题型突破09 实验题考前巩固-热学实验 讲义 -2025届高考物理二轮复习备考

2025届物理总复习·二轮·题型突破 题型09 实验题考前巩固之 热学实验 高考热学实验题，难度一般不大，但对考生而言，一是对相关知识和实验方法可能比较陌生，二是对试题的创新情景不太适应；另外，大多数实验题的考查重点，都在数据处理，误差分析等方面。油膜法测分子直径实验，对于操作要求考查得更多，这些需要有侧重点的针对性复习。 （一）用单分子油膜法测分子直径 1．关于分子模型与实验思想 （1）球形分子假设：将油酸分子视为直径为d的小球，忽略分子间 作用力及热运动的影响，简化为紧密排列的单分子层。 （2）单分子油膜形成条件：油酸不溶于水且密度小于水，滴入水面 后浮于水面并迅速扩散，稳定时形成厚度为单个分子直径的均匀薄膜。 （3）分子直径：若纯油酸体积为V0，单分子层油膜面积为S，则油摸厚度视为分子直径。 2．关于纯油酸的体积V0 （1）基本思想方法：用来滴到水面上进行实验的纯油酸体积V0要非常小（远小于1mL），且要能够比较准确地测出其体积V0 （2）两大措施： ①不用纯油酸进行实验，而是稀释成很稀的油酸酒精溶液（浓度仅为左右） ②不直接量取多少mL溶液倒到水面上（太多了），而是测出几十上百滴的总体积，再取一小滴加到水面上进行实验（1滴的体积约） ▲我们可以这样估算一下做一次实验大概需要多少纯油酸： 这个实验一般在边长为0.3m～0.4m的浅盘中进行，单分子油膜的面积S只能是0.1m2左右而分子直径d为10-10m数量级 则纯油酸体积V0＝Sd＝0.1m2×10-10m＝10-11m3＝10-5cm3＝10-5mL数量级 1滴油酸酒精溶液的体积约，体积比浓度约为，两者相乘正好是数量级 （3）配制与测量 ①配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其体积比浓度为n（n一般为～）； ②用注射器（或滴管）吸取一段油酸酒精溶液，读出它的体积刻度V1； ③再把它一滴一滴地滴入烧杯中，数出滴下的总滴数N，并读出剩余的体积刻度V2，则N滴油酸酒精溶液的体积V＝∣V1－V2∣ ④则一滴油酸酒精溶液中，纯油酸的体积 3．关于单分子油膜的面积S （1）将画有油膜轮廓的透明板压在坐标纸（方格边长1cm以内）上， 数出轮廓内正方形格子的个数n0，不足半格的舍去，大于半格的算一格； （2）求得单个正方形的面积S0，则油膜面积S＝n0S0。 ▲新情景创新实验法：有些数码相机或手机利用面积传感器可快速准确得到油膜面积。拍摄下油膜轮廓，利用软件自动计算出油膜面积，可减少人工数格误差，考查学生对现代技术的应用能力。 【例1】在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上： ⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 完成下列填空： （1）某位老师提出将油酸分子看作“一桶乒乓球倒在水中漂浮”，该描述体现本实验的理想化假设是 。 A．将油膜看成单分子层油膜 B．考虑了各油酸分子间的空隙 C．将油酸分子看成球形 （2）某次实验中采用油酸浓度为0.5%的油酸酒精溶液，测得1mL溶液共165滴， 则每滴溶液中油酸体积为 cm3（保留1位有效数字），画出油膜的形状如图所示， 坐标纸中每个小正方形方格的边长为1cm，则本次实验中油酸膜的面积是 cm3。 （3）按以上实验数据估测油酸分子的直径约为 cm（保留1位有效数字）。 【答案】（1）AC；（2）3×10–5，63（61～65）；（3）5×10–7 【解析】 （1）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是： ①油膜是呈单分子层分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间空隙不计；故选AC （2）每1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 数得油膜有63格，则油酸膜的面积（61～65） （3）估测出油酸分子的直径为 【例2】做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 （1）下列实验步骤的正确顺序是 （填写实验步骤前的序号）。 a．往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上 b．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定 c．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小 d．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积 e．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 （2）实验中，所用油酸酒精溶液每V1体积溶液中有纯油酸体积V2，用注射器和量筒测得体积为V0的上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待稳定后得到油酸膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积S＝ ；可求得油酸分子的直径为 （用V1、V2、V0、n、S表示）。 （3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为 。 A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．用注射器和量筒测V0体积溶液滴数时多记录了几滴 【答案】（1）dabec；（2）71a2，；（3）BC 【解析】 （2）大于半格算一格，小于半格舍去，数得油膜的总格数约为71格，则油膜总面积S＝71a2 每1滴油酸酒精溶液的体积为，而体积比浓度为，则1滴溶液中纯油酸的体积为 故所测油酸分子直径 （3）A：若油膜中含有大量酒精，则油膜面积S偏大，据可知油酸分子直径d测量值偏小，故A错误； B：若舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积S偏小，据可知油酸分子直径d测量值偏大，故B正确； C：若爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致S偏小，据可知油酸分子直径d测量值偏大，故C正确； D：若多记录了几滴，导致n偏大，据可知油酸分子直径d测量值偏小，故D错误。 （二）观察布朗运动 1．理解并熟悉在显微镜下观察布朗运动的操作方法及注意事项 ①两眼两手配合操作（一手调显微镜，一眼在显微镜内观察；另一眼看桌面上的方格纸，另一手在纸上记录布朗粒子相应的位置） ②紧跟布朗粒子（在显微镜下观察，视区范围小，视深小，找到一个粒子后，要随时仔细微调显微镜，跟踪一个粒子观察并记录。前后左右调，上下调，别跟丢了。） 2．看到的布朗运动，不是分子的运动 布朗运动是在低倍光学显微镜下观察到的现象（物镜加目镜总的放大位数一般为几百倍），在这样的倍数下，远不能看到分子。 这就明白了，看到的布朗运动不是分子的运动。 看到的是布朗粒子（含有极大数目的分子）在周围水分子不平衡撞击下的无规则运动。 3．布朗运动的四大规律：（熟悉这四大规律，并能用分子动理论解析这些规律） ①永不停息；②无规则；③布朗粒子越小，运动越剧烈；④温度越高，运动越剧烈 4．据布朗运动提出分子运动假说 5．根据分子运动假说解释布朗运动及其他热运动现象 【例3】甲、乙两图是某同学从资料中查到的，在显微镜下观察 水中炭粒做布朗运动位置连线的两张记录图片，每隔30s记录一个位 置，两方格纸每小格边长相同。比较两张图片可知（ ） A．图中连线是炭粒的运动径迹 B．炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果 C．若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大 D．若炭粒大小相同，甲中水分子的热运动较剧烈 【答案】C 【解析】 A：每隔30s记录一个位置，再将各位置依次连成线，这样的连线不是运动轨迹，A错误； B：炭粒的位置变化是由于水分子的撞击不平衡产生的结果，故B错误； C：从两图看，乙图布朗粒子运动更剧烈；同温下布朗粒子越小运动越剧烈，故甲中炭粒子颗粒较大，故C正确； D：炭粒等大时，水分子热运动越剧烈，撞击炭粒做布朗运动也越剧烈，故乙图中水分子的热运动较剧烈，故D错误。 （三）验证玻意耳定律（等温变化规律） 1．关于理想气体模型与实际气体的实验误差 本实验的目的，是要验证一定质量的气体，在等温变化过程中。但实验中用到的空气是实际气体，并不符合理想气体的规律。不过，对于空气而言，在压强不太大（相对于大气压强）、温度不太低（相对于常温）时，实验结果与理想气体很接近，误差很小。本实验过程中，很容易保证压强不太大、温度不太低的条件，不必考虑这方面引起的实验误差。 2．关于一定质量与等温变化的条件控制 （1）为保证质量一定，需要注射器密封性好，可在注射器活塞外面涂上润滑油（或凡士林）防止漏所和进气，同时橡皮套对针孔密封要严（橡皮套不能涂润滑油，涂了润滑油会套不稳，容易滑脱）。 （2）为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注 射器有气体的部位。同时，改变体积过程应缓慢，以免影 响密闭气体的温度。 3．关于图像分析：化曲为直，用图像 一定质量的气体做等温变化，其图像为双曲线 的一支。分析实验数据应本着化曲为直的原则，所以应作 图像。实验得到的图像为直线，说明。 ( A B C D )【例4】某实验小组通过压缩被封闭空气，来探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系，由于压缩过快，导致被封闭空气的温度明显升高，其他操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是（ ） 【答案】C 【解析】可以借助克拉珀龙方程作出判定 则图像的斜率与热力学温度T成正比 压缩气体，体积V变小，变大，温度升高则图线斜率增大，C正确 4．关于活塞与注射器内壁之间的摩擦是否会引起实验误差 这要看注射器内被研究气体的压强数据是怎么得来的 （1）如果是用压强计或压强传感器直接与被研究 气体接触测气体压强（如右边两图所示），则与活塞受 摩擦力无关，活塞受的摩擦力不引起实验误差 （2）如果是通过活塞上加压力或加拉力来改变被 研究气体压强，且要利用所加压力或拉力来计算压强 强（在以前的教材上，该实验就是这样来改变和计算压 的），则与摩擦力有关，需要在活塞上涂上润滑油以减小摩擦 【例5】（2023年山东卷）利用右图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，图像中的拟合图线为一条过原点的 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）若气体被压缩到体积V＝10.0mL，由图像可读出封闭气体压 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”）。 【答案】（1）B；（2）2.04×105；（3）增大 【解析】 （1）在实验误差允许范围内，图线为过原点的直线，说明等温变化时，一定质量的气体，p与成正比，故选B （2）若气体被压缩到V＝10.0mL，则有 由图乙可读出封闭气体压强为p＝204×103Pa＝2.04×105Pa （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，根据p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV，可知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的增大而增大 【例6】某实验小组利用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。实验步骤如下： （1）用刻度尺测出固定在水平桌面上的注射器刻度上10mL与30mL 之间的距离为2.00cm，计算出注射器活塞的横截面积S＝ cm2； （2）向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，活塞静止时， 读出注射器中气体的体积V0； （3）挂上沙桶，活塞与滑轮之间的细线保持水平，在沙桶中缓慢加 入适当沙子，待活塞静止后，测量沙子的质量m和对应气体的体积V； （4）改变m，得到多组m及对应的V；以m为纵坐标，为横坐标，做出的图像 如图乙所示。已知图线的纵截距为m1，斜率的绝对值为k，当地的重力加速度为g；不考 虑摩擦，注射器的气密性以及导热性良好且环境温度不变，则根据图线可得沙桶的质量 为 ，实验时的大气压强为 。（均用已知和测得的物理量符号表示） 【答案】（1）10.00；（4）； 【解析】 （1）注射器活塞的横截面积 （4）不挂砂桶时，注射器中气体压强为，体积为 挂上砂桶，加入沙子后，气体压强为 根据玻意耳定律，有 可知， 解得， 【例7】使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。 （1）为了探究压强p与体积V的关系，在测得需要的实验数据后，为达到“探究”的实验目的，用图像法进行数据分析，从下列选项中选出需要的步骤并按顺序排列 。 A．作p-V图像，根据画出的图线猜测p与V的关系 B．作图像，根据画出的图线猜测p与V的关系 C．作p-V图像，对p与V关系的猜测进行检验 D．作图像，对p与V关系的猜测进行检验 E．检验正确，得出p与V关系的结论 （2）第1小组为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，进行了两次实验，得到的p-V图像如图2所示。第2小组根据某次实验数据作出的图如图3所示。下列说法正确的是 A．实验前应将注射器里的空气完全排出 B．为了减少实验误差，可以在柱塞上涂上润滑油，以减少摩擦 C．由图2可知，第1小组的两次实验气体温度大小关系为T1＞T2 D．如图3所示，若第2小组实验操作正确，则V0为联通空气柱与压力表细管的体积 （3）如图4所示，小明从状态A缓慢拉升柱塞，使其到达状态B（体积为V1）。若此时突然提升柱塞，使其快速到达体积V2，则此时V2对应下图中的状态 （填“C”、“D”、“E”、“F”）（图中A、B、E为同一等温线上的点） 【答案】（1）ADE；（2）CD；（3）F 【解析】 （1）根据实验原理可作p−V图像，根据画出的图线猜测p与V的关系 再作图像，对p与V关系的猜测进行检验，检验正确，得出p与V关系的结论。故选ADE。 （2）A：实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，故A错误； B：为了减少实验误差，可以在柱塞上涂上润滑油，以保证气密性良好，故B错误； C：根据理想气体状态方程pV＝CT可知，离坐标原点越远的等温线温度越高，则有T1＞T2，故C正确； D：设联通空气柱与压力表细管的体积为V'，则有 根据图像可知V0为联通空气柱与压力表细管的体积，故D正确； （3）快速到达体积V2，气体对外界做功，热量几乎不变，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q 可知，内能减小，温度降低，则对应图中的状态F。 【例8】用图示的实验装置探究压强不变时气体体积与温度的关系。往杯中加入适量的热水， 使注射器内的空气柱位于水面之下，每隔几分钟，记录气体体积和此时温度计的示数；用Δt表示 水降低的摄氏温度，用ΔV表示注射器内气体体积的改变量。根据测量数据作出的图线是（ ） ( A B C D ) 【答案】A 【解析】一定质量的气体做等压变化，有 据等比定理可得 因而的图像为过原点的直线，故选A。 （四）热学其他实验 在中学物理热力学内容中，有大量的小实验、生产生活中相关的实践活动、物理学史上的一些重要实验，我们需要熟悉、理解。主要有以下一些： ①扩散实验（气体扩散、液体扩散，了解固体扩散） ②分子引力实验（区分分子引力效果和大气压强效果） ③分子空隙实验（水与酒精混和体积变小，在高压下液体可以穿透金属容器壁） ④气体压强的产生、分子热运动模拟实验（用小球模拟分子，形象反映微观情况） ⑤晶体与非晶体性质对比实验（溶解性，导热、导电、机械强度等方面各向同性与各向异性） ⑥表面张力实验（比较多。在我国空间站“天宫课堂”中做了大量液体表面张力实验，需要了解） ⑦观察毛细现象 ⑧压燃实验（压缩点火原理） ⑨膨胀致冷实验（冰箱、空调制冷原理） 此外还有一些仪器仪表的工作原理、操作使用读数方法，如各种压强计、温度计 ( 铅块1 铅块2 重物 玻璃板1 1 2 玻璃板2 水 3 4 （ a ） （ c ） （ d ） （ b ） 左 右 )【例9】（原创题）我们学习中学物理热学内容时，会接触到很多小实验及物理学历史上的一些重要实验。关于这些实验，下列说法正确的有（ ） A．马德堡半球实验，如图（a）所示，说明两半球接触处的分子间存在强大的引力 B．做表面张力实验，用铁丝拉起一张肥皂膜，膜中附有一根松软的棉线，如图（b）甲所示，用烧红的针尖刺破棉线左边的肥皂膜之后，可出现如图（b）乙所示的现象 C．两个铅块端面磨平用力挤压，即可牢牢地吸在一起，如图（c）所示，说明分子间有引力 D．将两块玻璃板浸湿后贴在一起，如图（d）所示，沿1、2方向很难往两边拉开，而沿3、4方向很容易向两边滑开，这说明玻璃板在力的性质上表现为各向异性 E．在教材上功、热和内能的内容中有两个实验，压燃实验（迅速压缩空气使硝化棉燃烧）说明外界对气体做功使气体内能增大，而膨胀致冷实验（压缩气体迅速膨胀时温度降低）说明气体对外做功内能减小 【答案】BCE 【作业】 班次 座次 姓名 1．某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中两小碳粒a、b的运动情况， 每隔30s把碳粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次 连接起来，得到如图所示的位置连线图。则下列说法中正确的是（ ） A．若水温相同，则碳粒b较大 B．若两碳粒大小相同，则碳粒a所处的水中水温更低 C．两颗碳粒运动的位置连线图反映了碳分子的运动是无规则运动 D．碳粒a在P、Q两点间一定沿直线运动 【答案】A 【解析】 A：温度相同时，碳粒越大，受到液体分子的撞击力越接近平衡，布朗运动越不显著，A正确； B：温度越高，相同大小的布朗粒子运动越剧烈。由图可知碳粒a运动更剧烈，故a所处的水中水温更高，B错误； C：每颗碳粒的运动是无规则的，说明液体分子做无规则运动，C错误； D：每隔30s的位置连线不是运动轨迹，故P、Q两点间的运动轨迹并非一定为直线，D错误。 2．某同学用油膜法测油酸分子直径，配制好的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶 液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。 现把一滴上述溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘中，油酸在水面展开，稳定后形成单分子 油膜的形状如图所示，方格纸每一小格的边为10mm。 （1）根据以上实验结果可知，每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积V＝ m3， 估算出油酸分子的直径为 m（结果均保留1位有效数字）。 （2）用油膜法测出分子直径后，若要测阿伏加德罗常数，只需知道油酸的 。 A．摩尔质量 B．体积 C．摩尔体积 【答案】（1）1×10-11m3；1×10-9；（2）C 【解析】 （1）每1滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积 数得油膜为82小格，则油膜面积约为 油酸分子的直径即为油膜厚度，即 （2）由油酸分子直径可以求出油酸分子的体积，只要知道了油酸的摩尔体积 由摩尔体积和油酸分子体积之比可以求1摩尔油酸所含有的油酸分子数目，即可以求出阿伏伽德罗常数，C正确。 3．有同学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。 （1）在实验中油酸体积占油酸酒精溶液总体积的比例最为合适的是 A．1∶50 B．1∶500 C．1∶5000 （2）由于没有方格纸，该同学首先在一张透明胶片上描出油膜的轮廓，测量胶片的面积S0，并用高精度的电子天平称量出整张胶片的质量M，然后沿轮廓剪下对应的油膜形状的胶片，其质量为m，则油膜的面积为 （用所给物理量符号来表示）； （3）下列操作有助于减小实验误差的是 A．撒粉时要尽量厚一些，覆盖整个浅盘 B．滴油酸酒精溶液时，针头需远离液面 C．滴油酸酒精溶液后需待油膜稳定后再测其面积 【答案】（1）B；（2）；（3）C 【解析】 （1）在实验中油酸体积占油酸酒精溶液总体积的比例最为合适的是1∶500，故选B； （2）胶片厚度相同，则面积比等于质量比，即 （3）A：撒粉时若过厚，且覆盖整个浅盘，则不利于油酸形成单分子油膜，A错误； B：若针头远离液面，则油酸酒精溶液滴到水面上时可能会溅起，不利于形成整片的油膜，B错误； C：滴油酸酒精溶液后，需待油膜稳定后再测其面积，C正确。 4．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。 （1）单分子油膜：油酸分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是C17H33-，另一部分是-COOH，-COOH对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中C17H33-部分冒出水面，而-COOH部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。 （2）配制溶液：将1mL纯油酸配制成2000mL的油酸酒精溶液。 （3）测量体积：用量筒测出1mL溶液共有80滴。 （4）平静水面：在边长为30～40cm浅盘里倒入2～3cm深清水，待水面 稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。 （5）滴入溶液：用清洁滴管将配制好的1滴溶液轻轻滴入浅盘中。 （6）描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。 （7）数格，每格边长是0.5cm，油膜轮廓如图所示。 ①油膜的面积为 m2（结果保留两位有效数字）； ②油酸分子的直径约为 m（结果保留两位有效数字）； ③在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是 。 A．油酸在水面未完全散开时即描线 B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内 C．用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数 【答案】①3.5×10-3；②1.8×10-9；③BC 【解析】 ①根据题意可知，油膜所占坐标纸格数约140格，故油膜面积为 ②一滴油酸酒精混合溶液纯油酸的体积为 油酸分子的直径约为 ③A：油酸在水面未完全散开时即描线会导致面积S偏小，故直径偏大，A错误； B：计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内，会导致面积S偏大，故直径偏小，B正确； C：用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数，会导致计算的油酸体积偏小，故直径偏小，C正确。 5．（上海高考题）在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学将注射器活塞置于刻度为10mL处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积V每增加1mL测一次压强p，最后得到p和V的乘积逐渐增大。 （1）由此可推断，该同学的实验结果可能为图 （2）图线弯曲的可能原因是在实验过程中（ ） 【答案】（1）甲（2）C 【解析】 （1）由于“最后得到p和V的乘积逐渐增大”，因此在图象中，斜率k＝pV逐渐增大，斜率变大，故选甲 （2）A：注射器有异物不会影响图线的斜率，故A错误； B：连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大，不会影响斜率，故B错误； CD：注射器内气体温度升高，由克拉珀龙方程知，当T增大时，PV会增大，故C正确D错误 6．（上海高考题）利用如图装置可测量大气压强和容器的容积。步骤如下： ①将倒U形玻璃管A的一端通过橡胶软管与直玻璃管B连接，并注入适量的水，另一端 插入橡皮塞，然后塞住烧瓶口，并在A上标注此时水面的位置K；再将一活塞置于10ml位置 的针筒插入烧瓶，使活塞缓慢推移至0刻度位置；上下移动B，保持A中的水面位于K处， 测得此时水面的高度差为17.1cm。 ②拔出橡皮塞，将针筒活塞置于0ml位置，使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶口；然后将 活塞抽拔至10ml位置，上下移动B，使A中的水面仍位于K，测得此时玻璃管中水面的高度 差为16.8cm。（玻璃管A内气体体积忽略不计，ρ＝1.0×103kg/m3，取g＝10m/s2） （1）若用V0表示烧瓶容积，p0表示大气压强，△V示针筒内气体的体积，△p1、△p2表示上述步骤①、②中烧瓶内外气体压强差大小，则步骤①、②中，气体满足的方程分别为 、 。 （2）由实验数据得烧瓶容积V0＝ ml，大气压强p0＝ Pa。 （3）倒U形玻璃管A内气体的存在 A．仅对容积的测量结果有影响 B．仅对压强的测量结果有影响 C．对二者的测量结果均有影响 D．对二者的测量结果均无影响 【答案】（1），； （2）560，0.9576×105；（3）A 【解析】 （1）根据玻意耳定律 代入压强和体积可得：， （2）联立（1）中两式可得： 代入， 可得 代入 解得 （3）由（2）可知： 则 而与均由测得，故与管A内气体体积无关 而，仅对容器的测量结果有影响，BCD错误，A正确 7．某同学用图示实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射器水平 固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时， 传感器对活塞的压力F，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭 注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力F和 体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。 （1）甲同学想通过作出的图像探究等温变化的规律，则还需要测量的物理量有（ ） A．气体的温度 B．注射器的内径 C．大气压强 D．被封闭气体的质量 （2）乙同学根据实验数据作出的图像如图，已知图像的斜率为k，图像 与纵轴交点的纵坐标的绝对值为b，假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律， 若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为 （用k和b表示）； 若细管内气体体积不可忽略，则随着的增大，图像的斜率 （选填： 变大、变小、不变）。 【答案】（1）BC；（2），变小 【解析】 （1）设大气压强为p0，被封闭气体的横截面积为S 注射器内气体压强 若要作的图像，还需要测量气柱的横截面积和大气压强 横截面积可以通过测量注射器的内径计算得出。 （2）设气体刚封闭时气体体积为V0，此时的压强为p0，细管内的体积忽略不计 由玻意耳定律得 则，， 若细管内的气体体积不可忽略，设细管内的体积为ΔV 由玻意耳定律得（C为定值） 整理得，增大时，图像斜率在变小 8．某同学利用如图所示装置做探究一定质量的理想气体 在温度不变时压强与体积关系的实验。 步骤如下： ①将一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定 质量的气体。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器， 另一根细管与压强传感器相连。 ②将压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。 ③打开阀门，用手握住烧瓶，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门。 ④根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p。 ⑤多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 （1）该同学错误的操作步骤为 。 （2）正确进行实验后，该同学根据实验数据画出的图像如图所示，其中的纵坐标 为 （选填“V”或“”），烧瓶的容积V0为 。（用图中字母表示） （3）另一同学重复实验，计算了多组p与（V0－V）乘积，发现p（V0－V）随压 强p增大而变小，导致这个现象的原因可能为 。（写出一个原因即可） 【答案】（1）③；（2）V，n；（3）见解析 【解析】 （1）实验过程，用手握住烧瓶（步骤③）会导致容器的容积发生变化，会影响实验，所以是错误的操作。 （2）设烧瓶容积为V0，由波意耳定律有 所以图线的纵坐标是V，图线的纵轴截距为容器的体积，即V0＝n （3）p（V0－V）这个乘积与物质的量有关，与气体温度有关。 p（V0－V）变小，有可能是实验过程中温度降低所致。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届物理总复习·二轮·题型突破 题型09 实验题考前巩固之 热学实验 目 录 提 纲 （一）用单分子油膜法测分子直径 1．关于分子模型与实验思想 2．关于纯油酸的体积V0 3．关于单分子油膜的面积S （二）观察布朗运动 1．理解并熟悉在显微镜下观察布朗运动的操作方法及注意事项 2．看到的布朗运动，不是分子的运动 3．布朗运动的四大规律： ①永不停息；②无规则；③布朗粒子越小，运动越剧烈；④温度越高，运动越剧烈 4．据布朗运动提出分子运动假说 5．根据分子运动假说解释布朗运动及其他热运动现象 （三）验证玻意耳定律（等温变化规律） 1．关于理想气体模型与实际气体的实验误差 2．关于一定质量与等温变化的条件控制 （1）为保证质量一定 （2）为保证等温变化 3．关于图像分析：化曲为直，用图像 4．关于活塞与注射器内壁之间的摩擦是否会引起实验误差 （四）热学其他实验 ①扩散实验（气体扩散、液体扩散，了解固体扩散） ②分子引力实验（区分分子引力效果和大气压强效果） ③分子空隙实验（水与酒精混和体积变小，在高压下液体可以穿透金属容器壁） ④气体压强的产生、分子热运动模拟实验（用小球模拟分子，形象反映微观情况） ⑤晶体与非晶体性质对比实验（溶解性，导热、导电、机械强度等方面各向同性与各向异性） ⑥表面张力实验（比较多。在我国空间站“天宫课堂”中做了大量液体表面张力实验，需要了解） ⑦观察毛细现象 ⑧压燃实验（压缩点火原理） ⑨膨胀致冷实验（冰箱、空调制冷原理） 此外还有一些仪器仪表的工作原理、操作使用读数方法，如各种压强计、温度计 【作业】 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届物理总复习·二轮·题型突破 题型09 实验题考前巩固之 热学实验 高考热学实验题，难度一般不大，但对考生而言，一是对相关知识和实验方法可能比较陌生，二是对试题的创新情景不太适应；另外，大多数实验题的考查重点，都在数据处理，误差分析等方面。油膜法测分子直径实验，对于操作要求考查得更多，这些需要有侧重点的针对性复习。 （一）用单分子油膜法测分子直径 1．关于分子模型与实验思想 （1）球形分子假设：将油酸分子视为直径为d的小球，忽略分子间 作用力及热运动的影响，简化为紧密排列的单分子层。 （2）单分子油膜形成条件：油酸不溶于水且密度小于水，滴入水面 后浮于水面并迅速扩散，稳定时形成厚度为单个分子直径的均匀薄膜。 （3）分子直径：若纯油酸体积为V0，单分子层油膜面积为S，则油摸厚度视为分子直径。 2．关于纯油酸的体积V0 （1）基本思想方法：用来滴到水面上进行实验的纯油酸体积V0要非常小（远小于1mL），且要能够比较准确地测出其体积V0 （2）两大措施： ①不用纯油酸进行实验，而是稀释成很稀的油酸酒精溶液（浓度仅为左右） ②不直接量取多少mL溶液倒到水面上（太多了），而是测出几十上百滴的总体积，再取一小滴加到水面上进行实验（1滴的体积约） ▲我们可以这样估算一下做一次实验大概需要多少纯油酸： 这个实验一般在边长为0.3m～0.4m的浅盘中进行，单分子油膜的面积S只能是0.1m2左右而分子直径d为10-10m数量级 则纯油酸体积V0＝Sd＝0.1m2×10-10m＝10-11m3＝10-5cm3＝10-5mL数量级 1滴油酸酒精溶液的体积约，体积比浓度约为，两者相乘正好是数量级 （3）配制与测量 ①配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其体积比浓度为n（n一般为～）； ②用注射器（或滴管）吸取一段油酸酒精溶液，读出它的体积刻度V1； ③再把它一滴一滴地滴入烧杯中，数出滴下的总滴数N，并读出剩余的体积刻度V2，则N滴油酸酒精溶液的体积V＝∣V1－V2∣ ④则一滴油酸酒精溶液中，纯油酸的体积 3．关于单分子油膜的面积S （1）将画有油膜轮廓的透明板压在坐标纸（方格边长1cm以内）上， 数出轮廓内正方形格子的个数n0，不足半格的舍去，大于半格的算一格； （2）求得单个正方形的面积S0，则油膜面积S＝n0S0。 ▲新情景创新实验法：有些数码相机或手机利用面积传感器可快速准确得到油膜面积。拍摄下油膜轮廓，利用软件自动计算出油膜面积，可减少人工数格误差，考查学生对现代技术的应用能力。 【例1】在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上： ⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 完成下列填空： （1）某位老师提出将油酸分子看作“一桶乒乓球倒在水中漂浮”，该描述体现本实验的理想化假设是 。 A．将油膜看成单分子层油膜 B．考虑了各油酸分子间的空隙 C．将油酸分子看成球形 （2）某次实验中采用油酸浓度为0.5%的油酸酒精溶液，测得1mL溶液共165滴， 则每滴溶液中油酸体积为 cm3（保留1位有效数字），画出油膜的形状如图所示， 坐标纸中每个小正方形方格的边长为1cm，则本次实验中油酸膜的面积是 cm3。 （3）按以上实验数据估测油酸分子的直径约为 cm（保留1位有效数字）。 【例2】做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 （1）下列实验步骤的正确顺序是 （填写实验步骤前的序号）。 a．往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上 b．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定 c．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小 d．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积 e．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 （2）实验中，所用油酸酒精溶液每V1体积溶液中有纯油酸体积V2，用注射器和量筒测得体积为V0的上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待稳定后得到油酸膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积S＝ ；可求得油酸分子的直径为 （用V1、V2、V0、n、S表示）。 （3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为 。 A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．用注射器和量筒测V0体积溶液滴数时多记录了几滴 （二）观察布朗运动 1．理解并熟悉在显微镜下观察布朗运动的操作方法及注意事项 ①两眼两手配合操作（一手调显微镜，一眼在显微镜内观察；另一眼看桌面上的方格纸，另一手在纸上记录布朗粒子相应的位置） ②紧跟布朗粒子（在显微镜下观察，视区范围小，视深小，找到一个粒子后，要随时仔细微调显微镜，跟踪一个粒子观察并记录。前后左右调，上下调，别跟丢了。） 2．看到的布朗运动，不是分子的运动 布朗运动是在低倍光学显微镜下观察到的现象（物镜加目镜总的放大位数一般为几百倍），在这样的倍数下，远不能看到分子。 这就明白了，看到的布朗运动不是分子的运动。 看到的是布朗粒子（含有极大数目的分子）在周围水分子不平衡撞击下的无规则运动。 3．布朗运动的四大规律：（熟悉这四大规律，并能用分子动理论解析这些规律） ①永不停息；②无规则；③布朗粒子越小，运动越剧烈；④温度越高，运动越剧烈 4．据布朗运动提出分子运动假说 5．根据分子运动假说解释布朗运动及其他热运动现象 【例3】甲、乙两图是某同学从资料中查到的，在显微镜下观察 水中炭粒做布朗运动位置连线的两张记录图片，每隔30s记录一个位 置，两方格纸每小格边长相同。比较两张图片可知（ ） A．图中连线是炭粒的运动径迹 B．炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果 C．若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大 D．若炭粒大小相同，甲中水分子的热运动较剧烈 （三）验证玻意耳定律（等温变化规律） 1．关于理想气体模型与实际气体的实验误差 本实验的目的，是要验证一定质量的气体，在等温变化过程中。但实验中用到的空气是实际气体，并不符合理想气体的规律。不过，对于空气而言，在压强不太大（相对于大气压强）、温度不太低（相对于常温）时，实验结果与理想气体很接近，误差很小。本实验过程中，很容易保证压强不太大、温度不太低的条件，不必考虑这方面引起的实验误差。 2．关于一定质量与等温变化的条件控制 （1）为保证质量一定，需要注射器密封性好，可在注射器活塞外面涂上润滑油（或凡士林）防止漏所和进气，同时橡皮套对针孔密封要严（橡皮套不能涂润滑油，涂了润滑油会套不稳，容易滑脱）。 （2）为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注 射器有气体的部位。同时，改变体积过程应缓慢，以免影 响密闭气体的温度。 3．关于图像分析：化曲为直，用图像 一定质量的气体做等温变化，其图像为双曲线 的一支。分析实验数据应本着化曲为直的原则，所以应作 图像。实验得到的图像为直线，说明。 ( A B C D )【例4】某实验小组通过压缩被封闭空气，来探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系，由于压缩过快，导致被封闭空气的温度明显升高，其他操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是（ ） 4．关于活塞与注射器内壁之间的摩擦是否会引起实验误差 这要看注射器内被研究气体的压强数据是怎么得来的 （1）如果是用压强计或压强传感器直接与被研究 气体接触测气体压强（如右边两图所示），则与活塞受 摩擦力无关，活塞受的摩擦力不引起实验误差 （2）如果是通过活塞上加压力或加拉力来改变被 研究气体压强，且要利用所加压力或拉力来计算压强 强（在以前的教材上，该实验就是这样来改变和计算压 的），则与摩擦力有关，需要在活塞上涂上润滑油以减小摩擦 【例5】（2023年山东卷）利用右图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，图像中的拟合图线为一条过原点的 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）若气体被压缩到体积V＝10.0mL，由图像可读出封闭气体压 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”）。 【例6】某实验小组利用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。实验步骤如下： （1）用刻度尺测出固定在水平桌面上的注射器刻度上10mL与30mL 之间的距离为2.00cm，计算出注射器活塞的横截面积S＝ cm2； （2）向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，活塞静止时， 读出注射器中气体的体积V0； （3）挂上沙桶，活塞与滑轮之间的细线保持水平，在沙桶中缓慢加 入适当沙子，待活塞静止后，测量沙子的质量m和对应气体的体积V； （4）改变m，得到多组m及对应的V；以m为纵坐标，为横坐标，做出的图像 如图乙所示。已知图线的纵截距为m1，斜率的绝对值为k，当地的重力加速度为g；不考 虑摩擦，注射器的气密性以及导热性良好且环境温度不变，则根据图线可得沙桶的质量 为 ，实验时的大气压强为 。（均用已知和测得的物理量符号表示） 【例7】使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。 （1）为了探究压强p与体积V的关系，在测得需要的实验数据后，为达到“探究”的实验目的，用图像法进行数据分析，从下列选项中选出需要的步骤并按顺序排列 。 A．作p-V图像，根据画出的图线猜测p与V的关系 B．作图像，根据画出的图线猜测p与V的关系 C．作p-V图像，对p与V关系的猜测进行检验 D．作图像，对p与V关系的猜测进行检验 E．检验正确，得出p与V关系的结论 （2）第1小组为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，进行了两次实验，得到的p-V图像如图2所示。第2小组根据某次实验数据作出的图如图3所示。下列说法正确的是 A．实验前应将注射器里的空气完全排出 B．为了减少实验误差，可以在柱塞上涂上润滑油，以减少摩擦 C．由图2可知，第1小组的两次实验气体温度大小关系为T1＞T2 D．如图3所示，若第2小组实验操作正确，则V0为联通空气柱与压力表细管的体积 （3）如图4所示，小明从状态A缓慢拉升柱塞，使其到达状态B（体积为V1）。若此时突然提升柱塞，使其快速到达体积V2，则此时V2对应下图中的状态 （填“C”、“D”、“E”、“F”）（图中A、B、E为同一等温线上的点） 【例8】用图示的实验装置探究压强不变时气体体积与温度的关系。往杯中加入适量的热水， 使注射器内的空气柱位于水面之下，每隔几分钟，记录气体体积和此时温度计的示数；用Δt表示 水降低的摄氏温度，用ΔV表示注射器内气体体积的改变量。根据测量数据作出的图线是（ ） ( A B C D ) （四）热学其他实验 在中学物理热力学内容中，有大量的小实验、生产生活中相关的实践活动、物理学史上的一些重要实验，我们需要熟悉、理解。主要有以下一些： ①扩散实验（气体扩散、液体扩散，了解固体扩散） ②分子引力实验（区分分子引力效果和大气压强效果） ③分子空隙实验（水与酒精混和体积变小，在高压下液体可以穿透金属容器壁） ④气体压强的产生、分子热运动模拟实验（用小球模拟分子，形象反映微观情况） ⑤晶体与非晶体性质对比实验（溶解性，导热、导电、机械强度等方面各向同性与各向异性） ⑥表面张力实验（比较多。在我国空间站“天宫课堂”中做了大量液体表面张力实验，需要了解） ⑦观察毛细现象 ⑧压燃实验（压缩点火原理） ⑨膨胀致冷实验（冰箱、空调制冷原理） 此外还有一些仪器仪表的工作原理、操作使用读数方法，如各种压强计、温度计 ( 铅块1 铅块2 重物 玻璃板1 1 2 玻璃板2 水 3 4 （ a ） （ c ） （ d ） （ b ） 左 右 )【例9】（原创好题）我们学习中学物理热学内容时，会接触到很多小实验及物理学历史上的一些重要实验。关于这些实验，下列说法正确的有（ ） A．马德堡半球实验，如图（a）所示，说明两半球接触处的分子间存在强大的引力 B．做表面张力实验，用铁丝拉起一张肥皂膜，膜中附有一根松软的棉线，如图（b）甲所示，用烧红的针尖刺破棉线左边的肥皂膜之后，可出现如图（b）乙所示的现象 C．两个铅块端面磨平用力挤压，即可牢牢地吸在一起，如图（c）所示，说明分子间有引力 D．将两块玻璃板浸湿后贴在一起，如图（d）所示，沿1、2方向很难往两边拉开，而沿3、4方向很容易向两边滑开，这说明玻璃板在力的性质上表现为各向异性 E．在教材上功、热和内能的内容中有两个实验，压燃实验（迅速压缩空气使硝化棉燃烧）说明外界对气体做功使气体内能增大，而膨胀致冷实验（压缩气体迅速膨胀时温度降低）说明气体对外做功内能减小 【作业】 班次 座次 姓名 1．某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中两小碳粒a、b的运动情况， 每隔30s把碳粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次 连接起来，得到如图所示的位置连线图。则下列说法中正确的是（ ） A．若水温相同，则碳粒b较大 B．若两碳粒大小相同，则碳粒a所处的水中水温更低 C．两颗碳粒运动的位置连线图反映了碳分子的运动是无规则运动 D．碳粒a在P、Q两点间一定沿直线运动 2．某同学用油膜法测油酸分子直径，配制好的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶 液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。 现把一滴上述溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘中，油酸在水面展开，稳定后形成单分子 油膜的形状如图所示，方格纸每一小格的边为10mm。 （1）根据以上实验结果可知，每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积V＝ m3， 估算出油酸分子的直径为 m（结果均保留1位有效数字）。 （2）用油膜法测出分子直径后，若要测阿伏加德罗常数，只需知道油酸的 。 A．摩尔质量 B．体积 C．摩尔体积 3．有同学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。 （1）在实验中油酸体积占油酸酒精溶液总体积的比例最为合适的是 A．1∶50 B．1∶500 C．1∶5000 （2）由于没有方格纸，该同学首先在一张透明胶片上描出油膜的轮廓，测量胶片的面积S0，并用高精度的电子天平称量出整张胶片的质量M，然后沿轮廓剪下对应的油膜形状的胶片，其质量为m，则油膜的面积为 （用所给物理量符号来表示）； （3）下列操作有助于减小实验误差的是 A．撒粉时要尽量厚一些，覆盖整个浅盘 B．滴油酸酒精溶液时，针头需远离液面 C．滴油酸酒精溶液后需待油膜稳定后再测其面积 4．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。 （1）单分子油膜：油酸分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是C17H33-，另一部分是-COOH，-COOH对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中C17H33-部分冒出水面，而-COOH部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。 （2）配制溶液：将1mL纯油酸配制成2000mL的油酸酒精溶液。 （3）测量体积：用量筒测出1mL溶液共有80滴。 （4）平静水面：在边长为30～40cm浅盘里倒入2～3cm深清水，待水面 稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。 （5）滴入溶液：用清洁滴管将配制好的1滴溶液轻轻滴入浅盘中。 （6）描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。 （7）数格，每格边长是0.5cm，油膜轮廓如图所示。 ①油膜的面积为 m2（结果保留两位有效数字）； ②油酸分子的直径约为 m（结果保留两位有效数字）； ③在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是 。 A．油酸在水面未完全散开时即描线 B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内 C．用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数 5．（上海高考题）在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学将注射器活塞置于刻度为10mL处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积V每增加1mL测一次压强p，最后得到p和V的乘积逐渐增大。 （1）由此可推断，该同学的实验结果可能为图 （2）图线弯曲的可能原因是在实验过程中（ ） 6．（上海高考题）利用如图装置可测量大气压强和容器的容积。步骤如下： ①将倒U形玻璃管A的一端通过橡胶软管与直玻璃管B连接，并注入适量的水，另一端 插入橡皮塞，然后塞住烧瓶口，并在A上标注此时水面的位置K；再将一活塞置于10ml位置 的针筒插入烧瓶，使活塞缓慢推移至0刻度位置；上下移动B，保持A中的水面位于K处， 测得此时水面的高度差为17.1cm。 ②拔出橡皮塞，将针筒活塞置于0ml位置，使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶口；然后将 活塞抽拔至10ml位置，上下移动B，使A中的水面仍位于K，测得此时玻璃管中水面的高度 差为16.8cm。（玻璃管A内气体体积忽略不计，ρ＝1.0×103kg/m3，取g＝10m/s2） （1）若用V0表示烧瓶容积，p0表示大气压强，△V示针筒内气体的体积，△p1、△p2表示上述步骤①、②中烧瓶内外气体压强差大小，则步骤①、②中，气体满足的方程分别为 、 。 （2）由实验数据得烧瓶容积V0＝ ml，大气压强p0＝ Pa。 （3）倒U形玻璃管A内气体的存在 A．仅对容积的测量结果有影响 B．仅对压强的测量结果有影响 C．对二者的测量结果均有影响 D．对二者的测量结果均无影响 7．某同学用图示实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射器水平 固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时， 传感器对活塞的压力F，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭 注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力F和 体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。 （1）甲同学想通过作出的图像探究等温变化的规律，则还需要测量的物理量有（ ） A．气体的温度 B．注射器的内径 C．大气压强 D．被封闭气体的质量 （2）乙同学根据实验数据作出的图像如图，已知图像的斜率为k，图像 与纵轴交点的纵坐标的绝对值为b，假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律， 若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为 （用k和b表示）； 若细管内气体体积不可忽略，则随着的增大，图像的斜率 （选填： 变大、变小、不变）。 8．某同学利用如图所示装置做探究一定质量的理想气体 在温度不变时压强与体积关系的实验。 步骤如下： ①将一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定 质量的气体。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器， 另一根细管与压强传感器相连。 ②将压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。 ③打开阀门，用手握住烧瓶，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门。 ④根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p。 ⑤多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 （1）该同学错误的操作步骤为 。 （2）正确进行实验后，该同学根据实验数据画出的图像如图所示，其中的纵坐标 为 （选填“V”或“”），烧瓶的容积V0为 。（用图中字母表示） （3）另一同学重复实验，计算了多组p与（V0－V）乘积，发现p（V0－V）随压 强p增大而变小，导致这个现象的原因可能为 。（写出一个原因即可） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$