【高考物理重難點突破】熱學和光學實驗

【情境解讀】

【高分技巧】

【考向一：用油膜法估測油酸分子的大小】

1．對“V”的測量

(1)配制一定濃度的油酸酒精溶液，設(shè)其濃度為n。

(2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，讀出它的體積為V₀。

(3)再把它一滴滴地滴入燒杯中，記下液滴的總滴數(shù)N。

(4)則一滴油酸酒精溶液中，純油酸的體積V＝。

2．對“S”的測量

(1)數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)n₀，不足半個的舍去，多于半個的算一個。

(2)用正方形的個數(shù)乘單個正方形的面積S₀計算出油膜的面積S＝n₀S₀。

1．在“估測油酸分子大小的實驗”中，具體操作如下：

①取油酸1.0 mL注入2 500 mL的容量瓶內(nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到2 500 mL的刻度為止，搖動容量瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達到1.0 mL為止，恰好共滴了100滴；

③在邊長約40 cm的淺水盤內(nèi)注入約2 cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精溶解后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，膜上沒有痱子粉，可以清楚地看出油膜輪廓；

④待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油酸膜的形狀；

⑤將畫有油酸膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0 cm的方格紙上。

(1)利用上述具體操作中的有關(guān)數(shù)據(jù)可知一滴油酸酒精溶液含油酸為______m³，油膜面積為________m²，求得的油酸分子直徑為________m(此空保留1位有效數(shù)字)。

(2)若阿伏加德羅常數(shù)為N_A，油酸的摩爾質(zhì)量為M。油酸的密度為ρ。則下列說法正確的是________。

A．1 kg油酸所含有分子數(shù)為ρN_A

B．1 m³油酸所含分子數(shù)為

C．1個油酸分子的質(zhì)量為

D．油酸分子的直徑約為

(3)某同學實驗中最終得到的油酸分子的直徑和大多數(shù)同學的比較，數(shù)據(jù)都偏大。出現(xiàn)這種結(jié)果的原因可能是________。

A．在求每滴溶液體積時，1 mL溶液的滴數(shù)少記了2滴

B．計算油膜面積時，錯將所有不完整的方格作為完整的方格處理

C．水面上痱子粉撒的較多，油酸膜沒有充分展開

D．做實驗之前油酸溶液擱置時間過長

2．在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL溶液中有純油酸0.5 mL，用注射器測得1 mL上述溶液有80滴，把1滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中，待水面穩(wěn)定后，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形格的邊長為1 cm，則可求得：

(1)油酸薄膜的面積是________cm²。

(2)油酸分子的直徑是________m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

(3)某同學實驗中最終得到的計算結(jié)果數(shù)據(jù)偏大，可能是由于________。

A.油膜中含有大量未溶解的酒精

B.計算油膜面積時，錯將全部不完整的方格作為完整方格處理

C.計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格

D.水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開

(4)利用單分子油膜法可以粗測分子大小和阿伏加德羅常數(shù)。如果已知體積為V的一滴油酸在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，則阿伏加德羅常數(shù)的表達式為________(分子看成球體)。

(5)本實驗體現(xiàn)的物理思想方法為________。

A.控制變量法B.理想化模型法

C.極限思想法D.整體法與隔離法

3．(1)在做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，實驗簡要步驟如下：

A.用公式d＝，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小

B.用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)

C.根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V

D.用淺盤裝入約2 cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面

E.將油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上

F.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個的舍去，多于半個的算一個)再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S

上述實驗步驟的合理順序是________。

(2)以上實驗所用的油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL溶液中有純油酸0.6 mL，用注射器測得1 mL上述溶液有80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形格的邊長為1 cm，則可求得：

①油酸薄膜的面積是________cm²；

②一滴溶液中純油酸的體積是________mL；

③油酸分子的直徑是________m(③的結(jié)果保留1位有效數(shù)字)；

(3)在實驗操作及數(shù)據(jù)處理過程中，以下說法中正確的是________。

A.為了防止酒精的揮發(fā)，配置的油酸酒精溶液不能長時間放置

B.處理數(shù)據(jù)時將油酸分子看成單分子層且緊密排列

C.處理數(shù)據(jù)時將一滴油酸酒精溶液的體積除以油膜面積就得到了油酸分子的直徑

D.若實驗中撒的痱子粉過多，則計算得到的油酸分子的直徑將偏大

4． (2023汕尾調(diào)研)在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL溶液中有純油酸0.5 mL，用注射器測得1 mL上述溶液有80滴，把1滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中，待水面穩(wěn)定后，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖甲所示，圖中正方形格的邊長為1 cm.

(1) 本實驗體現(xiàn)的物理思想方法為____________．

A. 控制變量法　　B. 理想化模型

C. 極限思想法　　D. 整體法與隔離法

(2) 油酸分子的直徑是____________m．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3) 某次實驗時，滴下油酸溶液后，痱子粉迅速散開形成如圖乙所示的“鋸齒”邊沿圖案，出現(xiàn)該圖樣的可能原因是____________．

A. 盆中裝的水量太多

B. 盆太小，導致油酸無法形成單分子層

C. 痱子粉撒得太多，且厚度不均勻

(4) 某次實驗時，該小組四個同學都發(fā)生了一個操作錯誤，導致最后所測分子直徑偏大的是____________．

A. 甲同學在計算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯了一個注射器取一溶液滴在水面上，這個拿錯的注射器的針管比原來的粗

B. 乙同學用注射器測得80滴油酸酒精的溶液為1 mL，不小心錯記錄為81滴

C. 丙同學計算油膜面積時，把凡是半格左右的油膜都算成了一格

D. 丁同學在配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了一點，導致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值小了

5．(1)如圖1所示的四個圖反映“用油膜法估測分子的大小”實驗中的四個步驟，將它們按操作先后順序排列應是________(用符號表示)．

(2)在該實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL溶液中有1 mL油酸．用注射器測得1 mL上述溶液有100滴，把2滴該溶液滴入盛水的淺盤里，畫出油膜的形狀如圖2所示，坐標格的正方形大小為20 mm×20 mm.可以估算出油膜的面積是________ m²，2滴油酸溶液中純油酸的體積為____m³，由此估算出油酸分子的直徑是________m(所有結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)．

(3)某同學通過測量出的數(shù)據(jù)計算分子直徑時，發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果比實際值偏大，可能是由于________．

A．油酸未完全散開

B．油酸溶液濃度低于實際值

C．計算油膜面積時，將所有不足一格的方格算作一格

D．求每滴溶液體積時，1 mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴

【考向二：探究等溫情況下一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系】

實驗裝置圖

圖2

(1)用注射器封閉一段空氣，把橡膠套塞住，保證氣體的質(zhì)量不變。

(2)讀出空氣柱的長度L和空氣柱的壓強p。

(3)緩慢向下壓或向上拉柱塞，分別讀取空氣柱的長度和氣體壓強的大小，記錄數(shù)據(jù)。

(4)根據(jù)數(shù)據(jù)得出p－V圖像或p－ 圖像，得出p、V的關(guān)系。

6．如圖為“研究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下，壓強與體積的關(guān)系”實驗裝置：

(1)圖3中直接與注射器相連的方框所代表的實驗器材是____________。為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是________________和________________________。

(2)由注射器的滿刻度處開始推動活塞，記錄刻度值V，同時記錄對應的由計算機顯示的氣體壓強值p，用V－ 圖像處理實驗數(shù)據(jù)，得出圖所示的圖線，如果實驗操作規(guī)范正確，那么V₀代表________________________。

(3)某同學實驗時緩慢推動活塞，并記錄下每次測量的壓強p與注射器刻度值V。在實驗中出現(xiàn)壓強傳感器軟管脫落，他重新接上后繼續(xù)實驗，其余操作無誤。若該同學用軟管脫落前測得的實驗數(shù)據(jù)在圖5中畫出了V－圖線，則在圖中大致畫出可能的、符合軟管脫落后測得的實驗數(shù)據(jù)的那部分V－ 圖線。

7．(2023山東卷)利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強p和體積V(等于注射器示數(shù)V₀與塑料管容積ΔV之和)。逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。

回答以下問題：

(1)在實驗誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體________。

A.p與V成正比B.p與成正比

(2)若氣體被壓縮到V＝10.0 mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強為________Pa(保留3位有效數(shù)字)。

(3)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，他的計算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學的計算結(jié)果之差的絕對值會隨p的增大而________(選填“增大”或“減小”)。

8．(2022遼寧模擬)小華同學利用圓柱體注射器選取一段空氣柱為研究對象來“探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關(guān)系”，實驗裝置如圖甲所示，它由注射器與氣壓計組成。

(1)實驗的條件：在柱塞上涂油防止漏氣，以保證氣體________不變；緩慢地推、拉柱塞，以保證在體積改變時________不變。

(2)物理量的測量：空氣柱的壓強p可以從儀器上方壓力表的指針讀出，空氣柱的長度l可以在玻璃管側(cè)的刻度尺上讀出，空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V。小華實驗前用游標卡尺測量了圓柱體注射器的內(nèi)徑，從圖乙上讀出的測量結(jié)果D＝________ mm；用手把柱塞向下壓或向上拉，讀出體積與壓強的幾組數(shù)據(jù)。

(3)數(shù)據(jù)分析：小華發(fā)現(xiàn)空氣柱的體積越小，壓強就越大。通過分析，為了找到體積與壓強的關(guān)系，是否一定要測量空氣柱的橫截面積？________(填“是”或“否”)；為了進一步通過圖像來檢驗空氣柱的壓強是否跟體積成反比這個猜想，以壓強p為縱坐標，應以________(填“V”或“”)為橫坐標，把各組數(shù)據(jù)在坐標系中描點，如果圖像中的各點位于延長線過原點的同一條直線上，就說明在溫度不變時壓強與體積成反比。

9． (2023廣東省實驗中學)某位同學用DIS研究“在溫度不變時，一定質(zhì)量氣體壓強與體積關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示．操作步驟如下：

①在注射器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，將注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機逐一連接起來．

②移動活塞至某一位置，記錄此時注射器內(nèi)封閉氣體的體積和由計算機顯示的氣體壓強．

③重復上述步驟②，多次測量并記錄．

④根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出相應圖像，分析得出結(jié)論．

(1) 關(guān)于該實驗，下列說法中正確的是____________．

A. 移動活塞時應緩慢一些

B. 為方便推拉柱塞，應用手握注射器再推拉柱塞

C. 在柱塞與注射器壁間涂上潤滑油的目的是減小摩擦力

(2) 為了能直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系，應作出____________(填“p－V”或“p－”)圖像．對圖像進行分析，如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖像是一條____________________，就說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時，其壓強與體積成反比．

(3) 該同學測得的實驗數(shù)據(jù)在計算機屏幕上顯示如下表所示，仔細觀察“p·V”一欄中的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)越來越小，造成這一現(xiàn)象的可能原因是___________________ ___________________________________________________________________.(一條即可)

(4) 該同學在另一次實驗中又繪制了－V圖像，如圖乙所示，則連接注射器與壓強傳感器的軟管內(nèi)的氣體體積為____________．

10.(1)如圖所示，用一個帶有刻度的注射器及計算機輔助系統(tǒng)來探究氣體壓強與體積的關(guān)系，實驗中所研究的對象是________，應保持不變的物理量是________和________，它的體積可從________直接讀出，它的壓強由圖中的壓強傳感器等計算機輔助系統(tǒng)得到。

(2)某同學在做“氣體的壓強與體積的關(guān)系”實驗中，測得的實驗數(shù)據(jù)在計算機屏幕上顯示如下表所示，仔細觀察“p·V”一欄中的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)越來越小，造成這一現(xiàn)象的可能原因是________。

A.實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力越來越大

B.實驗時環(huán)境溫度升高了

C.實驗時外界大氣壓強發(fā)生了變化

D.實驗時注射器內(nèi)的氣體向外發(fā)生了泄漏

(3)某同學在一次實驗中，計算機屏幕顯示如圖所示，其縱坐標表示封閉氣體的壓強，則橫坐標表示的物理量是封閉氣體的________。

A.熱力學溫度T

B.攝氏溫度t

C.體積V

D.體積的倒數(shù)

【考向三：測量玻璃的折射率】

1．一個重要實驗步驟

在玻璃磚的另一側(cè)插上P₃，使P₃擋住P₁、P₂的像，再插上P₄，使P₄擋住P₃和P₁、P₂的像。

2．三個數(shù)據(jù)處理的方法

(1)計算法：由n＝，算出不同入射角時的n值，并取平均值。

(2)圖像法：作sin θ₁－sin θ₂圖像，由n＝可知其斜率為折射率。

(3)單位圓法：以入射點O為圓心，作半徑為R的圓，如圖所示，則sin θ₁＝，sin θ₂＝，OE＝OE′＝R，所以用刻度尺量出EH、E′H′的長度就可以求出n＝＝。

3．兩個減小誤差的實驗要求

(1)實驗時，應盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P₁和P₂之間、P₃和P₄之間、P₂和O、P₃與O′之間距離要稍大一些。

(2)入射角θ₁不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)，當θ₁太大時，反射光較強，折射光較弱，當θ₁太小時，入射角、折射角測量的相對誤差較大。

11.如圖甲所示，某同學在“測量玻璃的折射率”的實驗中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa′和bb′。O為直線AO與aa′的交點。在直線OA上豎直地插上P₁、P₂兩枚大頭針。

(1)該同學接下來要完成的必要步驟有________。

A.插上大頭針P₃，使P₃僅擋住P₂的像

B.插上大頭針P₃，使P₃擋住P₁的像和P₂的像

C.插上大頭針P₄，使P₄僅擋住P₃

D.插上大頭針P₄，使P₄擋住P₃和P₁、P₂的像

(2)過P₃、P₄作直線交bb′于O′，過O′作垂直于bb′的直線NN′，連接OO′。測量圖甲中角α和β的大小。則玻璃磚的折射率n＝________。

(3)該同學在測量入射角和折射角時，由于沒有量角器，在完成了光路圖之后，過O作垂直于aa′的直線MM′，以O點為圓心，OA為半徑畫圓，交OO′的延長線于C點，過A點和C點作垂直MM′的線段分別交于B點和D點，如圖甲所示。測量有關(guān)線段的長度，可得玻璃的折射率n＝________(用圖中線段字母表示)。

(4)如圖乙所示，該同學在實驗中將玻璃磚界面aa′和bb′的間距畫得過寬。若其他操作均正確，則折射率的測量值________準確值(填“大于”“小于”或“等于”)。

12.(2023廣東卷)某同學用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率，實驗過程如下：

(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標記玻璃磚的邊界。

(2)①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的M點水平入射，到達ef面上的O點后反射到N點射出，用大頭針在白紙上標記O點、M點和激光筆出光孔Q的位置；

②移走玻璃磚，在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，作QM連線的延長線與ef面的邊界交于P點，如圖(a)所示；

③用刻度尺測量PM和OM的長度d₁和d₂，PM的示數(shù)如圖(b)所示，d₁為________cm。測得d₂為3.40 cm。

(3)利用所測量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達式n＝________；由測得的數(shù)據(jù)可得折射率n為________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(4)相對誤差的計算式為δ＝×100%。為了減小d₁、d₂測量的相對誤差，實驗中激光在M點入射時應盡量使入射角________。

13.(2023海南卷)如圖所示，在用激光測玻璃磚折射率的實驗中，玻璃磚與光屏P平行放置，從另一側(cè)用激光筆以一定角度照射，此時在光屏上的S₁處有激光點，移走玻璃磚，光點移到S₂處。

(1)請在圖中畫出激光束經(jīng)玻璃磚折射后完整的光路圖；

(2)已經(jīng)測出AB＝l₁，OA＝l₂，S₁S₂＝l₃，則折射率n＝________(用l₁、l₂、l₃表示)；

(3)若改用寬度比ab更小的玻璃磚做實驗，則S₁S₂間的距離會________(選填“變大”“變小”或“不變”)。

14.某同學用插針法測量某種材料制成的三棱鏡的折射率，主要實驗步驟如下：

(1)先在木板上鋪一張方格紙，方格紙上的小格子均為正方形，將棱鏡放在方格紙上，然后畫出棱鏡的界面，如圖所示。在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P₁和P₂，用“·”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過棱鏡觀察，并依次插上大頭針P₃和P₄，利用相關(guān)實驗器材測出棱鏡的折射率，下列說法正確的有________。

A.P₃只需擋住P₂的像

B.P₄擋住P₃的同時，還要擋住P₁和P₂的像

C.該實驗除刻度尺外，還必須使用量角器

D.該實驗僅需使用刻度尺，無需使用量角器

(2)經(jīng)正確操作，四枚大頭針的位置如圖3所示，請在圖上作出實驗光路圖。

(3)依據(jù)光路圖，可得該棱鏡的折射率為________(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

15.小明同學為探究光的折射規(guī)律設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，在玻璃水槽中豎直放置的光屏由E和F兩個半圓形光屏組成，其豎直方向的直徑NOM為兩半圓屏的分界線，其中光屏F可繞直徑NOM在水平方向前后折轉(zhuǎn)。

(1)實驗時，先讓光屏E、F位于同一平面內(nèi)，一束激光貼著光屏E從空氣斜射入水中，在光屏F上______(選填“能”或“不能”)看到折射后的光束；小明將光屏F向后折轉(zhuǎn)一定角度后，則在光屏F上________(選填“能”或“不能”)看到折射光線，這說明折射光線和入射光線________(選填“在”或“不在”)同一平面內(nèi)；

(2)小明探究光從水射向空氣時，折射角與入射角的關(guān)系，測得的數(shù)據(jù)如下表所示。由表中數(shù)據(jù)可知，光從水斜射入空氣中時，折射角__________(選填“大于”“等于”或“小于”)入射角。

【考向四：用雙縫干涉實驗測量光的波長】

實驗裝置圖及實驗原理

(1)如圖所示

(2)原理：Δx＝λ，因此，只要測出Δx、d、l即可測出波長λ。

(3)Δx的測量：調(diào)節(jié)測量頭，使分劃板中心刻線對齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a₁；轉(zhuǎn)動手輪，當分劃板中心刻線與第n條相鄰的亮條紋中心對齊時，記下手輪上的讀數(shù)a₂；則相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝。

16.物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：

(1)“用雙縫干涉測量光的波長”實驗裝置如圖所示，光具座上a、b、c處放置的光學元件依次為________。

A.濾光片　雙縫　單縫B.濾光片　單縫　雙縫

C.單縫　濾光片　雙縫D.雙縫　濾光片　單縫

(2)某同學用測量頭測量時，先將測量頭目鏡中看到的分劃板中心刻度線對準亮條紋A的中心，記錄手輪上的示數(shù)x₁，然后他轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻度線對準亮條紋B的中心，這時手輪上的示數(shù)是x₂，若測得雙縫與屏之間的距離為l，雙縫間距為d，則對應光波的波長λ＝________。

17.利用雙縫干涉測量光的波長實驗中，雙縫相距d，雙縫到光屏的距離L，用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖所示，分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)如圖所示，則：

(1)分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺讀數(shù)分別為x_A＝________mm，x_B＝________mm，相鄰兩條紋間距Δx＝________mm。

(2)波長的表達式λ＝________(用Δx、L、d表示)。

(3)若將濾光片由紅色換為綠色，得到的干涉條紋間距將________(選填“變大”“不變”或“變小”)。

(4)若僅將屏向遠離雙縫的方向移動。可以________(填“增加”或“減少”)從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)。

18.(2023深圳第一次調(diào)研)某實驗小組使用圖甲的裝置測量某紅色激光的波長．用光具座固定激光筆和刻有雙縫的黑色紙板，雙縫間的寬度d＝0.2 mm.激光經(jīng)過雙縫后投射到光屏中的條紋如圖乙所示，由刻度尺讀出A、B兩亮紋間的距離x＝__________mm.通過激光測距儀測量出雙縫到投影屏間的距離L＝2.0 m，已知＝(Δx為相鄰兩條亮紋間的距離)，則該激光的波長λ＝____________m．如果用紫色激光重新實驗，相鄰亮紋間距會____________(填“變大”“變小”或“不變”).

甲

乙

19.(2023江蘇蘇州中學模擬)(1)細絲和單縫有相似的衍射圖樣,在相同條件下,小明用激光束分別垂直照射兩種不同直徑的細絲Ⅰ和細絲Ⅱ,在光屏上形成的衍射圖樣如圖甲中a和b所示,已知細絲Ⅰ的直徑為0.605 mm,現(xiàn)用螺旋測微器測量細絲Ⅱ的直徑,如圖乙所示,細絲Ⅱ的直徑為 mm,圖甲中的(選填“a”或“b”)是細絲Ⅱ的衍射圖樣; 

甲

乙

丙

(2)小明在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時,嘗試用單縫和平面鏡做類似實驗。單縫和平面鏡的放置如圖丙所示,白熾燈發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為波長為λ的單色光照射單縫,能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋。

①若S視為其中的一個縫,那么相當于另一個“縫”;

②小明測得單縫與鏡面延長線的距離為h、與光屏的距離為D,光的波長用λ表示,則條紋間距的表達式可寫為Δx=;

③實驗表明,光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)界面發(fā)生反射,在入射角接近90°時,反射光與入射光相比,相位有π的變化,即半波損失。如果把光屏移動到和平面鏡接觸,則接觸點P處是(選填“亮條紋”或“暗條紋”);

④實驗中已知單縫S到平面鏡的垂直距離h=0.15 mm,單縫到光屏的距離D=1.2 m,觀測到第3個亮條紋中心到第12個亮條紋中心的間距為22.78 mm,則該單色光的波長λ= m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);

⑤隨后小明撤去平面鏡,在單縫下方A處放置同樣的另一單縫,形成雙縫結(jié)構(gòu),則在光屏上(選填“能”或“不能”)觀察到干涉條紋。

20.(2024湖南師大附中二模)某同學利用如圖甲所示裝置測量某種單色光波長。實驗時,接通電源使光源正常發(fā)光,調(diào)整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問題:

甲

(1)關(guān)于本實驗,下列說法正確的是。

A.若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮,可能是因為光源、單縫、雙縫與遮光筒不共軸所致

B.A處為單縫,B處為雙縫,濾光片在A和B之間

C.A處為單縫,B處為雙縫,濾光片在凸透鏡和A之間

D.若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù),可以換用間距更小的雙縫

(2)某次測量時,選用的雙縫的間距為0.4 mm,測得屏與雙縫間的距離為0.5 m,用某種單色光實驗得到的干涉條紋及分劃板在某兩個位置時游標卡尺的讀數(shù)如圖乙所示,則①位置對應的讀數(shù)為 mm。②位置對應的讀數(shù)為15.6 mm,則所測單色光的波長約為 nm(結(jié)果保留整數(shù)部分)。

乙

丙

(3)若某次實驗觀察到的干涉條紋與分劃板的中心刻線不平行,如圖丙所示,在這種情況下測量相鄰條紋間距Δx,則波長λ的測量值(選填“大于”“小于”或“等于”)實際值。