重点强化三 用油膜法估测油酸分子的大小、探究气体等温变化的规律-【金试卷】2025-2026学年高二物理选择性必修第二册&选择性必修第三册同步单元双测卷（人教版）

重点强化三) 用油膜法估测油酸分子的大小、 探究气体等温变化的规律 测试建议用时：75分钟满分：100分 实验题（共100分） 1.(10分)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中 (1)实验简要步骤如下： A.根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，数出轮廓内的方 格数，再根据方格的边长求出油膜的面积S 密 B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面，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描画在玻璃板上 h C.用浅盘装人约2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上 封 D.取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓 興 度的油酸酒精溶液 E.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V 线 F.用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯 中，记下注射器上的刻度读数及液滴的总滴数 都 内 c.g得到油酸分子的直径d 上述实验步骤的合理顺序是 (填写字母编号) (2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单 不 分子油膜”，体现的物理思想方法是 (3)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实 設 验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶 液中有纯油酸0.2mL,用烧杯和注射器测得1 mL上述溶液有80滴，用注射器把一滴该溶液 答 滴人表面撒有爽身粉的浅盘里，待水面稳定 后，画出油酸薄膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为 1cm,由此可估测出油酸分子的直径是 m.（结果保留2 茶 题 位有效数字) 2.(9分)如图1所示，用一个带有刻度的注射器及DIS来探究一定 质量气体的压强和体积关系， 图1 邻 (1)所研究的对象是 它的体积可用 直接读出. (2)实验过程中，下列操作中错误的是 A.推拉活塞时，动作要慢 B.推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位 C.压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继 续实验并记录数据 D.活塞与注射器筒之间要保持润滑又不漏气 (3)在验证玻意耳定律的实验中，如果用 个P 甲 实验所得数据在图2所示的p一子图像 乙 中标出，可得图2中 线.如果实 验中，使一定质量气体的体积减小的同 丙 时，温度逐渐升高，则根据实验数据描出 图2中 线（均选填“甲”“乙”或 0 “丙”). 图2 3.(11分)在“用油膜法估测油酸分子的大小” 实验中，用体积为A的纯油酸配置成体积为 B的油酸酒精溶液，再用滴管取体积为C的 油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴.把1 滴该溶液滴入盛水的、表面撒有爽身粉的浅 盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上， 用油性笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，测得面积为S,如图， (1)此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水 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 (2)估算出油酸分子的直径大小是 (用以上字母表示)； (3)用油膜法估算出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数， 还需要知道油酸的 A.质量 B.体积 C.摩尔质量 D.摩尔体积 (4)某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是 A.油酸中含有大量酒精 B.爽身粉撒太多，油膜未能充分展开 C.计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留 D.计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1L油酸酒精溶液的滴数 多记了10滴 4.(13分)用图甲所示装置探究气体等温变化的规律. (1)实验室有容积为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 的注射器更合适；实验中，为找到体积与压强的关系， (选填“需要”或“不需要”)测出空气柱的横截面积. (2)关于该实验下列说法正确的有 A.柱塞上应该涂油 B.应缓慢推拉柱塞 C.用手握住注射器推拉柱塞 D.注射器必须固定在竖直平面内 (3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压 强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以 为横坐 标在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得 数据发现力与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图线 应为图乙中的 (选填“①”或“②”)，造成该现象的原因可 能是 ① 0 谷 (4)为能更准确地测出气体的压强，小华用软管连通注射器和压 强传感器，用(3)中方法作出的图线如图丙所示，该图线不过原 点，为减小这一实验误差，请给出你的改进方法： 5.(10分)利用如图甲装置验证气体等温变化实验规律，用一个带 两根细管的橡皮塞塞紧烧瓶的瓶口，压强传感器通过其中一根不 带阀门的细管连通烧瓶中的空气，另一根带阀门的细管连通注射 器.开始时阀门处于关闭状态，注射器针简的最大刻度线到阀门 之间充满了水.实验时打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内 注入水.根据注射器刻度记录注人水的体积V,同时记录对应气 体的压强，得到多组实验数据.利用图像法处理数据得到乙图 阀门 压强传感器 计算机 数据采集器 P 0 (1)乙图中的纵坐标为 (填V”或“号”，利用乙图中的数 据可得烧瓶的容积为 (2)通过对实验装置的不断完善，可准确测出气体的体积V',作 出p一V图像如图丙，图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义 是 选择性必修第三册63 (3)某同学在处理数据时发现p与V的乘积随压强p的增大而 变小，导致这个现象的原因是 6.(11分)在“油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓 度约为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得1mL上 述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定 后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再 把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方 形方格的边长为1cm.试求： (1)油膜的面积 (2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积 (3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径 (4)某同学在实验过程中，在距水面约2cm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： 7.(11分)如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律， 操作步骤如下： 压强 注射器 传感器 数据采集器 计算机 ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感 器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭 气体的体积V,和由计算机显示的气体压强p1; ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论， (1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的 和 (2)实验过程中，下列说法正确的是 A.推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 B.推拉活塞时，手不可以握住注射器有气体的部分 C.活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和 气体的压强 64选择性必修第三册 (3)某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强卫和体积V的 值后，以p为纵轴、立为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能 原因是 A.实验过程中有漏气现象 B.实验过程中气体温度降低 C.实验过程中气体温度升高 D.实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量 增加 (4)在不同环境温度下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数 据处理均正确.环境温度分别为T、T2,且T>T2.在如图所示的四 幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是 D 8.(10分)某班级做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验.实验前， 教师将1mL的油酸加入酒精中配制成1000mL的油酸酒精 溶液. (1)在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作 是用 将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量 筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目. (2)在浅盘的水面撒上爽身粉，将1滴油酸酒 精溶液滴入水中后，下列现象或判断正确的是 A.油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些 B.油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定 C.若出现如图的情沉，说明油酸浓度太大，需重新配制油酸酒精 溶液进行实验 D.若出现如图的情况，可在水面上重新撒上爽身粉，再次滴入油 酸酒精溶液进行实验 (3)甲实验小组测得1mL油酸酒精溶液为80滴，通过数1滴溶 液在水面稳定后形成的油膜面积对应的正方形的个数得到油膜 的面积为250cm2,可估算油酸分子的直径为 m.（计算 结果保留一位有效数字) (4)当结束实验或重复做实验时，需将水从浅盘的一角倒出，在这 个角的边缘会遗留少许溶液，为了保持浅盘的清洁，不影响下次 使用，应如何处理？ 9.(15分)某实验小组用注射器和压强传感器探究一定质量的气体 发生等温变化时遵循的规律，实验装置如图所示.用柱塞和注射 器外筒封闭一定的气体，其压强可由左侧的压强传感器测得. 压强 传感器 柱塞 (1)关于该实验，下列说法正确的是 A.该实验用控制变量法研究气体的变化规律 B.实验时注射器必须水平放置 C.注射器内部的横截面积没必要测量 D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位 (2)进行实验操作时，不能推拉柱塞过快，其原因 (3)该实验小组首先在甲实验室进行了实验，下表为记录的实验 数据，其中有一次记录的实验数据错误，记录错误的是 (填错误数据对应的实验序号) 实验序号 2 3 封闭气柱 12.00 11.00 10.00 9.00 8.00 长度L(cm) 封闭气柱压强 1.01 1.09 1.19 1.33 1.90 p(×105Pa) (4)该实验小组又利用同一装置对同一封闭气体在另一温度稍高 的乙实验室进行了实验，根据甲、乙实验室记录的数据用正确的 方法画出的力一图像如图所示，根据乙实验室记录数据画出的 图像应为 (填图线代号). ① ②代入数据，求得Q=一1.6×105J 即气体放出了1.6×105J的热量 16.答案(1)2.0×105Pa200K(2)350K(3)28J 解析(1)活塞恰要离开a、b时，由活塞受力平衡有poS十mg=p1S 可得缸内气体的压强为1=o十8=1.0X10°Pa十10X10-Pa=2.0X105P 由壶理定律有完-会代入数提得I)=200K (2)从开始加热到活塞缓慢上升△h=0.15m的全过程中，由理想气体状态方程有 pSh_p1(h+△h)S ,代入数据可得T=350K To (3)从开始加热到活塞缓慢上升△h=0.15m的全过程中，气体对外界做功，故 W=-p1·S△h=-30J 全过程中电热丝放热58J,即气体吸收热量为Q=58J 根据热力学第一定律△U=W十Q,可得△U=28J 重点强化三用油膜法估测油酸分 子的大小、探究气体等温变化的规律 1.答案(1)DFECBAG(或CDFEBAG) (2)理想模型法(3)6.3×10-10 解析(1)实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过注射器测出1滴此溶液的体 积，然后将1滴此溶液滴在有爽身粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板 放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸薄膜的形状，按不足半个舍去，多于半个的算一个， 计算出油酸薄膜的面积.则用1滴此溶液中纯油酸的体积除以1滴此溶液形成的油 酸薄膜的面积，恰好就是油酸分子的直径.故实验步骤的合理顺序为DFECBAG(或 CDFEBAG). (2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的 物理思想方法是理想模型法。 (3)由于每个小方格边长为1cm,则每一个小方格的面积就是1cm2,数出在油膜轮 廓范围内的格子数（超过半格的以一格计算，小于半格的舍去）为40个，则油酸薄膜 的面积S=40cm2=4.0×10-3m2. 由题意知，80滴油酸酒精溶液的体积为1L,且油酸酒精溶液的体积分数为 0.02%,故每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 V=长×0.02%=0×0.02%×106m=2.5×102m 油酸分子直径d=0=2.5X10-12 S4.0×10-3m=6.3×10-10m 2.答案(1)注射器中封闭的气体注射器的刻度(2)C(3)乙甲 解析(1)根据题意可知，本实验探究一定质量气体的压强和体积关系，则研究对象 为注射器内封闭的气体，气体的体积可以通过注射器刻度直接读出， (2)实验过程中，推拉活塞时，动作要慢，从而避免因推拉活塞过快导致封闭气体温 度升高，故A正确，不符合题意；推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位，若 用手握住注射器筒有气体的部位会使气体温度升高，故B正确，不符合题意；压强传 感器与注射器之间的软管脱落后，气体的质量发生了变化，若立即重新接上，继续实 验，将出现较大误差，故C错误，符合题意；为了防止摩擦生热及气体质量变化，活塞 与注射器筒之间要保持润滑又不漏气，故D正确，不符合题意. (3)在验证玻意耳定律的实验中，根据理想气体状态方程有V-C,可得力=CT· 了，则p与7成正比，故图像为题图2中的乙线. 如果实验中，使一定质量气体的体积减小的同时，温度逐渐升高，由上述分析可知， D一图线上的点与原点连线的斛率将变大，故图像为题图2中的甲线。 96参考答案 3答案（①单分子直径(2S(⑧D(④B 解析(1)此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水面上散开，则 形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径. (2)所配制油酸酒精溶液中油酸的体积分数为合，体积为C的油酸酒精溶液中含有 纯油酸的体积为V=AC 1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V。AC nB 尚酸分子的直经大小方d背-瓷 (3)用油膜法估算出油酸分子的直径后，可以根据体积公式估算出1个油酸分子的 体积，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道NA个油酸分子的总体积，即油酸的摩尔 体积，故选D. (4)油酸中虽含有大量酒精，但只要每一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积计算准 确，就不会造成实验结果明显偏大的情况，故A错误；爽身粉撒太多，油膜未能充分 展开，则S测量值偏小，会造成d测量值偏大，故B正确；计算油膜面积时，将所有不 完整的方格都作为一格保留，则S测量值偏大，会造成测量值偏小，故C错误；计 算每滴溶液中纯油酸的体积时，1L油酸酒精溶液的滴数多记了10滴，则每一滴 油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积测量值偏小，会造成测量值偏小，故D错误. 4.答案(1)5mL不需要(2)AB(3)立②漏气 (4)选用容积较大的注射器 解析(1)由于注射器长度几乎相同，因此体积越小，横截面积越小，用较小的力就 可以产生比较大的压强使体积变化明显，故选5L的注射器；知道横截面积不变， 体积关系可用长度关系表示，不必算出体积的大小，就可以找到体积与压强的关系， 因此不需要测量空气柱的横截面积. (2)柱塞上应该涂油，起到密封和润滑的作用，A正确；应缓授推拉柱塞，从而保证气 体的温度不变，B正确；用手握住注射器推拉柱塞，容易引起气体温度发生变化，C错 误；由于测量的是气体的体积和压强之间的关系，与重力无关，因此注射器可以水平 放置，也可以倾斜放置，D错误. (3)由于力-V图像为曲线，而力-已为直线，因此以力为纵坐标，应以体积的倒数已 为横坐标；压缩气体时，温度不变，巾=飞立，由于p与V乘积减小，故斜率减小，因此 图线应为图乙中的②；可能是封闭气体漏气造成的. (4)由于软管中存放有一部分气体，从而导致图像不过原，点，因此应选用容积较大的 注射器，从而使那小部分气体忽略不计. 5.答案(1)Vb(2)气体体积从V2减小到V1过程中外界对气体做的功的大小 (3)装置出现漏气（或环境温度降低） 解析（①）设烧瓶的容积为V。,根据理想气体状态方程得pV。-凹=C,则V=V。 -CT·方，则题国乙中的级坐标为注入水的休积VV-图像的纵载距表示烧瓶 的容积，则Vo=b. (2)由功的计算公式可知W=F=S=pV,即p与V的乘积表示气体体积变化时 所做的功，图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义为气体体积从V2减小到V1 过程中外界对气体做的功的大小. (3)某同学在处理数据时发现卫与V的乘积随压强p的增大而变小，即CT变小，导 致这个现象的原因是装置出现漏气或环境温度降低. 6.答案(1)106cm2(2)8×10-6cm3(3)7.5×10-10m(4)见解析 解析(1)根据图中的轮廓可知，油膜面积为S=106×1cm2=106cm2. (2)由1mL溶液为75滴，可知1滴溶液的体积为元mL,又已知每10mL溶液中有 纯油酸6mL,刻1滴溶液中会纯油酸的体积为V=方×总mL=8X106cm。 (3)油酸分子直径为d=令=0” 9106cm=7.5X10-8cm=7.5X10-10m. (4)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 的面积先扩张后又收缩；②油酸酒精溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，使液面 收缩. 7.答案(1)质量温度(2)B(3)CD(4)AC 解析（1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的质量和温度： (2)推拉活塞时动作过快，会使气体的温度发生变化，故A错误；推拉活塞时，手不可 以握住注射器有气体的部分，以保证气体的温度不变，故B正确；活塞移至某位置 时，要等稳定后记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强，故C错误 (3)图像向上弯曲，可能的原因是气体的温度升高了，或质量变大了，故A、B错误， C、D正确. (《④由于实脸操作和数据处理均正璃，由兴=C知同一温度下，办与V成反比，办与 亡成正比.在同体积情况下，温度高对应压强大，故A,C正确，B,D错误。 8.答案(1)注射器（或滴管）(2)A(3)5×10-10(4)用适量酒精清洗，并用脱脂 棉擦去，再用清水冲洗 解析(1)在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是用注射器 (或滴管)将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定 体积时液滴的数目，(2)在浅盘的水面撒上爽身粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中 后，可发现油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些，选项A正确，B错误；若出现题 图的情况，说明油酸酒精溶液不能充分扩散，爽身粉太多，需重新进行实验，选项C、 D错误.(3)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V=1000X80×10-6m3,油酸分 ='=1000x80X106 子的直径d=§=250X104一m=5X1010m.(④)处理方法是月造量酒精清 洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗， 9.答案(1)ACD(2)防止封闭气体温度发生改变(3)5(4)① 解析(1)该实验过程中控制气体的温度不变，即运用了控制变量法；实验时注射器 如何放置对实验结果没有影响；实验中要探究的是压强与体积之间的比例关系，所 以不需要测量气体的体积，故注射器内部的横截面积没有必要测量；注射器旁的刻 度尺只要刻度分布均匀即可，便于等量的改变体积，可以不标注单位.故选A、C、D. (2)如果柱塞推拉的过快，气体的温度将产生显著的变化，实验误差将增大 (3)由实验数据可知气柱长度与气柱压强的乘积基本恒定，前四组数据符合的很好，乘积 在11.9~12.1之间，第5组数据的乘积较大，为15.2，说明第5组数据记录错误. (4)气体压强与气体的温度有关，一定量的气体，在相同体积下，温度越高，压强越 大，故图像①是在温度稍高的乙实验室中测量获得的. 第三部分综合检测卷 选择性必修第三册综合检测卷一（第一、二、三章） 1.D加热时，水中胡椒粉在翻滚，是由水的对流引起的，不是布朗运动，故A错误.分 子间作用力若为斥力，随分子间距的增大，斥力减小，斥力做正功，分子势能减小；若 为引力，分子间距从刚大于平衡距离开始增大，引力先增大后减小，引力做负功，分 子势能增大，故B、C错误.茶叶蛋的蛋清变成酱油色，是扩散现象，可以说明物质分 子永不停息地做无规则运动，故D正确. 2.D由热力学第一定律△U=W十Q知，当压缩气体，同时将热量传给气体时，其内能 增加，温度必升高，D正确；若压缩气体的同时气体向外界放热，内能增加或减少的 情况无法确定，温度变化情况也无法确定，C错误；传热和做功均能改变内能，只考 虑W或Q不能确定内能变化情况，A、B错误.