1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 学习任务单 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

2025~2026学年度第二学期高二物理课堂活动单—《选择性必修三》 编号：02 1.2 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 【学习目标】 1、掌握油膜法估测油酸分子大小的方法． 2、会计算油酸分子直径． 3、会分析产生实验误差的原因． 【知识梳理】 一、用油膜法估测油酸分子的大小 1、实验原理：用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示油酸分子的直径，如图所示，则d＝. 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． 3、实验过程： （1）配制油酸酒精溶液，取纯油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面到达500 mL刻度线为止． （2）用注射器（或滴管）将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0. （3）向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上． （4）用注射器（或滴管）将一滴油酸酒精溶液滴在水面上． （5）待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上． （6）将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S（求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一个）． （7）根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝，算出油酸薄膜的厚度d. （8）重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小． 【例题1】（2024·宿迁期末）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1 mL油酸溶于2 500 mL酒精，用注射器测得1 mL上述溶液有100滴． （1）小华同学在实验过程中拍摄了4张照片，按实验步骤排列的顺序为________. A B C D （2）下列操作合理的是________. A. 水面上应多撒一些痱子粉 B. 直接滴入1 mL油酸酒精溶液到浅盘中 C. 滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面 D. 将超过半格的方格作为完整的方格计算油膜面积 （3）实验得到的油膜形状如图所示，坐标系中正方形方格的边长为1 cm.则油酸分子直径D＝______m.（结果保留两位有效数字） （4）配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值_____（填“偏大”“偏小”或“不变”），简单阐述你的理由：___________________________________________________. 二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1、实验器材：铁架台、注射器、橡胶套、压力表等（如图所示）． 2、实验数据的获取： 空气的压强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. 把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据． 3、实验数据的处理： 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，如图甲所示．处理实验数据时，要通过变换，作出p－图像或者V－图像，把双曲线变为直线，说明p和V成反比，如图乙所示．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． 甲　 乙 4、实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，即pV＝C. 【例题2】（2023·江苏卷）在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示．利用注射器选取一段空气柱为研究对象．下列改变空气柱体积的操作正确的是（　　） A. 把柱塞快速地向下压 B. 把柱塞缓慢地向上拉 C. 在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞 D. 在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞 【例题3】（2024·连云港期末）某同学设计如右图所示装置探究气体压强与体积关系．注射器导热良好且外界环境温度保持不变，重力加速度为g，大气压强为p0，不计一切摩擦．实验步骤如下： ① 测得注射器的柱塞的质量为m0. ② 将注射器竖直固定，向上拉动柱塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，封闭一定质量的理想气体． ③ 在注射器顶端放上沙桶，稳定后测出此时的气体体积V和沙桶（含沙）的总质量m. ④ 在沙桶依次添加适量沙子，多次重复实验． ⑤ 以m为纵轴，以为横轴，绘制m-图像如图乙中A所示． （1）实验中为了保持封闭气体的温度不变，采取的主要措施比较合理的是________. A. 在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性 B. 推拉活塞时要缓慢 C. 不要用手直接握在注射器上 D. 实验前注射器内要吸入尽量多的空气 （2）用刻度尺测得注射器刻度上30 mL到40 mL的长度为1 cm，注射器活塞的横截面积 S＝________cm2. （3）实验步骤③中，气体压强表达式p＝______________.（用p0、g、S、m、m0表示） （4）图乙中A纵轴截距为－a，则实验时当地的大气压强p0＝________.（用a、m0、g、S表示） （5）接下来另一同学用该装置重做实验，得到的m－图像如图乙中B所示，两同学实验操作均无误且选取的坐标标度相同，但两次图像斜率不同，可能的原因是__________________________________. 三、误差分析 产生原因 减小方法 偶然误差 数不完整格数时，对不足半格的判断存在误差 数出全部不完整的格数n，它们相当于有个完整的格数 系统误差 油酸分子（C17H33COOH）的形状为长链形，将其视为球体则与实际分子形状有区别，所以实验只能得到分子直径的数量级，而不能得到准确值 【思考】（1）实验中为什么在水面上撒痱子粉？ （2）某实验小组在实验中出现如图所示的油膜形状（痱子粉开裂），请分析该现象产生的原因． 【例题4】为了减小“油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的有________． A. 用注射器向量筒中滴入100滴油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积恰为整数V1，则每滴溶液的体积为V2＝ B. 把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小些 C. 先在浅盘内的水中撒入一些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴1滴在水面上 D. 用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状 E. 计算油膜面积时舍去所有不足一个的方格 【课后作业】 1、（2025·南京学情调研）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法中正确的是（　　） A. 可以把油酸分子简化成球形处理，并认为它们紧密排布 B. 为清晰显示油膜轮廓，应先滴入油酸酒精溶液，再撒痱子粉 C. 若描绘轮廓时油酸未完全散开，将导致测得的分子直径偏小 D. 计算轮廓范围内正方形个数时，不足一个的需全部舍去 2、某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律．下列说法中正确的是（　　） A. 柱塞上涂油的主要目的是为了减小摩擦对实验的影响 B. 柱塞与注射器之间的摩擦不影响压强的测量 C. 为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞 D. 实验中为找到体积与压强的关系，需要测量柱塞的横截面积 3、某兴趣小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好痱子粉的水盘．下列说法中正确的是（　　） A. 滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面 B. 为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉 C. 滴入油酸酒精溶液后，出现如图所示的图样是因为痱子粉撒得太少太薄 D. 配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值偏小 4、（2024·扬州三模）在“研究温度不变时气体压强跟体积关系”的实验时，推动活塞，注射器内空气体积减小，多次测量得到注射器内气体的p－V图线，如图所示的实线是一条双曲线，虚线为实验所得图线．环境温度保持不变，发现实验所得图线与玻意耳定律明显不符，造成这一现象的可能原因是（　　） A. 实验时用手握住注射器 B. 实验时缓慢推动活塞 C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏 5、（2024·镇江期末）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5 cm. （1）1滴溶液中含有油酸的体积为________m3. （2）描出的油膜的面积为________m2. （3）由此估算出油酸分子直径为________m.（结果保留两位有效数字） （4）若实验中撒的爽身粉过多，则计算油酸分子的直径将________（填“偏大”或“偏小”）． （5）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列．本实验体现的物理思想方法为________. A. 控制变量法 B. 理想化模型法 C. 极限思想法 D. 等效替代法 6、（2024·盐城期末）两位同学在学习了“探究气体等温变化的规律”实验后，利用压强传感器和注射器测量某球体内部体积（体积不变）．如图所示，将一个微小的无线气压传感器置于注射器中，用软管将注射器与球体连接并封闭一部分气体：实验开始后缓慢推动注射器活塞，记录活塞在不同位置时注射器的示数V和封闭气体的压强p. 甲 乙 （1）关于该实验，下列说法中正确的是________. A. 注射器示数V为球体内部气体体积 B. 在活塞上涂抹润滑油仅仅是为了减小摩擦 C. 缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变 （2）下表为某位同学测量的两组实验数据，由此计算出球体内部体积为________mL. 序号 p/（×103 Pa） V/mL 1 100.0 1 000.0 2 120.0 700.0 （3）另一同学在规范操作、不漏气的前提下，测得多组数据后画出如图乙所示图像，则他画的是________（填“p－”或“V－”）图像：其直线斜率为k，纵截距的绝对值为b，则球体内部体积为________. （4）两位同学在对数据分析时发现：因软管内有部分气体，导致测量的球体内部体积始终偏大．他们认为“为了减小该系统误差可以采用更大容积的注射器来进行实验”．你认为该说法是否合理并说明理由 ． 7、（2025·盐城中学）某同学通过如图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的小石块的体积．主要操作步骤如下： ①将小石块装进注射器，把注射器活塞推至注射器某一位置，并将注射器与压强传感器连接． ②缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的气体压强值p. ③重复上述步骤②，多次测量． （1）关于该实验的操作，下列说法中正确的是________. A. 为保证封闭气体的气密性，在活塞上均匀涂抹润滑油 B. 活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的体积和气体的压强值 C. 为方便推拉活塞，应用手握注射器再推拉活塞 （2）若实验过程中不慎将活塞拉出针筒，则________（填“需要”或“不需要”）重做实验． （3）根据实验的数据，通过描点作图，得到V-的直线图像如图乙所示，截距分别为a和b.忽略传感器和注射器连接处的软管容积，则小石块的体积为____________. 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $2025~2026学年度第二学期高二物理课堂活动单—《选择性必修三》 编号：02 1.2 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 【学习目标】 1、掌握油膜法估测油酸分子大小的方法． 2、会计算油酸分子直径． 3、会分析产生实验误差的原因． 【知识梳理】 一、用油膜法估测油酸分子的大小 1、实验原理：用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示油酸分子的直径，如图所示，则d＝. 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． 3、实验过程： （1）配制油酸酒精溶液，取纯油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面到达500 mL刻度线为止． （2）用注射器（或滴管）将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0. （3）向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上． （4）用注射器（或滴管）将一滴油酸酒精溶液滴在水面上． （5）待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上． （6）将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S（求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一个）． （7）根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝，算出油酸薄膜的厚度d. （8）重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小． 【例题1】（2024·宿迁期末）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1 mL油酸溶于2 500 mL酒精，用注射器测得1 mL上述溶液有100滴． （1）小华同学在实验过程中拍摄了4张照片，按实验步骤排列的顺序为________. A B C D （2）下列操作合理的是________. A. 水面上应多撒一些痱子粉 B. 直接滴入1 mL油酸酒精溶液到浅盘中 C. 滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面 D. 将超过半格的方格作为完整的方格计算油膜面积 （3）实验得到的油膜形状如图所示，坐标系中正方形方格的边长为1 cm.则油酸分子直径D＝______m.（结果保留两位有效数字） （4）配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值_____（填“偏大”“偏小”或“不变”），简单阐述你的理由：___________________________________________________. 【答案】(1) CBAD　(2) D　(3) 3.9×10－10　(4) 偏小　见解析 【解析】(1) 实验中先配置好稀释的油酸酒精溶液，后在槽中液面上撒上适量的痱子粉，再将一滴油酸酒精溶液滴入液面上，最后将油酸的边缘形状描绘在玻璃板上，可知实验步骤排列的顺序为CBAD. (2) 水面上撒入的痱子粉不能够太多，若太多，导致不能够形成单分子油膜层，故A错；实验中要将油酸稀释后的一滴油酸酒精溶液滴到浅盘中，如果直接滴入1 mL油酸酒精溶液到浅盘中，将会导致油酸太多，不能够形成单分子油膜层，故B错；滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应靠近水面，故C错；为了估算油膜层的表面积，将超过半格的方格作为完整的方格，不足半格的舍去，来计算油膜面积，故D正确． (3) 根据数格子的方法，油膜层的表面积为S＝102×1×1 cm2＝102 cm2，一滴溶液中纯油酸的体积V＝× mL＝4×10－6 mL，根据D＝，解得D≈3.9×10－10 m3. (4) 若配制好的油酸酒精溶液放置太久，酒精发生了挥发，导致浓度增大，使得一滴溶液中的纯油酸体积的测量值偏小，结合上述可知，会导致分子直径测量值偏小． 二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1、实验器材：铁架台、注射器、橡胶套、压力表等（如图所示）． 2、实验数据的获取： 空气的压强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. 把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据． 3、实验数据的处理： 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，如图甲所示．处理实验数据时，要通过变换，作出p－图像或者V－图像，把双曲线变为直线，说明p和V成反比，如图乙所示．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． 甲　 乙 4、实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，即pV＝C. 【例题2】（2023·江苏卷）在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示．利用注射器选取一段空气柱为研究对象．下列改变空气柱体积的操作正确的是（　　） A. 把柱塞快速地向下压 B. 把柱塞缓慢地向上拉 C. 在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞 D. 在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞 【答案】B 【解析】因为该实验是要探究气体等温变化的规律，实验中要缓慢推动或拉动活塞，目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变；封闭气体的体积可以直接通过装置上的刻度尺直接读出，因此不需要在橡胶套处接另一注射器，故B正确． 【例题3】（2024·连云港期末）某同学设计如右图所示装置探究气体压强与体积关系．注射器导热良好且外界环境温度保持不变，重力加速度为g，大气压强为p0，不计一切摩擦．实验步骤如下： ① 测得注射器的柱塞的质量为m0. ② 将注射器竖直固定，向上拉动柱塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，封闭一定质量的理想气体． ③ 在注射器顶端放上沙桶，稳定后测出此时的气体体积V和沙桶（含沙）的总质量m. ④ 在沙桶依次添加适量沙子，多次重复实验． ⑤ 以m为纵轴，以为横轴，绘制m-图像如图乙中A所示． （1）实验中为了保持封闭气体的温度不变，采取的主要措施比较合理的是________. A. 在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性 B. 推拉活塞时要缓慢 C. 不要用手直接握在注射器上 D. 实验前注射器内要吸入尽量多的空气 （2）用刻度尺测得注射器刻度上30 mL到40 mL的长度为1 cm，注射器活塞的横截面积 S＝________cm2. （3）实验步骤③中，气体压强表达式p＝______________.（用p0、g、S、m、m0表示） （4）图乙中A纵轴截距为－a，则实验时当地的大气压强p0＝________.（用a、m0、g、S表示） （5）接下来另一同学用该装置重做实验，得到的m－图像如图乙中B所示，两同学实验操作均无误且选取的坐标标度相同，但两次图像斜率不同，可能的原因是__________________________________. 【答案】(1) BC　(2) 10　(3) p0＋　(4) 　(5) 封闭气体的质量不同 【解析】(1) 在柱塞与注射器壁间涂上润滑油的目的是密封气体，不能保持封闭气体的温度不变，故A错误；移动活塞应慢些，因为移动活塞时相当于对气体做功，如果太快，气体的温度会发生变化，故B正确；手不能握住注射器，握住注射器会发生热传递，使气体的温度发生变化，故C正确；只要封闭气体的质量不变，气体的多少不会改变实验数据，故D错误． (2) 注射器活塞的横截面积为S＝＝ cm2＝10 cm2. (3) 对活塞和沙桶，根据平衡条件m0g＋mg＋p0S＝pS，解得p＝p0＋. (4) 根据玻意耳定律可得p0V0＝pV＝V，整理可得m＝·－，所以纵截距为－＝－a，解得p0＝. (5) 由表达式m＝·－，斜率为k＝，由于另一同学用该装置重做实验，故横截面积相同，斜率不同是由于p0V0的乘积不同，即封闭气体的质量不同. 三、误差分析 产生原因 减小方法 偶然误差 数不完整格数时，对不足半格的判断存在误差 数出全部不完整的格数n，它们相当于有个完整的格数 系统误差 油酸分子（C17H33COOH）的形状为长链形，将其视为球体则与实际分子形状有区别，所以实验只能得到分子直径的数量级，而不能得到准确值 【思考】（1）实验中为什么在水面上撒痱子粉？ 【答案】界定油膜大小的边界 （2）某实验小组在实验中出现如图所示的油膜形状（痱子粉开裂），请分析该现象产生的原因． 【答案】痱子粉过厚 【例题4】为了减小“油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的有________． A. 用注射器向量筒中滴入100滴油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积恰为整数V1，则每滴溶液的体积为V2＝ B. 把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小些 C. 先在浅盘内的水中撒入一些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴1滴在水面上 D. 用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状 E. 计算油膜面积时舍去所有不足一个的方格 【答案】ABC 【解析】测量多滴溶液的体积和溶液的滴数，以减小读数误差，A正确；水面离盘口距离小些，可减小画油膜轮廓时的误差，B正确；滴入1滴液滴形成单分子油膜，C正确；用牙签拨弄油膜，会使油膜间有空隙，还会带走一部分油酸，D错误；舍去所有不足一个的方格，结果偏大，E错误． 【课后作业】 1、（2025·南京学情调研）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法中正确的是（　　） A. 可以把油酸分子简化成球形处理，并认为它们紧密排布 B. 为清晰显示油膜轮廓，应先滴入油酸酒精溶液，再撒痱子粉 C. 若描绘轮廓时油酸未完全散开，将导致测得的分子直径偏小 D. 计算轮廓范围内正方形个数时，不足一个的需全部舍去 【答案】A 【解析】用油膜法测分子直径实验中，将油酸稀释配置成一定浓度的油酸酒精溶液，为清晰显示轮廓，先在浅盘中均匀撒上一层痱子粉，然后滴入1滴油酸酒精溶液，最后形成单分子油膜，若将油酸分子简化成球形模型，认为它们紧密排列，则该油膜的厚度即为油酸分子的直径，A正确，B错误；根据溶液的浓度可以求出1滴溶液中纯油酸的体积V，等轮廓稳定后利用数格子的方法，不足半格的舍去，大于半格的当作一格，记下格数，则轮廓的面积等于格数乘以每格的面积，记作S，根据公式d＝从而计算出油酸分子的直径，如果描绘轮廓时油酸还未散开就会导致S偏小，从而导致测得的分子直径偏大，C、D错误． 2、某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律．下列说法中正确的是（　　） A. 柱塞上涂油的主要目的是为了减小摩擦对实验的影响 B. 柱塞与注射器之间的摩擦不影响压强的测量 C. 为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞 D. 实验中为找到体积与压强的关系，需要测量柱塞的横截面积 【答案】B 【解析】在柱塞上涂油的主要目的是为了避免漏气，不是为了减小摩擦，故A错误；柱塞与注射器之间的摩擦对气体压强的测量无影响，故B正确；手握紧注射器会改变气体的温度，不符合实验条件，故C错误；实验中要验证p1V1＝p2V2，由于推拉柱塞前后柱塞横截面积不变，因此只需验证p1l1＝p2l2，无需测量柱塞的横截面积，故D错误． 3、某兴趣小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好痱子粉的水盘．下列说法中正确的是（　　） A. 滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面 B. 为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉 C. 滴入油酸酒精溶液后，出现如图所示的图样是因为痱子粉撒得太少太薄 D. 配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值偏小 【答案】D 【解析】油酸酒精溶液滴在水面上时，应使滴管竖直靠近水面，若离水面太远，滴下的油酸酒精溶液容易溅出水槽外面，也可能无法形成油膜，A错误；为清晰显示油膜的边界，痱子粉要在滴入油酸酒精溶液前撒上，B错误；出现如图所示的情况，是痱子粉撒得太多太厚，导致油膜未完全分开，C错误；油酸酒精溶液放置太久，酒精挥发，导致油酸浓度变大，则纯油酸体积测量值偏小，则直径测量值偏小，D正确． 4、（2024·扬州三模）在“研究温度不变时气体压强跟体积关系”的实验时，推动活塞，注射器内空气体积减小，多次测量得到注射器内气体的p－V图线，如图所示的实线是一条双曲线，虚线为实验所得图线．环境温度保持不变，发现实验所得图线与玻意耳定律明显不符，造成这一现象的可能原因是（　　） A. 实验时用手握住注射器 B. 实验时缓慢推动活塞 C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏 【答案】A 【解析】由图像的特点可知压缩气体过程中p与V的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器或实验时迅速推动活塞，导致温度升高，故A正确． 5、（2024·镇江期末）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5 cm. （1）1滴溶液中含有油酸的体积为________m3. （2）描出的油膜的面积为________m2. （3）由此估算出油酸分子直径为________m.（结果保留两位有效数字） （4）若实验中撒的爽身粉过多，则计算油酸分子的直径将________（填“偏大”或“偏小”）． （5）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列．本实验体现的物理思想方法为________. A. 控制变量法 B. 理想化模型法 C. 极限思想法 D. 等效替代法 【答案】(1) 2.5×10－12　(2) 3.5×10－3　(3) 7.1×10－10　(4) 偏大　(5) B　 【解析】(1) 根据题意，1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为 V＝× mL＝2.5×10－6 mL＝2.5×10－12 m3. (2) 油膜轮廓的面积为 S＝0.5×0.5×10－4×140 m2＝3.5×10－3 m2. (3) 故油酸分子直径为 d＝＝ m＝7.1×10－10 m. (4) 若实验过程中撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则油膜面积的测量值偏小，根据d＝，则计算得到的油酸分子直径将偏大． (5) 实验中把分子看作小球，认为油酸分子能够一个一个紧密排列，在水面上形成单分子油膜层，是采用了理想模型法，故B正确． 6、（2024·盐城期末）两位同学在学习了“探究气体等温变化的规律”实验后，利用压强传感器和注射器测量某球体内部体积（体积不变）．如图所示，将一个微小的无线气压传感器置于注射器中，用软管将注射器与球体连接并封闭一部分气体：实验开始后缓慢推动注射器活塞，记录活塞在不同位置时注射器的示数V和封闭气体的压强p. 甲 乙 （1）关于该实验，下列说法中正确的是________. A. 注射器示数V为球体内部气体体积 B. 在活塞上涂抹润滑油仅仅是为了减小摩擦 C. 缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变 （2）下表为某位同学测量的两组实验数据，由此计算出球体内部体积为________mL. 序号 p/（×103 Pa） V/mL 1 100.0 1 000.0 2 120.0 700.0 （3）另一同学在规范操作、不漏气的前提下，测得多组数据后画出如图乙所示图像，则他画的是________（填“p－”或“V－”）图像：其直线斜率为k，纵截距的绝对值为b，则球体内部体积为________. （4）两位同学在对数据分析时发现：因软管内有部分气体，导致测量的球体内部体积始终偏大．他们认为“为了减小该系统误差可以采用更大容积的注射器来进行实验”．你认为该说法是否合理并说明理由 ． 【答案】(1) C　(2) 800　(3) V－　b　(4) 不合理，理由见解析　 【解析】(1) 注射器示数V为注射器内部气体体积，故A错误；在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是为了保证不漏气，故B错误；缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变，故C正确． (2) 设球的体积为V0，由玻意耳定律得p1(V0＋V1)＝p2(V0＋V2)，代入表格数据解得V0＝800 mL. (3) 由理想气体状态方程 ＝C得V＝－V0，可知他画的是V－图像，球体内部体积为b. (4) V0实际是球和软管内部气体体积之和，采用更大容积的注射器来进行实验不会改变V0，因此该说法不合理． 7、（2025·盐城中学）某同学通过如图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的小石块的体积．主要操作步骤如下： ①将小石块装进注射器，把注射器活塞推至注射器某一位置，并将注射器与压强传感器连接． ②缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的气体压强值p. ③重复上述步骤②，多次测量． （1）关于该实验的操作，下列说法中正确的是________. A. 为保证封闭气体的气密性，在活塞上均匀涂抹润滑油 B. 活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的体积和气体的压强值 C. 为方便推拉活塞，应用手握注射器再推拉活塞 （2）若实验过程中不慎将活塞拉出针筒，则________（填“需要”或“不需要”）重做实验． （3）根据实验的数据，通过描点作图，得到V-的直线图像如图乙所示，截距分别为a和b.忽略传感器和注射器连接处的软管容积，则小石块的体积为____________. 【答案】(1) A　(2) 需要　(3) b　 【解析】(1) 为保证封闭气体的气密性，在活塞上均匀涂抹润滑油，故A正确；活塞移至某位置时，待气柱稳定后再记录此时注射器内气柱的体积和气体的压强值，故B错误；推动活塞时，为了保证封闭空气温度不变，不可以用手握住注射器封闭空气部分，故C错误． (2) 若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，气体的质量发生变化，因此以上数据全部作废，需要重新做实验． (3) 设石子体积为V1，对一定量的气体，根据玻意耳定律可得p(V－V1)＝C，整理得V＝C·＋V1，可知V1＝b. 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $