专题19 其他实验——2023和2024年高考真题汇编
一．选择题（共3小题）
1．（2024 浙江）理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若（ ）
A．电容C增大，L1灯泡变亮
B．频率f增大，L2灯泡变亮
C．RG上光照增强，L3灯泡变暗
D．S接到b时，三个灯泡均变暗
2．（2023 江苏）在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是（ ）
A．把柱塞快速地向下压
B．把柱塞缓慢地向上拉
C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞
D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞
3．（2023 全国）利用如图所示的电路做光电效应实验，通过改变滑动变阻器的滑动头位置，可获得光电流强度与电压的关系图线。实验中使用了几种已知频率的入射光照射光电管，这些光入射后在电路中均出现了光电流。保持电路接法不变，通过实验可以测出（ ）
A．普朗克常量
B．金属的逸出功
C．光电子脱离金属后的最大初动能
D．一定光强下的饱和光电流
二．多选题（共1小题）
（多选）4．（2024 江西）某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是（ ）
A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B．透镜的作用是使光更集中
C．单缝的作用是获得线光源
D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多
三．填空题（共2小题）
5．（2023 北京）（1）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径d＝ 。
（2）采用图1所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。
①实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在 （填“M”或“N”）端。
②按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为 （填“a”“b”或“c”）。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有 。
6．（2023 浙江）以下实验中，说法正确的是 （多选）
A．“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小
B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积
C．“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大
D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零
四．实验题（共14小题）
7．（2024 浙江）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和B、顶角大小为θ）的折射率。
①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点；
②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef
③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住 （选填“P1”、“P2”或“P1和P2”）的虚像；
④确定出射光线的位置 （选填“需要”或“不需要”）第四枚大头针；
⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率n＝ 。
8．（2024 北京）（1）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图1所示的光路图，测出了入射角i和折射角r，则此玻璃的折射率n＝ 。
（2）用如图2所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图3所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。
关于本实验，下列说法正确的是 （填选项前的字母）。
A.需要记录感应电流的大小
B.通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C.图3中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关
（3）某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图4所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图5所示，可得：该电池的电动势E＝ V，内阻r＝ kΩ。（结果保留两位有效数字）
9．（2024 安徽）
某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。
（1）为测量玻璃的折射率，按图甲所示进行实验，以下表述正确的一项是 。（填正确答案标号）
A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′
B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2
C.实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差
（2）为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面。保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示。此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关。频率大，折射率 （填“大”或“小”）。
（3）为探究折射率与介质材料的关系，用同一束激光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角α1，测得折射角分别为（α2、α3（α2＜α3）），则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃 n介质（填“＞”或“＜”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。
10．（2024 广东）某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。
图甲是光照方向检测电路，所用器材有：电源E（电动势3V）；电压表V1和V2（量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大）；滑动变阻器R；两个相同的光敏电阻RG1和RG2；开关S；手电筒；导线若干。图乙是实物图，图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上，控制单元与检测电路的连接未画出，控制单元对光照方向检测电路无影响。
请完成下列实验操作和判断。
（1）电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表V1间的实物图连线。
（2）光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R的滑片置于 端，用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小。
②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。V1的示数如图丙所示，读数U1为 V。V2的示数U2为1.17V，由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值 （填“较大”或“较小”）。
③断开S。
（3）光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到RG1和RG2。
②闭合S，并启动控制单元，控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数U1＜U2，图乙中的电动机带动电池板 （填“逆时针”或“顺时针”）转动，直至 时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。
11．（2024 广东）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。
（1）图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是 。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出，相邻计数点的间距已在图中给出，打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为 m/s2（结果保留3位有效数字）。
（2）在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为 cm。
（3）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏，遮光筒不可调节，打开并调节 ，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮，取下光屏，装上单缝、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。
12．（2024 河北）某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表（0～20V）、数字电流表（0～20mA）、滑动变阻器R（最大阻值50Ω，1.5A）、白炽灯、可调电阻R1（0～50kΩ）、发光二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。
（1）判断发光二极管的极性
使用多用电表的“×10k”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图2）。由此判断M端为二极管的 （填“正极”或“负极”）。
（2）研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性
①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的 、 、 接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。
②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而 （填“增大”或“减小”）。
（3）组装光强报警器电路并测试其功能
图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应 （填“增大”或“减小”）可调电阻R1的阻值，直至发光二极管发光。
13．（2024 河北）（1）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据，判断单色光1为 （填“红光”或“绿光”）。
（2）图2为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹。某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到了如图3所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点。
①每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度 （填“相同”或“不同”）。
②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。
③根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为 m/s（当地重力加速度g为9.8m/s2，保留2位有效数字）。
14．（2024 湖北）某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：
①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA'和BB'，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA'，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图（a）所示。
②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。
③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。
④分别过M、P作BB'的垂线MM'、PP'，M'、P'是垂足，并用米尺分别测量MM'、PP'的长度x和y。
⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出y﹣x图像，如图（b）所示。
（1）关于该实验，下列说法正确的是 （单选，填标号）。
A．入射角越小，误差越小
B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差
C．选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显
（2）根据y﹣x图像，可得玻璃砖的折射率为 （保留三位有效数字）。
（3）若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
15．（2024 浙江）在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，测得热敏电阻Rt在不同温度时的阻值如下表。
温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4
电阻/（102Ω） 220 160 100 60 45 30 25 15
某同学利用上述热敏电阻Rt、电动势E＝3V（内阻不计）的电源、定值电阻R（阻值有3kΩ、5kΩ、12kΩ三种可供选择）、控制开关和加热系统，设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于20℃，现要求将室内温度控制在20℃～28℃范围，且1、2两端电压大于2V，控制开关开启加热系统加热，则应选择的电路是 ，定值电阻R的阻值应选 kΩ，1、2两端的电压小于 V时，自动关闭加热系统（不考虑控制开关对电路的影响）。
16．（2023 山东）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和体积V（等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和）。逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
回答以下问题：
（1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体 。
A.p与V成正比
B.p与成正比
（2）若气体被压缩到V＝10.0mL，由图乙可读出封闭气体压强为 Pa（保留3位有效数字）。
（3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算pV乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而 （填“增大”或“减小”）。
17．（2023 广东）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率。实验过程如下：
（1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。
（2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q的位置。
②移走玻璃砖。在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，如图（a）所示。
③用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2。PM的示数如图（b）所示，d1为 cm。测得d2为3.40cm。
（3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n＝ 。由测得的数据可得折射率n为 （结果保留3位有效数字）。
（4）相对误差的计算式δ100%。为了减小d1、d2测量的相对误差，实验中激光在M点入射时应尽量使入射角 。
18．（2023 湖南）某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，R1、R2、R3为电阻箱，RF为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器（内阻无穷大）。
（1）先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是 Ω；
（2）适当调节R1、R2、R3，使电压传感器示数为0，此时，RF的阻值为 （用R1、R2、R3表示）；
（3）依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示：
次数 1 2 3 4 5 6
砝码质量m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电压U/mV 0 57 115 168 220 280
根据表中数据在图（c）上描点，绘制U﹣m关系图线；
（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0，电压传感器示数为200mV，则F0大小是 N（重力加速度取9.8m/s2，保留2位有效数字）；
（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感微小压力F1，此时非理想毫伏表读数为200mV，则F1 F0 （填“＞”“＝”或“＜”）。
19．（2023 海南）用激光测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖与屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射，此时在屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处。
（1）请画出激光束经玻璃折射后完整的光路图；
（2）已经测出AB＝l1，OA＝l2，S1S2＝l3，则折射率n＝ （用l1、l2、l3表示）；
（3）若改用宽ab更小的玻璃砖做实验，则S1S2间的距离会 （填“变大”，“变小”或“不变”）。
20．（2023 全国）一玻璃砖上下底面为相互平行的平面，两个侧面中一个为平面，另一个为圆柱面的一部分。现要用插针法测量该玻璃砖的折射率，可用的器材还有：木板，白纸，铅笔，四枚大头针和带刻度的三角板（一个角为直角，两个锐角均为45°）。
完成下列实验步骤中的填空并完成光路示意图：
（1）将铺有白纸的木板平放在桌面上，玻璃砖放在白纸上面（图中纸面为玻璃砖底面），用铅笔描下其轮廓线，如图所示。
（2）将玻璃砖移开，过其轮廓直线段的中点O作垂线（图中点划线）与圆弧交于a点，在轮廓外过a点做一条与点划线夹角为45°的直线ab；然后将玻璃砖放回原处。
（3）将第一、第二两枚大头针插在 。
（4）在玻璃砖的另一侧插上第三枚大头针和第四枚大头针，使得 。
（5）再次移开玻璃砖，过第三、第四枚大头针在纸上的插孔作直线，与轮廓线交于O′点，测量线段 和 的长度。
（6）完成光路示意图。
（7）可以求出玻璃砖的折射率的表达式为n＝ 。
五．解答题（共2小题）
21．（2024 上海）实验是人类认识物质世界的宏观性质与微观结构的重要手段之一，也是物理学研究的重要方法。
（1）通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为 。
A.10﹣15m
B.10﹣12m
C.10﹣9m
D.10﹣6m
（2）验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示，用支架将封有一定质量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中，随着水温的缓慢下降，记录多组气体温度和体积的数据。
①不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是 。
②下列有助于减小实验误差的操作是 。
A.实验前测量并记录环境温度
B.实验前测量并记录大气压强
C.待温度读数完全稳定后才记录数据
D.测量过程中保持水面高于活塞下端
22．（2024 上海）光的行为曾令物理学家感到困惑。双缝干涉、光电效应等具有里程碑意义的实验。逐渐揭开了光的神秘面纱。人类对光的认识不断深入，引发了具有深远意义的物理学革命。
（1）在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，双缝间距为d，双缝到光强分布传感器距离为L。
①实验时测得N条暗条纹间距为D，则激光器发出的光波波长为 。
A.
B.
C.
D.
②在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比 。
A.增加
B.不变
C.减小
③移去偏振片，将双缝换成单缝，能使单缝衍射中央亮纹宽度增大的操作有 。（多选）
A.减小缝宽
B.使单缝靠近传感器
C.增大缝宽
D.使单缝远离传感器
（2）某紫外激光波长为λ，其单个光子能量为 。若用该激光做光电效应实验，所用光电材料的截止频率为ν0，则逸出光电子的最大初动能为 。（普朗克常量为h，真空中光速为c）
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专题19 其他实验——2023和2024年高考真题汇编
一．选择题（共3小题）
1．（2024 浙江）理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若（ ）
A．电容C增大，L1灯泡变亮
B．频率f增大，L2灯泡变亮
C．RG上光照增强，L3灯泡变暗
D．S接到b时，三个灯泡均变暗
【解答】解：当S接a时，根据理想变压器电压与匝数比的关系，变压器的匝数比不变，输入电压不变，因此输出电压不变；
A.电容器的电容C增大，容抗减小，通过灯泡L1的电流增大，灯泡变亮，故A正确；
B.交流电的频率增大，电感的感抗增大，通过灯泡L2的电流减小，灯泡变暗，故B错误；
C.光照增强，光敏电阻的阻值减小，通过灯泡L3的电流增大，灯泡变亮，故C错误；
D.当S接b时，根据理想变压器电压与匝数比的关系，变压器原线圈的的匝数减小，输入电压不变，因此输出电压增大，因此三个灯泡均变亮，故D错误。
故选：A。
2．（2023 江苏）在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是（ ）
A．把柱塞快速地向下压
B．把柱塞缓慢地向上拉
C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞
D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞
【解答】解：AB、该实验过程中要保证气体的温度保持不变，所以实验中要缓慢的推动活塞，目的是尽可能保证气体在实验过程中温度保持不变，故A错误，B正确；
CD、实验中为了方便读取封闭气体的体积，不需要再橡胶套处接另一注射器，故CD错误；
故选：B。
3．（2023 全国）利用如图所示的电路做光电效应实验，通过改变滑动变阻器的滑动头位置，可获得光电流强度与电压的关系图线。实验中使用了几种已知频率的入射光照射光电管，这些光入射后在电路中均出现了光电流。保持电路接法不变，通过实验可以测出（ ）
A．普朗克常量
B．金属的逸出功
C．光电子脱离金属后的最大初动能
D．一定光强下的饱和光电流
【解答】解：C、将电源反接，调节滑动变阻器，当电流表的示数为0时，电压表的示数为遏止电压，由动能定理得，光电子获得的最大初动能Ekm＝eU，若保持电路接法不变，则无法测量光电子脱离金属后的最大初动能，故C错误；
AB、根据光电效应方程得：Ekm＝hν﹣W0，入射光的频率ν已知，保持电路接法不变，无法测量光电子获得的最大初动能，则无法测量普朗克常量h和金属的逸出功W0，故AB错误；
D、调节滑动变阻器，当电流表的示数不再增大时，电流表的示数为该光强下的饱和光电流，故D正确。
故选：D。
二．多选题（共1小题）
（多选）4．（2024 江西）某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是（ ）
A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B．透镜的作用是使光更集中
C．单缝的作用是获得线光源
D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多
【解答】解：A.为了获取单色的线光源，光具座上应该依次摆放光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件，先通过单缝得到线光源，然后通过双缝得到两列完全相同的相干光，故A错误，C正确；
B.透镜的作用是使射向滤光片的光更集中，故B正确；
D.根据双缝干涉条纹间距公式可知，双缝间距越小，干涉条纹间距越大，测量头中观察到的条纹数目越少，故D错误。
故选：BC。
三．填空题（共2小题）
5．（2023 北京）（1）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径d＝ 。
（2）采用图1所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。
①实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在 （填“M”或“N”）端。
②按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为 （填“a”“b”或“c”）。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有 。
【解答】解：（1）纯油的体积为V，单分子油膜的面积为S，则油酸分子直径d。
（2）①由图1所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑片P应处于M端。
②由图2所示实物电路图可知，导线b连接错误，若闭合开关，分压电路被短路，分压电路没有电路流过，没有电流流过待测金属丝。
故答案为：（1）；（2）①M；②b，没有电流流过待测金属丝。
6．（2023 浙江）以下实验中，说法正确的是 （多选）
A．“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小
B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积
C．“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大
D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零
【解答】解：A、“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时和放电时电流均逐渐减小，故A错误；
B、“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，再描下油膜轮廓，测出油膜面积，故B错误；
C、“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大，故C正确；
D、“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈中仍会发生电磁感应现象，副线圈输出电压不为零，故D正确。
故答案为：CD。
四．实验题（共14小题）
7．（2024 浙江）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和B、顶角大小为θ）的折射率。
①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点；
②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef
③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住 （选填“P1”、“P2”或“P1和P2”）的虚像；
④确定出射光线的位置 （选填“需要”或“不需要”）第四枚大头针；
⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率n＝ 。
【解答】解：③要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像；
④过P1和P2的光线与ab垂直，即cd⊥ab，由于光垂直入射时传播方向不变，因此可确定ef边上的入射点，此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线，不需要插第四枚大头针；
⑤光路图如图所示：
根据几何关系可知入射角为θ，折射角为；
根据折射定律
故答案为：③P1和P2；④不需要；⑤。
8．（2024 北京）（1）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图1所示的光路图，测出了入射角i和折射角r，则此玻璃的折射率n＝ 。
（2）用如图2所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图3所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。
关于本实验，下列说法正确的是 （填选项前的字母）。
A.需要记录感应电流的大小
B.通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C.图3中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关
（3）某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图4所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图5所示，可得：该电池的电动势E＝ V，内阻r＝ kΩ。（结果保留两位有效数字）
【解答】解：（1）根据折射率公式，此玻璃的折射率；
（2）A.本实验探究影响感应电流方向的因素，故不需要录感应电流的大小，故A错误；
B.本实验通过电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向，故B正确；
C.由题图3甲和乙知，条形磁体入N极和S极时，电流方向不同，故感应电流的方向与条形进体的插入端是N还是S有关，故C正确。
故选：BC。
（3）由闭合电路欧姆定律得，解得
结合题图5纵轴截距的物理意义，可得E＝1.0V
故答案为：（1）；（2）BC；（3）1.0，3.3
9．（2024 安徽）
某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。
（1）为测量玻璃的折射率，按图甲所示进行实验，以下表述正确的一项是 。（填正确答案标号）
A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′
B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2
C.实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差
（2）为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面。保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示。此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关。频率大，折射率 （填“大”或“小”）。
（3）为探究折射率与介质材料的关系，用同一束激光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角α1，测得折射角分别为（α2、α3（α2＜α3）），则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃 n介质（填“＞”或“＜”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。
【解答】解：（1）A、要先画好界线和法线，用玻璃砖的一边对准界线后用三角板轻贴玻璃砖的另一边，移去玻璃砖后再画出另外一条界线，故A错误；
B、由于光沿直线传播，所以两个图钉挡住即表示一条光线，故B正确；
C、实验时入射角如果很小，则可能发生全反射从而看不到实验现象，故C错误；
故选：B。
（2）通过图乙可以看出绿光的折射角比红光的折射角要小，说明绿光的折射率大于红光的折射率，而红光频率小于绿光频率，所以可得出频率越大折射率越大。
（3）对比图丙和图丁可发现，丁的折射角大于丙的折射角，所以丁的折射率小于丙的折射率，说明介质的折射率小于玻璃的折射率。
故答案为：（1）B；（2）大；（3）＞
10．（2024 广东）某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。
图甲是光照方向检测电路，所用器材有：电源E（电动势3V）；电压表V1和V2（量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大）；滑动变阻器R；两个相同的光敏电阻RG1和RG2；开关S；手电筒；导线若干。图乙是实物图，图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上，控制单元与检测电路的连接未画出，控制单元对光照方向检测电路无影响。
请完成下列实验操作和判断。
（1）电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表V1间的实物图连线。
（2）光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R的滑片置于 端，用手电筒的光斜照射到RG1和RG2，使RG1表面的光照强度比RG2表面的小。
②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。V1的示数如图丙所示，读数U1为 V。V2的示数U2为1.17V，由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值 （填“较大”或“较小”）。
③断开S。
（3）光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到RG1和RG2。
②闭合S，并启动控制单元，控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数U1＜U2，图乙中的电动机带动电池板 （填“逆时针”或“顺时针”）转动，直至 时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。
【解答】解：（1）根据电路图得出对应的实物连线图：
（2）①为了保证电路的安全，实验开始前要将R的滑片置于阻值最大处，即置于b端；
②电压表的分度值为0.1V，需要估读到分度值的下一位，根据图丙可知，读数U1为1.60V。
电压表V1比电压表V2的示数大，说明RG1＞RG2，由此可知表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大；
（3）电压表的示数U1＜U2，说明RG1表面的光照强度比RG2表面的大，因此电动机带动电池板逆时针转动，直至U1＝U2，时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。
故答案为：（1）如图所示；（2）①b；②1.60；较大；（3）逆时针；U1＝U2。
11．（2024 广东）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。
（1）图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是 。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出，相邻计数点的间距已在图中给出，打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为 m/s2（结果保留3位有效数字）。
（2）在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中，某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体的长度，示数如图丙所示，图丁为局部放大图，读数为 cm。
（3）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏，遮光筒不可调节，打开并调节 ，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮，取下光屏，装上单缝、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。
【解答】解：（1）图中木板右端垫高的目的是平衡摩擦力；
根据逐差法可得，小车的加速度为：
m/s2＝2.86m/s2；
（2）游标卡尺的分度值为0.02mm，根据其读数规则可知，读数为：
4.1cm+0.02×9mm＝41.18mm＝4.118cm；
（3）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏，遮光筒不可调节，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮，取下光屏，装上单缝、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到明暗相间的干涉条纹。
故答案为：（1）平衡摩擦力；2.86；（2）4.118；（3）光源；明暗相间的干涉条纹。
12．（2024 河北）某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表（0～20V）、数字电流表（0～20mA）、滑动变阻器R（最大阻值50Ω，1.5A）、白炽灯、可调电阻R1（0～50kΩ）、发光二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。
（1）判断发光二极管的极性
使用多用电表的“×10k”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置（见图2）；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置（见图2）。由此判断M端为二极管的 （填“正极”或“负极”）。
（2）研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性
①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的 、 、 接线柱（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。
②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而 （填“增大”或“减小”）。
（3）组装光强报警器电路并测试其功能
图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应 （填“增大”或“减小”）可调电阻R1的阻值，直至发光二极管发光。
【解答】解：（1）欧姆挡的黑表笔是电流流出的接线柱，即其与内接电源的正极相接，由题意可知黑表笔与M相接时，电阻为无穷大，所以此种情况为二极管反向连接，故M端为二极管的负极；
（2）根据题意要求滑动变阻器采用分压接法，故导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的A、A、D（或C）端。
I﹣U图像上点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，从题图的光敏电阻的伏安特性曲线可以看出：RⅠ＞RⅡ＞RⅢ，根据题意可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而减小；
（3）由题意可知，当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通，结合光敏电阻RG与R1的串联关系，要增大基极电流，则要增大be间的电压，则必须增大R1的电阻。
故答案为：（1）负极；（2）①A、A、D（或C）；②减小；（3）增大。
13．（2024 河北）（1）某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图1所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：
单色光类别 x1/mm x6/mm
单色光1 10.60 18.64
单色光2 8.44 18.08
根据表中数据，判断单色光1为 （填“红光”或“绿光”）。
（2）图2为探究平抛运动特点的装置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐标纸的背板处于竖直面内，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出，落在倾斜的挡板上挤压复写纸，在坐标纸上留下印迹。某同学利用此装置通过多次释放钢球，得到了如图3所示的印迹，坐标纸的y轴对应竖直方向，坐标原点对应平抛起点。
①每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度 （填“相同”或“不同”）。
②在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹。
③根据轨迹，求得钢球做平抛运动的初速度大小为 m/s（当地重力加速度g为9.8m/s2，保留2位有效数字）。
【解答】解：（1）根据题意，单色光1干涉条纹相邻两条纹间距为Δx1mm＝1.608mm，同理单色光2对应的Δx2mm＝1.928mm，因为红光波长长于绿光，故单色光1为绿光；
（2）①为了保证钢球从斜槽末端飞出时有相等的速度，每次由静止释放钢球时，钢球在斜槽上的高度要相同；
②根据题意，用平滑的曲线将各点连成平抛运动的轨迹如下（不能落在曲线上的点尽可能均匀分布在曲线两侧）
③根据平抛运动规律有x＝v0t，ygt2，得y，将图中x＝8cm，y＝6cm，代入解得v0＝0.72m/s
故答案为：（1）绿光；（2）①相同；②作图如上所示；③0.72。
14．（2024 湖北）某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：
①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA'和BB'，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA'，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图（a）所示。
②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。
③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。
④分别过M、P作BB'的垂线MM'、PP'，M'、P'是垂足，并用米尺分别测量MM'、PP'的长度x和y。
⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出y﹣x图像，如图（b）所示。
（1）关于该实验，下列说法正确的是 （单选，填标号）。
A．入射角越小，误差越小
B．激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差
C．选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显
（2）根据y﹣x图像，可得玻璃砖的折射率为 （保留三位有效数字）。
（3）若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【解答】解：（1）A.入射角越小，折射角也越小，入射光线和折射光线都偏向于BB′，在测量x和y的数据时相对误差就越大，故入射角越小误差越大，故A错误；
B.激光的平行度好，不发散，作光路图时对应的P点和M点准确度就高，而插针法是用人眼直接观察确定，误差更大，故B正确；
C.选择圆心O点作为入射点，实际上是便于作图测量相关数据，折射现象不会比其它位置更加突出，故C错误。
故选：B。
（2）根据题意，入射角大小等于∠POP′，折射角大小等于∠MOM′，所以折射率n，设半圆半径为R，则sin∠POP′，同理sin∠MOM′，所以n，结合图（b）图像的斜率k＝n1.58
（3）如下图
当描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径时，根据第二问的结果，对应的折射率计算用图中的长虚线长度比上短虚线的长度，而实际折射率计算应该由与虚线平行的长实线的长度比上短实线的长度求解，分析结果比值不变，故测量结果不变。
故答案为：（1）B；（2）1.58；（3）不变。
15．（2024 浙江）在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，测得热敏电阻Rt在不同温度时的阻值如下表。
温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4
电阻/（102Ω） 220 160 100 60 45 30 25 15
某同学利用上述热敏电阻Rt、电动势E＝3V（内阻不计）的电源、定值电阻R（阻值有3kΩ、5kΩ、12kΩ三种可供选择）、控制开关和加热系统，设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于20℃，现要求将室内温度控制在20℃～28℃范围，且1、2两端电压大于2V，控制开关开启加热系统加热，则应选择的电路是 ，定值电阻R的阻值应选 kΩ，1、2两端的电压小于 V时，自动关闭加热系统（不考虑控制开关对电路的影响）。
【解答】解：A．电路A，定值电阻和热敏电阻并联，电压不变，不能实现电路的控制，故A错误；
B．定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，定值电阻分得电压越小，无法实现1、2两端电压大于2V，控制开关开启加热系统加热，故B错误；
C．定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，热敏电阻分得电压越大，可以实现1、2两端电压大于2V，控制开关开启加热系统加热，故C正确。
故选：C。
由热敏电阻Rt在不同温度时的阻值表可知，20.0℃的阻值为60×100Ω＝6kΩ
根据闭合电路的欧姆定律，电流中的电流
根据欧姆定律，1、2两端电压
解得R＝3kΩ
28℃时关闭加热系统，此时热敏电阻阻值为4.5kΩ
此时1、2两点间的电压为
因此1、2两端的电压小于1.8V时，自动关闭加热系统。
故答案为：C；3；1.8。
16．（2023 山东）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和体积V（等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和）。逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
回答以下问题：
（1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体 。
A.p与V成正比
B.p与成正比
（2）若气体被压缩到V＝10.0mL，由图乙可读出封闭气体压强为 Pa（保留3位有效数字）。
（3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算pV乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而 （填“增大”或“减小”）。
【解答】解：（1）由图乙可知，压强p和体积的倒数成正比，和体积V成反比，故A错误，B正确；
故选：B；
（2）气体被压缩到10.0mL时，体积的倒数mL﹣1＝100.0×10﹣3mL﹣1，由图乙可知，压强p＝2.04×105Pa；
（3）由于在测量中ΔV是保持不变的，设测量出的注射器示数为V，则准确的表达式应为p（V+ΔV），的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值为pΔV，所以随着压强的增大，ΔV不变，故pΔV增大。
故答案为：（1）B；（2）2.04×105；（3）增大。
17．（2023 广东）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率。实验过程如下：
（1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。
（2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q的位置。
②移走玻璃砖。在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，如图（a）所示。
③用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2。PM的示数如图（b）所示，d1为 cm。测得d2为3.40cm。
（3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n＝ 。由测得的数据可得折射率n为 （结果保留3位有效数字）。
（4）相对误差的计算式δ100%。为了减小d1、d2测量的相对误差，实验中激光在M点入射时应尽量使入射角 。
【解答】解：（2）刻度尺的分度值为0.1cm，需要估读到分度值的下一位，则d1＝2.27cm；
（3）根据题意标出光线对应的入射角和折射角，如图所示：
结合几何关系和折射定律可得：
代入数据解得：n1.50
（4）为了减小d1、d2测量的相对误差，应使d1、d2长度增大，故实验中激光在M点入射时应尽量使入射角小一些。
故答案为：（2）2.27；（3）；1.50；（4）小一些。
18．（2023 湖南）某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，R1、R2、R3为电阻箱，RF为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器（内阻无穷大）。
（1）先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是 Ω；
（2）适当调节R1、R2、R3，使电压传感器示数为0，此时，RF的阻值为 （用R1、R2、R3表示）；
（3）依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示：
次数 1 2 3 4 5 6
砝码质量m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电压U/mV 0 57 115 168 220 280
根据表中数据在图（c）上描点，绘制U﹣m关系图线；
（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0，电压传感器示数为200mV，则F0大小是 N（重力加速度取9.8m/s2，保留2位有效数字）；
（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感微小压力F1，此时非理想毫伏表读数为200mV，则F1 F0 （填“＞”“＝”或“＜”）。
【解答】解：（1）先读取最上面一排刻度的读数，再乘以倍率，即10.0×100Ω＝1000Ω；
（2）使电压传感器示数为0，就是让R1和R2两端的电压相等，根据先串联分压得：，可以求解RF；
（3）根据表中数据在图（c）上描点，绘制U﹣m关系图线，注意用顺次平滑曲线连接各个点，如下图所示：
（4）根据第（3）问绘制的图像，找电压传感器示数为200mV对应的质量约为1.8g，则可以得出：F0＝1.8×10﹣3×9.8N＝1.8×10﹣2N；
（5）令φB＝0，若在实验过程中φC＜φD，根据表格并结合电路可知，RF的阻值随压力变大而变小；对于理想电压传感器IAC＝ICB，IAD＝IDB；对于非理想电压传感器IAC＜ICB，IAD＞IDB；如果压力不变，维持原阻值，会使UCB，即φC增大，UDB减小，即φD减小，从而使UDC减小，所以要保证UDC不变，需要让RF减小，压力增大，则F1＞F0；
若在实验过程中φC＞φD，根据表格并结合电路可知，RF的阻值随压力变大而变大；对于理想电压传感器IAC＝ICB，IAD＝IDB；对于非理想电压传感器IAC＞ICB，IAD＜IDB；如果压力不变，维持原阻值，会使UCB，即φC减小，UDB增大，即φD增大，从而使UCD减小，所以要保证UCD不变，需要让RF增大，压力增大，则F1＞F0。
综上所述，F1一定大于F0。
故答案为：（1）1000；（2）；（3）见解析；（4）1.8×10﹣2；（5）＞。
19．（2023 海南）用激光测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖与屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射，此时在屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处。
（1）请画出激光束经玻璃折射后完整的光路图；
（2）已经测出AB＝l1，OA＝l2，S1S2＝l3，则折射率n＝ （用l1、l2、l3表示）；
（3）若改用宽ab更小的玻璃砖做实验，则S1S2间的距离会 （填“变大”，“变小”或“不变”）。
【解答】解：（1）根据题意结合光的传播情况作出光路图如图所示：
（2）根据光的折射定律可得：n
根据几何关系可得：
sini
sinr
联立解得：n
（3）若玻璃砖宽度变小，相当于把ad边下移，与两条光线的交点距离变小，即BC就小，那S1S2也会变小。
故答案为：（1）光路图见解析；（2）；（3）变小。
20．（2023 全国）一玻璃砖上下底面为相互平行的平面，两个侧面中一个为平面，另一个为圆柱面的一部分。现要用插针法测量该玻璃砖的折射率，可用的器材还有：木板，白纸，铅笔，四枚大头针和带刻度的三角板（一个角为直角，两个锐角均为45°）。
完成下列实验步骤中的填空并完成光路示意图：
（1）将铺有白纸的木板平放在桌面上，玻璃砖放在白纸上面（图中纸面为玻璃砖底面），用铅笔描下其轮廓线，如图所示。
（2）将玻璃砖移开，过其轮廓直线段的中点O作垂线（图中点划线）与圆弧交于a点，在轮廓外过a点做一条与点划线夹角为45°的直线ab；然后将玻璃砖放回原处。
（3）将第一、第二两枚大头针插在 。
（4）在玻璃砖的另一侧插上第三枚大头针和第四枚大头针，使得 。
（5）再次移开玻璃砖，过第三、第四枚大头针在纸上的插孔作直线，与轮廓线交于O′点，测量线段 和 的长度。
（6）完成光路示意图。
（7）可以求出玻璃砖的折射率的表达式为n＝ 。
【解答】解：（3）将第一、第二两枚大头针插在线段ab上；
（4）在玻璃砖的另一侧插上第三枚大头针和第四枚大头针，使得第三枚大头针挡住第一枚和第二枚大头针的像，使第四枚大头针挡住第三枚大头针和第一枚和第二枚大头针的像；
（5）设aO′与Oa的夹角为θ，则折射率n
为测量折射率，则应测量线段OO′和aO′的长度；
（6）光路图如图
（7）玻璃砖的折射率n
故答案为：（3）线段ab上；（4）第三枚大头针挡住第一枚和第二枚大头针的像，使第四枚大头针挡住第三枚大头针和第一枚和第二枚大头针的像；（5）OO′，aO′；（6）见解析；（7）。
五．解答题（共2小题）
21．（2024 上海）实验是人类认识物质世界的宏观性质与微观结构的重要手段之一，也是物理学研究的重要方法。
（1）通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为 。
A.10﹣15m
B.10﹣12m
C.10﹣9m
D.10﹣6m
（2）验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示，用支架将封有一定质量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中，随着水温的缓慢下降，记录多组气体温度和体积的数据。
①不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是 。
②下列有助于减小实验误差的操作是 。
A.实验前测量并记录环境温度
B.实验前测量并记录大气压强
C.待温度读数完全稳定后才记录数据
D.测量过程中保持水面高于活塞下端
【解答】解：（1）分子间平衡距离指分子间引力与斥力分子间平衡位置的距离，在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，把油酸分子看作紧密排列的球形模型，油膜的厚度等于分子的直径，分子之间表现为引力，分子间距离略大于平衡位置的距离，因此油酸分子直径的数量级为10﹣9m，故ABD错误，C正确。
故选：C。
（2）①注射器内的气体作等压变化，根据盖﹣吕萨克定律
即V＝CT
因此V﹣T图像是过原点的倾斜直线，故A正确，BCD 错误。
故选：A。
②AD.根据实验原理，本实验探究的是气体的体积随温度变化的关系，为了减小误差，测量过程中保持水面高于活塞下端，使整个气体均匀受热；实验过程温度的记录，无需从实验前开始，只需要记录实验中的多组数据即可，故A错误，D正确；
B.气体始终作等压变化，无需记录大气压，故B错误；
C.实验过程中，气体的温度是不断变化的，不能待温度读数完全稳定后才记录数据，故C错误。
故选：D。
故答案为：（1）C；（2）①A；②D。
22．（2024 上海）光的行为曾令物理学家感到困惑。双缝干涉、光电效应等具有里程碑意义的实验。逐渐揭开了光的神秘面纱。人类对光的认识不断深入，引发了具有深远意义的物理学革命。
（1）在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，双缝间距为d，双缝到光强分布传感器距离为L。
①实验时测得N条暗条纹间距为D，则激光器发出的光波波长为 。
A.
B.
C.
D.
②在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比 。
A.增加
B.不变
C.减小
③移去偏振片，将双缝换成单缝，能使单缝衍射中央亮纹宽度增大的操作有 。（多选）
A.减小缝宽
B.使单缝靠近传感器
C.增大缝宽
D.使单缝远离传感器
（2）某紫外激光波长为λ，其单个光子能量为 。若用该激光做光电效应实验，所用光电材料的截止频率为ν0，则逸出光电子的最大初动能为 。（普朗克常量为h，真空中光速为c）
【解答】解：（1）①N条暗条纹间距为D，说明条纹间距，又，解得，故ACD错误，B正确，故选：B。
②加偏振片不会改变光的波长，根据公式可知，条纹间距不变，故B正确，AC错误。故选：B。
③移去偏振片，将双缝换成单缝，则会发生单缝衍射现象，根据单缝衍射规律，减小缝的宽度、增加单缝到光强分布传感器的距离可以增大中央亮纹宽度。故AD正确，BC错误，故选：AD。
（2）单个光子频率为，根据公式有单个光子能量，所用光电材料的截止频率为ν0，则逸出功为W0＝hν0，根据爱因斯坦光电效应方程可知，逸出光电子最大初动能为
Ek＝hν﹣W0hν0。
故答案为：（1）①B；②B；③AD；（2），hν0。
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