 2(2) 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积6810V mL -=⨯(3)油酸分子直径107.510d m -=⨯ 【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=106×1cm 2=106cm 2(2又每104mL 溶液中有纯油酸6mL ,(35、【答案】(1)(2)见解析;(3)12sin n θ=【解析】(1)在bb ′一侧观察P 1、P 2(经bb ′折射、aa ′ 反射,再经bb ′折射后)的像,在适当的位置插上P 3,使得P 3与P 1、P 2的像在一条直线上,即让P 3挡住P 1、P 2的像;再插上P 4,让它挡住P 2及P 1的像和P 3.P 3、P 4的位置如图所示.(2)①过P 1、P 2作直线与bb ′交于O ;②过P 3、P 4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∠P 1OD =θ1,∠CON =θ2.(3)由折射率的定义可得12sin sin n θθ= 6、【答案】3 1.73n =,原因见解析。

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