第15章 第4讲 实验19：用油膜法估测油酸分子的大小 实验20：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系(课件PPT) -【赢在微点·顶层设计】2026年高中物理高考一轮总复习

第3讲 实验19：用油膜法估测油酸分子的大小 实验20：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 第十五章　热学 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 目 标 要 求 1.知道油膜法估测分子大小的原理。2.掌握用油膜法估测油酸分子大小的方法。3.学会探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。4.会用图像法处理实验数据。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考点1　实验：用油膜法估测油酸分子的大小 考点2　实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 内容 索引 温馨提示:点击标题链接相关内容 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 赢在微点 物理 大一轮 考点1 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 5 1.实验原理。 (1)利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，如图甲所示。用d=计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，S为油膜的面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径，如图乙所示。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)单分子油膜：认为油酸分子一个挨一个的排列，形成单分子油膜,油膜的厚度即等于油酸分子的直径。 2.实验器材。 盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉、量筒、彩笔等。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 3.操作步骤。 (1)用滴管(或注射器)将油酸酒精溶液滴入量筒，数出每毫升油酸酒精溶液的滴数，算出每滴液滴体积的平均值。 (2)把洗干净的浅盘水平放置，倒入约2 cm深的水。用纱网(或粉扑)将适量的爽身粉(或石膏粉)轻轻撒在水面上。 (3)用滴管(滴管距离水面约1 cm)将一滴油酸酒精溶液轻轻滴入水面中央，待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油酸膜的形状。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (4)将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形小方格的个数(不足半格的舍去，多于半格的算一个格)，估测出油膜的面积，估算油酸分子的直径。 (5)清洗浅盘，擦去玻璃板上的油膜轮廓线，重复做2至3次实验。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 4.误差分析。 (1)纯油酸体积的计算引起误差。 (2)对油膜形状画线时带来误差。 (3)数格子法是一种估算方法，会带来误差。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 5.注意事项。 (1)实验前，必须将所有的实验用具擦洗干净。实验时，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大实验误差。 (2)爽身粉和油酸的用量都不能太大，否则不易成功。 (3)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜，不宜长时间放置。 (4)浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (5)油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩，要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩的原因有两个：一是水面受液滴冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后，油膜回缩。 (6)滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面1 cm之内，否则油膜难于形成。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (7)因为水和油酸都是无色透明的液体，所以要用爽身粉来显示油膜的边界。注意要从盘的中央加爽身粉。由于加爽身粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开，同时粉粒之间又存在着排斥作用，爽身粉会自动扩散至均匀。这样做，比将爽身粉撒在水面上的实验效果要好；撒爽身粉后，不要再触动盘中的水。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (8)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸。为防止影响下次实验时油酸的扩散和油膜面积的测量，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁。 (9)本实验只要求估算分子的大小，实验结果数量级符合要求即可。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例1】　油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)这种估测方法是将每个油酸分子视为 模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为 油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的 。图中油酸膜的面积为 m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为 m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径为 m。(均保留2位有效数字)  球体 单分子 直径 4.3×10-2 1.2×10-11 2.8×10-10 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢? 请写出你分析的原因： 。  ①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)油膜面积占68小格，面积约为S=68×25×25×10-6 m2≈4.3×10-2 m2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积V=××10-6 m3= 1.2×10-11 m3，油酸分子的直径约等于油膜的厚度d== m ≈2.8×10-10 m。 (2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 赢在微点 物理 大一轮 考点2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 19 1.实验原理。 控制气体的质量和温度不变，探究气体压强与体积的关系。如图所示，气体的压强p可以从仪器上方的压力表读出，空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V，探究pV是否在误差允许的范围内不变。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 2.实验器材。 铁架台、注射器、橡胶套、压力表等。 3.操作步骤。 (1)安装实验装置，将其固定在铁架台上。 (2)在活塞底部套上橡胶套，将一定质量的空气封闭在玻璃管中，记录空气柱的初始长度和压力表的初始示数。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (3)缓慢向上拉动柱塞改变空气柱的长度，选取两个合适的位置保持稳定，并记录相应的空气柱的长度和空气柱的压强。 (4)缓慢向下推动柱塞改变空气柱的长度，选取两个合适的位置保持稳定，并记录相应的空气柱的长度和空气柱的压强。根据所测数据,分别以V和为横坐标，p为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，并根据所得数据进行描点。按照坐标纸中各图的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线观察两种坐标下图像的特点。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 4.数据处理。 在等温过程中，气体的压强和体积的关系在p-V图像中呈现为双曲线的一支，处理实验数据时，要通过变换，即画p-图像，把双曲线变为直线，说明p与V成反比，如图所示，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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 5.注意事项。 (1)为了确保封闭气体的质量不变，实验中使用的注射器柱塞上需要涂抹润滑油。 (2)为了确保封闭气体的温度不变，实验中需要缓慢移动柱塞，并且不能用手握住注射器封闭气体部分。 (3)空气柱的体积不宜过小。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例2】　(2025·丽江模拟)如图甲为 “探究一定质量的气体在温度保持不变的 条件下压强与体积的关系”的装置，导热 性能良好的注射器中用橡胶套和柱塞封 闭一段空气柱，空气柱的体积V可以通 过刻度读取，空气柱的压强p可以从与注 射器内空气柱相连的气压计读取。把柱塞向下压或向上拉，读取几组空气柱的体积与对应的压强数据。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)(多选)关于该实验操作，下列说法正确的是 (填选项字母)。  A.推拉柱塞时应尽量缓慢 B.推拉柱塞时不可手握注射器筒上空气柱部分 C.若实验中橡胶套脱落，可立即装上并继续本次实验 AB 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为了直观看出一定质量的气体在温度不变的条件下压强与体积的关系，若以p为纵坐标， 则应以  (用字母表示)为横坐标建立坐标系并描点作图；在不断压缩气体过程中，将测得的数据在刚才建立的坐标系中描点后用平滑曲线连接，得到的图像如图乙中实线所示，则出现这种情况的可能原因是 (写出一种即可)。  漏气(或者环境温度降低) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)为减小实验误差，推拉柱塞时应尽量缓慢，以防止柱塞移动太快，气体的温度产生变化，A项正确；推拉柱塞时不能用手握注射器筒上空气柱部分，以防止空气温度产生变化，B项正确；若实验中橡胶套脱落，气体的质量变化，需重新做实验，C项错误。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)当温度不变时有pV=C，即压强p与体积V成反比，两者的关系图像不是直线，但压强p与是线性关系，故应当以为横坐标；一定质量的气体在温度不变的条件下压强与体积的关系为pV=C，其中常量与物质的量和气体温度有关，由题图乙可知压缩气体压强增大，点与坐标原点连线斜率减小，则C减小，即实验过程中有漏气现象或者环境温度降低。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例3】　(2023·山东卷)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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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 (填选项字母)。  A.p与V成正比 B.p与成正比 (2)若气体被压缩到V=10.0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为 Pa(保留3位有效数字)。  B 2.04×105 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (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”)。  增大 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)在实验误差允许范围内，题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p与成正比，B项正确。 (2)若气体被压缩到V=10.0 mL，则有= mL-1=100×10-3 mL-1，由题图乙可读出封闭气体压强为p=2.04×105 Pa。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，根据p(V0+ΔV)-pV0=pΔV，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的增大而增大。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 把握高考微点，实现素能提升 完成——微练53 本部分内容讲解结束 $$