(25)热学、实验：用油膜法估测油酸分子的大小、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（M）

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (二十五)热学、实验：用油膜法估测油酸分子的大小、 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 (考试时间40分钟，满分100分)》 一、单项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是 符合题目要求的) 1.如图所示为气体分子的速率分布图线，纵轴表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图 线1下方的面积为S1,图线2下方的面积为S2;图线1对应的温度为T,,图线2对应的温度为 T2。下列关系式正确的是 A.T >T2 B.T<T2 C.S>S2 D.S<S2 2.某容器的容积V,=20L,装有压强1=2.0×106Pa的理想气体，已知大气压强，=1.0× 105P,如果保持气体的温度不变，把容器打开，等气体达到新的平衡时，容器内剩余气体的质量 与原来气体的质量之比为 A.1:19 B.1:20 C.2:3 D.1:18 3.如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B管竖直插入水银槽中，A管与B管之间的夹角为日， A管中有一段长为h的水银柱保持静止，B管内水银面与槽内水银面的高度差为 A.h B.hsin 0 C.hcos e D.htan 0 二、双项选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的 得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 4.如图所示为分子间的作用力F与分子间距离？的关系图像，下列说法正确的是 A.液体表面层分子间的平均距离略大于r1 B.当分子间距离为2时，分子间作用力表现为斥力 C.当分子间距离为1时，分子势能最小 D.随着分子间距离从接近于零增大到无穷远，分子间作用力先减小后增大 5.宋朝的怀丙和尚利用船的浮力打捞起几万斤的铁牛，如图所示。若铁牛内部有一封闭空腔，开 始在水底时，腔内气体的温度为17℃、压强为0.97×105P,当铁牛上升到水面时，腔内气体的 温度升高到27℃。已知腔内的气体可视为理想气体，且体积始终不变，热力学温度与摄氏温度 的关系为T=t十273K,则在上升过程中，关于腔内气体，下列说法正确的是 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一 A.当腔内气体的温度升高到27℃时，气体的压强约为1.2×105Pa B.单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多 C.气体对外界做正功 D.气体从外界吸收热量 6.如图所示，一足够长的薄壁导热气缸开口向下，并用轻绳悬挂在天花板上，气缸的横截面积为S, 横截面积也为S的活塞和气缸之间封闭一定质量的理想气体，活塞稳定时距气缸底部的距离为 ,在活塞的底部中心悬挂一个轻质小桶，往小桶中缓慢加入细沙，当所加细沙的质量为时，活 塞距气缸底部的距离为2。已知大气压强为，活塞的厚度和其与气缸之间的摩擦不计，环境 温度始终不变，重力加速度为g。下列说法正确的是 A.该过程外界对气体做正功 B.该过程气体从外界吸收热量 2 C.活塞的质量为oS m g D.活塞的质量为S 2m 班级 姓名」 分数 题号 1 2 5 答案 三、非选择题（本题共5小题，共58分。请按要求完成下列各题） 7.(6分)如图所示，易碎品通常用密封性好、充满气体的充气袋包裹。当充气袋被挤压时，假设袋 内气体可视为理想气体，且与外界无热量交换，则袋内气体对外界做 (填“正”或“负”) 功，压强 (填“增大”或“减小”)。 充气袋 X易碎品 8.(6分)一定质量的理想气体从状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态，其体积V 随摄氏温度t的变化关系图像如图所示，p。、p6、p.分别表示状态a、b、c的压强，a→b过程气体 分子的平均动能 (填“增大”或“减小”)；c→a过程气体 (填“吸收”或“放出”)热 量，该过程单位时间内单位面积器壁受到分子撞击的次数逐渐 (填“增多”或“减少”)。 轮复习40分钟周测卷二十五 物理第2页（共4页） 网 9.(15分)用如图甲所示的装置探究一定质量气体在等温情况下压强与体积变化的规律。 00压力表 柱塞 空气柱 13 橡胶塞 伊 (1)实验中，为找到压强与体积的关系， (填“需要”或“不需要”)测量空气柱的横截 面积。 (2)关于该实验的操作，下列说法正确的有 (填正确答案标号)。 A.柱塞上应该涂润滑油 B.用手握住注射器推拉柱塞 C.应缓慢推拉柱塞 D.注射器必须固定在竖直平面内 (3)某小组利用测量得到的数据绘制的p-V图像如图乙所示，该组同学猜测空气柱的压强跟体 积成反比。如果想进一步通过图像来检验这个猜想是否合理，应当利用实验数据作出 (填“p-V”“力-V2”或“p-立”)图像，对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条 就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 (4)另一组同学利用该装置作出的p- 卡图像如图中实线所示，图线出现弯曲的可能原因是 (填正确答案标号)。 A.实验过程中气体的温度升高 B.在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强 C.实验过程中堵住针孔的橡皮帽漏气 10.(15分)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下： A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓中的方格数（正方形小方格的边长均为 2cm),算出油膜面积S; B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔 将薄膜的形状画在玻璃板上； C.向浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉； D.用所学公式求出油膜厚度，即为油酸分子的直径； E.在1mL纯油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为1000mL; F.用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得60滴溶液的体积为 1mL。 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一轮 -T- -t-T (1)上述实验步骤的合理顺序是 (填步骤前面的字母)。 (2)根据上述数据，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 mL(结果保留两位有效 数字)。 (3)根据上述数据及图中的面积，估测出油酸分子的直径为 m(结果保留两位有效数字)。 (4)关于本实验下列说法正确的是 (填正确答案标号)。 A.选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜 B.若油酸没有充分散开，则测得的油酸分子直径将偏小 C.若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则测得的油酸分子直径将偏大 D.若在向量筒中滴入1L油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，则测得的油酸分子直径将偏小 11.(16分)池塘水面的温度为21℃，一个体积为2cm3的气泡从深度为10m的池塘底部缓慢上 升至水面，其压强p随体积V的变化图像如图所示，气泡由状态1变化到状态2。已知水的密 度p=1×103kg/m3,水面大气压强，=1×105Pa,气泡内气体可视为理想气体，热力学温度与 摄氏温度的关系为T=t+273K,重力加速度g=10m/s2。 (1)求池塘底部的摄氏温度； (2)若气泡从池塘底部上升至水面的过程中内能增加了0.2J,则气泡内气体吸收了多少热量？ p p 02 02.04.2Vcm3) 复习40分钟周测卷二十五 物理第4页（共4页）】 ☑高三一轮复习M ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（二十五） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I,理解能力Ⅱ.推理能力 Ⅲ，分析综合能力Ⅳ，应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究 ④科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) V ① ② ③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 气体分子速率的分布图像 易 0.85 2 单项选择题 6 气体质量变化问题 中 0.65 3 单项选择题 6 水银柱的压强 中 0.60 分子间的作用力与分子间距离 4双项选择题 b 易 0.80 的关系 双项选择题 查理定律、热力学第一定律 中 0.75 6 双项选择题 8 气缸问题 L 难 0.55 理想气体状态方程与热力学定 非选择题 6 中 0.75 律的实际应用 8 非选择题 6 V-t图像 / 中 0.75 9 非选择题 6 探究一定质量气体在等温情况 易 下压强与体积变化的规律 L L 0.85 10 非选择题 15 用油膜法估测油酸分子的大小 中 0.65 理想气体状态方程与热力学第 11 非选择题 16 难 0.55 定律的应用 ·95· ·物理· 参考答案及解析 香考答条及解析 一、单项选择题 (273+17)K=290K,T2=(273+27)K=300K,解 1.B【解析】温度越高，分子热运动越剧烈，分子运动 得p2≈1.0×105Pa,A项错误；铁牛上升过程中气体 剧烈是指速率大的分子所占的比例大，由图可知图线 温度升高，气体分子的平均速率增大，因此单位时间 2速率大的分子所占比例较大，则图线2对应的温度 内撞击单位面积器壁的分子数增多，B项正确；因为 较高，图线1速率大的分子所占比例较小，则图线1 气体体积不变，所以气体不做功，即W=0,C项错误； 对应的温度较低，即T1<T,A项错误，B项正确；图 由热力学第一定律，可得△U=W十Q,气体温度升 线与横轴所围成的面积表示分子速率从0~∞所有 高，内能增大，即△U>0,又W=0,解得Q>0,即上升 区间内分子数的比例之和，为100%，因此两条曲线 过程中，气体从外界吸收热量，D项正确。 与横轴所围成的面积相等，即S,=S2,C、D项错误。 6.BD 【解析】由题可知，气体的体积变大，气体对外界 2.B【解析】设溢出气体的体积为V,以容器内原有的 做功，则外界对气体做负功，又气缸导热，温度不变， 气体整体为研究对象，发生等温变化，则有pV。= 气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从 pV。十pV,解得V=380L,容器中剩余20L压强为 外界吸收热量，A项错误，B项正确：设活塞的质量为 的气体，而同样大气压下气体的总体积为400L, m0,不加细沙时，对活塞受力分析，可得pS=g十 所以剩余气体的质量与原来气体的质量之比等于同 pS,加细沙后，对活塞和细沙整体受力分析，可得 气压下气体的体积之比：为品动·B项正确。 pS=(m。十m)g+pS,根据玻意耳定律有p1Sl= 3.C【解析】以A管中的水银柱为研究对象，设管的横 pS·2L,联立解得m=S-2m,C项错误，D项 g 截面积为S,外界大气压为p,管内封闭气体的压强 正确。 为p,对A管内水银分析有pS十p水龈Shgcos=p,S, 解得p=p。一P水银ghcos日，对B管内水银分析有S 三、非选择题 十P水银Sh'g=pS,解得h'=hcos0,B管内水银面与 7.负(3分)增大(3分) 槽内水银面的高度差为hcos0,C项正确。 【解析】充气袋被挤压，气体的体积减小，外界对气体 二、双项选择题 做正功，则W>0,即气体对外界做负功，由于袋内气 4.AC【解析】液体表面层分子较稀疏，其间距略大于 体与外界无热量交换，则Q=0,根据热力学第一定律 1,A项正确；当分子间距离为2时，分子间距离大 有△U=W十Q,可知内能增大，则温度升高，体积减 于平衡距离1，分子力表现为引力，B项错误；当分子 小，根据理想气体状态方程兴=C,可判断压强一定 间距离等于”时，分子力为0，分子势能最小，C项正 增大。 确：随着分子间距离从接近于零增大到无穷远，分子 8.增大(2分)吸收(2分)减少(2分) 间作用力先减小后增大再减小，D项错误。 【解析】α→b过程温度升高，气体分子的平均动能增 5BD【解析】由在理定律可得会=会，其中T= 大，c→a过程，气体温度不变，体积变大，则外界对气 ·96· 高三一轮复习M ·物理· 体做负功，由于气体内能不变，根据热力学第一定律 1mL,向浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子 可知，气体从外界吸热，该过程气体体积增大，压强减 粉，将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的 小，而气体分子平均动能不变，所以c→a过程单位时 形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的 间内单位面积器壁受到分子撞击的次数逐渐减少。 形状画在玻璃板上，将画有油膜轮廓的玻璃板放在 9.(1)不需要(3分) 坐标纸上，数出轮廓中的方格数，算出油膜面积S, (2)AC(3分) 用所学公式求出油膜的厚度，即为油酸分子的直径， (3)p己3分)过原点的倾斜直线3分) 故上述实验步骤的合理顺序为EFCBAD。 (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V= (4)C(3分) 【解析】(1)由于注射器的横截面积相等，所以可用长 1000×60mL≈1.7X10-5mL。 度代替体积，故不需要测空气柱的横截面积。 (3)估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格 (2)柱塞上涂润滑油，既能减小摩擦，又能防止漏气， 就舍去的原则，估算出共60格，则油酸薄膜的面积 A项正确；用手握住注射器会造成温度变化，B项错 S=60×2×2cm2=240cm,油酸分子的直径d= 误；若急速推拉活塞，则有可能造成漏气和等温条件 y=1.7x10 240 -cm≈7.1×108cm=7.1X 的不满足，所以应缓慢推拉活塞，C项正确：压强由压 1019mo 力表测量，不是由竖直的平衡条件计算，所以不需要 (4)计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更 竖直放置，D项错误。 易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使 (3)该组同学猜测空气柱的压强跟体积成反比，如 测量结果更精确，所以选用油酸酒精溶液而不是纯 想进一步通过图像来检验这个猜想是否合理，应当利 油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜， 用实验数据作出力~图像，若该图像是一条过原点 A项正确：计算油酸分子直径的公式d-号，V是纯 的倾斜直线，则结论成立。 油酸的体积，S是油膜的面积，若油膜没有充分散 (4)若温度升高，则pV乘积应该增大，A项错误；压 开，则测量的面积S偏小，导致测得的结果偏大，B 强是由压力表测量，与活塞框架的重力无关，B项错 项错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的 误；图像向下弯曲，pV乘积减小，可能是实验过程中 方格，测量的面积S将偏小，故得到的油酸分子直径 有漏气现象，C项正确。 将偏大，C项正确：若在向量筒中滴入1L油酸酒 10.(1)EFCBAD(3分) 精溶液时，滴数少数了几滴，则测得1滴油酸酒精溶 (2)1.7×10-5(4分) 液的体积偏大，故测得的油酸分子直径将偏大，D项 (3)7.1×101(4分) 错误。 (4)AC(4分) 11.【解析】(1)气泡在池底时的压强p1=p十pgh=2× 【解析】(1)上述实验步骤的合理顺序是：在1mL纯 105Pa (2分) 油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为 由理想气体状态方程有 1000mL,用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶 PiVPoV: 液一滴一滴地滴入量筒，测得60滴溶液的体积为 (2分) T T ·97· ·物理· 参考答案及解析 解得T1=280K (2分) 由热力学第一定律有 池塘底部的温度t1=T1一273K=7℃ (2分) △U=Q-W (3分) (2)p-V图像与横轴围成的面积表示气体对外做的 解得吸收的热量Q=0.53J (3分) 功，气泡从池塘底部上升至水面的过程气体对外界 做的功W=D+),-V)=0.33J 2 (2分) ·98·