第一部分 专题八 第3讲 热学、光学实验（教参word）-（word书稿）2023大二轮【导学教程】新教材新高考物理专题辅导与训练

第3讲　热学、光学实验 [对应学生用书P98] 命题点一　用油膜法估测油酸分子的大小 1．模型构建 油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子层油膜，用d＝计算出油膜的厚度，油膜厚度等于油酸分子直径。 2．实验思路 由于分子直径非常小，极少量油酸所形成的单分子层油膜面积也会很大，因此实验前需要将油酸稀释，使油酸分子在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜。可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积。油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比，故除测得一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积。 1．(2022·贵州二模)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，需要的器材和原料除油酸酒精溶液、浅盘、注射器、痱子粉、坐标纸、彩笔等外，还需要一项重要的器材是________。将5 mL的纯油酸配制成4 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得100滴油酸酒精溶液为2 mL，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，则1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为________cm3描出的油膜轮廓如图，坐标纸每格边长是0.6 cm。由此估算出油酸分子直径约为________cm。(保留一位有效数字) 解析　需要的器材和原料除油酸酒精溶液、浅盘、注射器、痱子粉、坐标纸、彩笔等外，为了描绘出轮廓还需要一项重要的器材是玻璃板；1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0＝× cm3＝2.5×10­5 cm3，油膜面积为S＝167×0.6×0.6 cm2＝60.12 cm2，油酸分子直径约为d＝＝ cm＝4×10­7cm。 答案　玻璃板　2.5×10­5　4×10­7 2．(2022·威海二模)(1)(多选)下列说法正确的是________。 A．分子间距离减小时，分子力可能减小 B．具有各向同性的物体一定是非晶体 C．布朗运动就是分子的热运动 D．实际气体的分子之间的平均距离足够大(大于10－9 m)时都可以看作是理想气体 (2)在用“油膜法估测分子大小”的实验中，配制的油酸溶液中纯油酸与溶液体积之比为1∶500，1 mL该溶液可滴250滴，那么一滴溶液的体积是________ mL，所以一滴溶液中纯油酸的体积V＝________ cm3。若实验中测得的结果如下表所示，则请根据所给数据通过计算填写出表中空白处③________、④________的数值(结果保留两位有效数字)。 次数 1.滴油酸溶液形成的 油膜面积S/cm2 油酸分子直径d/cm d的平均值/m 1 533 1.5×10－8 ④ 2 493 1.6×10－8 3 563 ③ 解析　(1)当分子间距离从大于r0的位置开始减小时，分子力随分子间距离的减小先增大后减小，故A正确；具有各向同性的物体不一定是非晶体，多晶体也具有各向同性，故B错误；布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故C错误；分子力是短程力，实际气体的分子之间的平均距离足够大(大于10－9 m)时都可以看作是理想气体，故D正确。 (2)根据题意可知，1 mL该溶液可滴250滴，设一滴溶液的体积为V1，则有V1＝＝4×10－3 mL 一滴溶液中纯油酸的体积为V＝4×10－3 mL×＝8×10－6 cm3 油酸分子的直径d3＝＝ cm＝1.4×10－8 cm 则油酸分子三次的平均值d＝＝1.5×10－8 m。 答案　(1)AD　(2)4×10－3　8×10－6　1.4×10－8　1.5×10－8 命题点二　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 　在等温过程中，气体的压强和体积的关系在p­V图像中呈现为双曲线的一支如图甲所示。处理实验数据时，要通过变换，即作p­图像，把曲线变为直线，说明p和V成反比，如图乙所示。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接，容易得出相关的对实验研究有用的参数。 3．用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p； ③用V­图像处理实验数据，得出如图2所示的图像。 (1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是________________________________________________________________________。 (2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________________和______________________。 (3)如果实验操作规范正确，但如图2所示的V­图像不