1、第3讲 选考实验 (45分钟)基础题组专练1(2019高考全国卷)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VSd，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测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单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地
2、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某同学利用“插针法”测定平行玻璃砖的折射率，在坐标纸上记录的情况如图所示，虚线为以入射点O为圆心作出的圆，由此计算出玻璃砖的折射率为_，光在玻璃中的传播速度为_m/s。(光在真空中的传播速度为c3.0108 m/s。结果均保留两位有效数字)解析：玻璃砖的折射率为n1.5，光在玻璃中的传播速度v m/s2.0108 m/s。答案：1.52.01083在“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V油酸，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1500，1 mL溶液滴250滴，那么1滴溶液的
3、体积是_mL，所以一滴溶液中油酸体积为V油酸_cm3。若实验中测得结果如表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L01.121010 m作比较，判断出此实验_(选填“符合”或“不符合”)数量级的要求。次数S/cm2L/cmL平均值/m153324933563解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V溶液 mL4103 mL，因为，故1滴溶液中油酸体积为V油酸V溶液 cm38106cm3。据此算得3次测得L的结果分别为L11.5108cm，L21.62108cm，L31.42108cm其平均值为1.511010m这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求。答案
4、：见解析4“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示。(1)令单缝宽度为h，双缝之间的距离为d，双缝到屏的距离为l，当采取下列四组数据中的_时，可能在光屏上观察到清晰可辨的干涉条纹。Ah10 mm，d0.1 mm，l100 cmBh1 mm，d0.1 mm，l100 cmCh1 mm，d10 mm，l10 cmDh10 mm，d10 mm，l100 cm(2)用某种单色光照射双缝得到如图所示的干涉条纹，则分划板在图中A、B位置时，游标卡尺读数分别为yA_ mm，yB_mm，相邻两条纹间距y_mm。解析：(1)根据公式y可得h越小，d越小，l越大，干涉条纹越清晰，故选B。(2)A图中读
5、数为yA11 mm0.11 mm11.1 mm，B图中的读数为yB15 mm60.1 mm15.6 mm，相邻条纹间距为y mm0.75 mm。答案：(1)B(2)11.115.60.755. 某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中，单摆摆动过程中的摆角小于5。(1)实验中，某同学用机械秒表测单摆完成多次全振动的时间如图所示，则秒表示数为_s。(2)若在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为0，到第n次经过最低点所用的时间为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为l，再用游标卡尺测得摆球的直径为d，用上述物理量的符号写出重力加速
6、度的表达式g_。(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，以L为横坐标、T2为纵坐标，作出了T2L图线如图所示，求得该直线的斜率k，则重力加速度g_。解析：(1)由图示秒表可知，其示数为60 s15.2 s75.2 s；(2)单摆的摆长Ll，单摆的周期为T，由单摆周期公式T2可知重力加速度为g；(3)由单摆周期公式T2 可知T2L，则T2L图像的斜率k，则加速度g。答案：(1)75.2(2)(3)6在用油膜法估测分子的大小实验中，用a mL的纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，再用滴管取1 mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜
7、充分展开后，测得油膜的面积为S cm2，则：(1)估算油酸分子的直径大小是_cm。(2)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的_。A摩尔质量B摩尔体积C质量 D体积解析：(1)据题得，油酸酒精溶液的浓度为，一滴油酸酒精溶液的体积为 mL，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V mL mL，则油酸分子的直径为d cm。(2)设一个油酸分子的体积为V1，则V1d3，由NA可知，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的摩尔体积，B项正确。答案：(1)(2)B能力题组专练7(1)某同学尝试用DIS测量单摆的周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其
8、轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A应接到数据采集器。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于_。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为_(地磁场和磁传感器的影响可忽略)。(2)多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。此后，分别取L和T的对数，所得到的 lg Tlg L图线为_(选填“直线”“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g_。解析：(1)单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于最低点(或平衡位置)。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔
9、为t，则单摆周期的测量值为。(2)由T2 可知lg Tlglg L，故lg Tlg L图像为直线。由题意可知lgc，故g。答案：(1)最低点(2)直线8一实验小组在做插针法“测定玻璃的折射率”实验时，发现老师给的一块两面平行的玻璃砖，其中一面aa是镀银面，光线能反射但不能穿过，于是利用观察反射光线插针法测折射率，如甲图所示，四个黑点P1、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置，乙图为画好边界线移去玻璃后的光路图，图中M为OO的中点。(1)请在图乙中画出玻璃内的光路，并标出光线进入玻璃时的入射角1和折射角2。(2)用所给的字母，写出求解玻璃折射率的表达式n_。(3)某同学将玻璃边界线画为丙图中的
10、两条虚线，则测出的折射率与实际值相比将会偏_(选填“大”或“小”)。解析：(1)分别作出过入射点与出射点的法线，然后作出折射光线与反射光线，光路图如图所示。(2)折射率n。(3)由丙图所示可知，界面aa偏后，bb与玻璃界面重合，则作光路图测出的入射角1不变而折射角2偏小，由n可知，所测折射率偏大。答案：(1)图见解析(2)(3)大9在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲所示)，并选用缝间距d0.20 mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L700 mm。然后，接通电源使光源正常工作。(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某
11、同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数x11.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2_mm。(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离x _mm；这种色光的波长_nm。解析：(1)此实验的测量头采用50分度的游标尺读数原理，精确度是0.02 mm，主尺读数是15 mm，游标读数是10.02 mm0.02 mm，因此x215 mm0.02 mm15.02 mm。(2)从各暗纹的编号可得n7，则x mm2.
12、31 mmxm6.6107m6.6102nm。答案：(1)15.02(2)2.316.610210某小组在做“用单摆测定重力加速度”实验后，为进一步探究，将单摆的轻质细线改为刚性重杆。通过查资料得知，这样做成的“复摆”做简谐运动的周期T2，式中Ic为由该摆决定的常量，m为摆的质量，g为重力加速度，r为转轴到重心C的距离。如图甲，实验时在杆上不同位置打上多个小孔，将其中一个小孔穿在光滑水平轴O上，使杆做简谐运动，测量并记录r和相应的运动周期T；然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验，实验数据见表，并测得摆的质量m0.50 kg。r/m0.450.400.350.300.250.20T/s2.112.
13、142.202.302.432.64(1)由实验数据得出图乙所示的拟合直线，图中纵轴表示_。(2)Ic的国际单位为_，由拟合直线得到Ic的值为_(保留到小数点后两位)。(3)若摆的质量测量值偏大，重力加速度g的测量值_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。解析：(1)由T2 ，可得T2rr2，所以图中纵轴表示T2r。(2)Ic单位与mr2单位一致，因为mr2的国际单位为kgm2，所以Ic的国际单位为kgm2；结合T2rr2和题图中的截距和斜率，解得Ic的值约为0.17。(3)重力加速度g的测量值是通过求斜率得到的，与质量无关，所以若摆的质量测量值偏大，重力加速度g的测量值不变。答案：(1)T2r(2)kgm20.17(3)不变