专题14 热学相关实验-2024年高考物理实验重难点满分冲刺集训（全国通用）

热学相关实验 · 学习目标 对应题号 目标01用油膜法估测油酸分子的大小 2，8，12，19，20，21，22，23，24，25 目标02等温、等压、等容变化 1，3，4，5，6，7，8，9，10，11，13，14，15，16，17，18 · 1．（2023·河北石家庄·统考三模）某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。 （1）该同学测得封闭气体的压强p和体积V的多组数据，在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示，由图可知该同学选用的横轴为______，图线后半段向上弯曲可能的原因是______ A．改变气体体积时推拉活塞速度过快             B．推拉活塞时，手握住注射器含有气体的部分 C．实验中有漏气现象                         D．环境温度降低 （2）该小组改进了实验操作，避免了上述问题，同时为能更准确地测出气体的压强，直接用软管连通注射器和压强传感器，测得多组封闭气体的压强p和体积V的数据后，做出图像如图丙所示，图线不过原点的原因可能是______。（写出一条即可） 2．（2023·湖北·模拟预测）（1）如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是___________（用符号表示）； （2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1 mL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，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求： ①油酸膜的面积是___________ cm2： ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________， ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是___________m。（结果保留两位有效数字） （3）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为。则下列说法正确的是___________。 A．1kg油酸所含有分子数为 B．油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为                        D．油酸分子的直径约为 3．（2023·上海徐汇·统考二模）在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图（a）所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图（b）所示两组p-V图线。 （1）实验中使用的是________传感器； （2）实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了________； （3）为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可将图线转化为________图线； （4）两组图线经检验均符合反比例关系，由图可知①、②两组注射器内气体的pV乘积________（选填“相等”或“不相等”）；导致两组数据差异的原因可能是________（多选）。 A．两组实验环境温度不同        B．两组封闭气体的质量不同 C．某组器材的气密性不佳        D．某组实验中活塞移动太快 4．（2023·北京平谷·统考一模）某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律，该同学按如下操作步骤进行实验： a．将注射器活塞移动到空气柱体积适中的位置，用橡胶塞密封注射器的下端，记录此时压力表上显示的气压值和压力表刻度尺上显示的空气柱长度 b．用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积； c．读出此时压力表上显示的气压值和刻度尺上显示的空气柱长度 d．重复b、c两步操作，记录6组数据，作图。 （1）关于该同学在实验操作中存在的不当及其原因，下列叙述中正确的是________。 A．实验过程中手不能握注射器前端，以免改变了空气柱的温度 B．应该以较快的速度推拉活塞来改变气体体积，以免操作动作慢使空气柱的质量发生改变 （2）实验室中有容积为5mL和20mL的两种注射器供选择，为能用较小的力作用在活塞上使气体体积发生明显变化，选用容积为________mL的注射器更合适；实验中为了找到气体体积与压强的关系________（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积。 （3）通过绘制的图像，该同学猜测：空气柱的压强跟体积成反比。你能够通过图像直观地帮助该同学检验这个猜想吗？请简要说明你的方案。( ) 5．（2023·云南·一模）某物理实验小组为了探究在压强不变的情况下气体的体积与热力学温度的关系，选用了如图（a）所示的实验装置，图中压强计的指针可指示出管内气柱的压强，刻度可指示出气柱的体积，整个装置安装在固定架上，实验中气柱质量不变。 （1）将下列实验步骤补充完整； ①在烧杯中放入冰水混合物，使其浸没气柱，压强计示数稳定