期末培优：热学实验题高频考点专项训练-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 聚焦热学实验高频考点，以实验操作、数据处理及误差分析为主线，系统覆盖分子估测与气体等温变化两大核心模块，强化科学探究与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |用油膜法估测油酸分子的大小|3例+3变式|以选择、填空为主，涵盖溶液稀释、油膜面积估算、误差分析|基于单分子层与球形分子模型，通过V=Sh推导直径公式，递进考查实验步骤与数据处理逻辑| |探究等温情况下气体压强与体积的关系|3例+3变式|含选择、作图、计算，聚焦实验操作规范、图像分析（p-V/p-1/V）|围绕玻意耳定律，从控制变量法出发，构建压强-体积关系的图像表征与误差控制逻辑|

期末培优：热学实验题高频考点专项训练 期末培优：热学实验题高频考点专项训练 考点目录 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 考点一 用油膜法估测油酸分子的大小 例1．（25-26高二下·湖北武汉·期末）某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 (1)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是（　　） A．可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用 C．有助于油酸的颜色更透明便于识别 (2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有油酸，又用滴管测得每滴这种油酸酒精溶液的总体积为，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上，如图所示。油酸分子的直径__________。（结果保留一位有效数字） (3)在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏小，则可能的原因有（　　） A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 C．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，的溶液滴数少计了5滴 【答案】(1)B (2) (3)BC 【详解】（1）油酸酒精溶液中，酒精对油酸起到稀释作用，可使油酸在水面上更容易散开形成单分子油膜，且酒精易溶于水、易挥发，不会残留影响油膜面积。爽身粉的作用是使油膜边界清晰，酒精不能改变油酸透明度。故AC错误，B正确。 故选B。 （2）油酸酒精溶液浓度为，每滴溶液体积为，因此一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 数方格估算油膜面积，超过半格算一格、不足半格舍去，约为60格，每格面积，因此 油酸分子直径 （3）分子直径公式，偏小的原因是纯油酸体积计算值偏小，或油膜面积测量值偏大。 A.油酸没有充分展开，测量值偏小，偏大，故A不符合题意； B.不足半格的方格按完整格计算，测量值偏大，偏小，故B符合题意； C.酒精挥发较多，溶液实际油酸浓度高于计算所用浓度，计算得到的纯油酸体积偏小，使实际油膜面积更大，最终导致测量值偏小，故C符合题意； D.滴数少计，计算得到的每滴溶液体积偏大，纯油酸体积计算值偏大，偏大，故D不符合题意。 故选BC。 例2．（2026·江西上饶·二模）在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中： (1)配制好一定浓度的油酸酒精溶液后，有关后续的实验过程如图（a），请选择另外两个必要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：A、D、________、________、F； (2)关于本实验下列说法正确的是________（多选）； A．撒爽身粉有助于油酸均匀散开形成油膜 B．油膜稳定后油酸分子与酒精分子相互交错紧密排布 C．油酸分子简化为球形处理，油膜稳定后油酸分子紧密排布 D．油酸分子中的羧基和烃基对水的亲和力不同，使油酸在水面上形成单分子油膜 (3)已知油酸酒精溶液的浓度为，一滴溶液的体积为，一滴溶液在水面上形成油膜稳定后，在带有坐标方格的玻璃板上描出油膜的轮廓如图，正方形坐标方格的边长为，由图（b）可知油膜占有的方格个数为________（取整数），油酸分子直径表达式为________（用、、、表示）。 【答案】(1) E B (2)CD (3) 101/100/99 【详解】（1）根据“用油膜法估测分子直径的大小”实验步骤，先配制溶液并测定一滴溶液的体积（操作A），准备浅水盘倒入水（操作D），接着在水面上均匀撒上爽身粉（操作E），然后用注射器或滴管轻轻滴入一滴油酸酒精溶液（操作B），待油膜形状稳定后，在玻璃板上描绘并估算油膜面积（操作F）。 （2）A．撒爽身粉是为了在水面上形成清晰的边界，以便观察和描绘油酸膜的轮廓，并不能帮助油酸自身均匀散开，故A错误； B．油酸酒精溶液滴在水面上后，酒精会溶于水并挥发，最终在水面上只留下紧密排布的单层油酸分子，而没有酒精分子，故B错误； C．实验中建立的物理模型是将油酸分子简化为球形，并且认为油膜稳定后油酸分子是一个紧挨一个单层紧密排布的，故C正确； D．油酸分子由亲水的羧基和疏水的烃基组成，滴在水面上后，由于这两部分对水的亲和力不同，羧基没入水中而烃基露出水面，从而使油酸在水面上形成单分子油膜，故D正确。 故选CD。 （3）[1]图（b）中油膜占有的方格数约为101 [2]一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 油膜的估算总面积为 根据单层油膜模型，油酸分子的直径表达式为 例3．（24-25高二下·江苏镇江·阶段检测）“油膜法估测油酸分子的大小”实验中： (1)下列操作步骤正确的顺序是（     ） A．a、d、e、c B．c、d、a、e C．b、d、a、e D．c、d、b、e (2)将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是（     ） A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．比值定义法 (3)将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是。由此估算出油酸分子的直径为________m。（结果保留一位有效数字） (4)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（     ） A．油酸未完全散开 B．油酸中含有大量的酒精 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴体积时， 的溶液的滴数多记了10滴 【答案】(1)B (2)C (3)5×10-10 (4)AC 【详解】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→准备浅水盆，撒上痱子粉→滴入油酸酒精溶液，形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积，计算分子直径。故选B。 （2）将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是理想模型法，故选C； （3）先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积 分子直径 （4）根据，若分子直径的计算结果明显偏大，则： A．油酸未完全散开，则测得的油膜面积偏小，则直径测量值偏大，选项A正确； B．计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径测量值偏小，选项B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则面积测量值偏小，则直径测量值偏大，选项C正确； D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了10滴，由 可知，体积偏小，则直径测量值偏小，选项D错误； 故选AC。 变式1．（24-25高二下·甘肃武威·期末）在“油膜法估测分子直径”实验中： (1)甲同学在实验过程中滴入盛水浅盘中的油酸酒精溶液所含的纯油酸的体积为丁，将画有油膜轮廓的玻璃板放在方格边长为的坐标纸上，水面上散开的油膜轮廓如图所示，该油膜面积为___________，油酸分子直径约为___________。（均保留两位有效数字） (2)乙同学做完实验后，发现所测的分子直径明显偏大，出现这种情况的原因可能是（　　） A．用量筒测出油酸酒精溶液的滴数时，多数了滴数 B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 【答案】(1) (2)C 【详解】（1）[1]每个方格的面积为 通过数格（不满半格舍去，超过半格的为一格）发现油膜所占格为61格（均可）， 则油膜的面积约为 [2]题意知1滴油酸酒精溶液中的油酸体积为 油酸分子直径 联立解得（均可） （2）分子直径的测量公式为，因此测量值偏大的可能原因：纯油酸体积偏大，或油膜面积偏小。 A．溶液的滴数多记了，记录滴数，则算出的每滴体积偏小，纯油酸体积偏小，导致直径偏小，故A错误； B．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实际滴入的纯油酸体积偏大，但计算时仍按原浓度，导致真实直径大于计算直径，故B错误； C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，使测得的面积偏小，从而直径偏大，故C正确。 故选C。 变式2．（24-25高二下·北京东城·阶段检测）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）。 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 A．往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子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．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，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积________；可求得油酸分子的直径为________（仅用、、、、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．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值 【答案】(1)ABDC (2) (3)AB 【详解】（1）本实验的正确步骤为：先测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，之后准备浅盘、撒痱子粉，滴入一滴溶液，待油膜稳定后描绘轮廓，最后计算面积、推导分子直径，因此正确顺序为ABDC。 （2）[1]根据数格子的办法，多于半格算一格，少于半格舍去，油膜的总格数为71格，则油膜总面积为 [2]由于所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，则溶液的浓度为 用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有n滴，则一滴溶液中纯油酸的体积为 油酸分子直径为 联立解得 （3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，根据 A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏大，故A正确； B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏大，故B正确； C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，导致油酸体积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏小，故C错误； D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值，致油酸体积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏小，故D错误。 故选AB。 变式3．（25-26高二下·江苏南京·阶段检测）某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。 (1)完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是 ； A．将油酸分子视为球形 B．油膜中分子沿直线排列 C．将油膜看成单分子层 D．油酸分子紧密排列无间隙 (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是 ； A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用 C．有助于测量一滴油酸的体积 D．有助于油酸的颜色更透明便于识别 (3)实验中，用移液管量取油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到小量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的每个小正方形大小为。由图可以估算出油膜的面积为______，由此估算出油酸分子的直径是______（保留1位有效数字）。 (4)某同学做完“用油膜法估测分子大小”实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是 A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分散开 B．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 D．计算油膜面积时，只数了完整的方格数 E．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴 【答案】(1)B (2)B (3) 260 (4)ABD 【详解】（1）A．将油酸分子视为球形，与本实验有关，故A错误； B．油膜中分子沿直线排列，与本实验无关，故B正确； C．将油膜看成单分子层，与本实验有关，故C错误； D．油酸分子紧密排列无间隙，与本实验有关，故D错误。 故选B。 （2）纯油酸浓度过高，滴入后会形成面积极大的油膜，无法测量； 酒精的作用是对油酸进行稀释，得到浓度合适的油酸酒精溶液；酒精滴入水中后会溶于水并挥发，不会残留在油膜中。故选B。 （3）[1]坐标格每个小正方形边长，单个方格面积，数出油膜覆盖的方格数约为65格，因此油膜总面积 [2]油酸酒精溶液的浓度 1滴油酸酒精溶液的体积 1滴溶液中纯油酸的体积 代入数据可得 单分子油膜的厚度等于分子直径，即 代入数据可得。 （4）根据分子直径公式，测量值d偏大的原因是纯油酸体积V的计算值偏大，或油膜面积S的计算值偏小； A．油膜未充分散开，S测量值偏小，d偏大，故A正确； B．将溶液体积当作纯油酸体积，V计算值偏大，d偏大，符合要求；故B正确； C．酒精挥发导致溶液浓度变大，计算时仍用原浓度，V计算值偏小，d偏小，故C错误； D．只数完整方格，S测量值偏小，d偏大，故D正确； E．滴数多记，导致单滴溶液体积计算值偏小，V计算值偏小，d偏小，故E错误。 故选ABD。 考点二 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 例1．（25-26高二下·甘肃兰州·阶段检测）某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶套和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺读取，由于注射器横截面积各处相同，所以可用空气柱长度L代替空气柱体积，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。 (1)下列实验操作中，有助于减小实验误差的是________。 A．实验中缓慢推动柱塞，改变空气柱的体积，读出对应的压强 B．推动柱塞时，为了保持装置稳定，用手握住注射器 C．在柱塞上涂上润滑油，防止漏气 (2)处理数据时，该同学绘制了两种图像，图乙横坐标为L，图丙横坐标为，为了快速判断本实验中压强和体积的关系，应选择________图方式处理数据（填“乙”或“丙”）。 (3)根据实验数据，得出的结论为________。 A．一定量的气体等温变化时，压强与体积成正比 B．一定量的气体等温变化时，压强与体积成反比 【答案】(1)AC (2)丙 (3)B 【详解】（1）A．实验中缓慢推动柱塞，改变空气柱的体积，可防止气体温度发生变化，有助于减小误差，故A正确； B．推动柱塞时，不能用手握住注射器，否则气体温度会发生变化，从而使实验误差增大，故B错误； C．在柱塞上涂上润滑油，防止漏气，有助于减小误差，故C正确。 故选AC。 （2）图丙中压强p与成正比关系，说明压强与体积成反比，为了快速判断本实验中压强和体积的关系，应选择丙图方式处理数据。 （3）根据实验数据，得出的结论为一定量的气体等温变化时，压强与体积成反比。 故选B。 例2．（25-26高二下·陕西西安·期末）用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图所示，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体（视为理想气体），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移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积，由计算机显示对应的气体压强值； 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)关于本实验的基本要求，下列说法正确的是________。 A．给活塞涂润滑油只是为了减小摩擦对实验的影响 B．推拉活塞应快速操作并读出气体体积 C．必须测出注射器内封闭气体的质量 D．不能用手握住注射器 (2)为了能直观地判断气体压强，与气体体积的函数关系，应作出________（填“”或“”）图像，对作出的图线进行分析，若图线是一条过原点的倾斜直线，就说明在误差允许范围内，一定质量的该气体在温度不变时，其压强与体积成________（填“正”或“反”）比。 【答案】(1)D (2) 反 【详解】（1）A．给活塞涂润滑油主要是为了防止漏气，故A错误； B．推拉活塞应缓慢操作并读出气体体积，以确保注射器内气体的温度不变，故B错误； C．必须测出注射器内封闭气体的体积，而不是密闭气体的质量，故C错误； D．不能用手握住注射器，以保证注射器内的气体温度不变，故D正确。 故选D。 （2）[1]根据 可得 则为了能直观地判断气体压强与气体体积的函数关系，应作出图像。 [2]对图线进行分析，如果在误差允许范围内，作出的图线是一条过原点的倾斜直线（或正比例函数直线），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。 例3．（25-26高二下·安徽芜湖·期末）用如图所示的实验装置探究“一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系”。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，推动活塞压缩气体，分别记录注射器上的体积刻度V和传感器的示数p作为气体的体积和压强。 (1)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是（     ）（单选） A．要尽可能保持环境温度不变 B．实验中必须测量柱塞的横截面积来计算气体体积 C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 (2)经过多次测量，将所测数据绘制在坐标图上，可能得到的是（     ） A． B． C． D． (3)如图，若有两小组在同一教室同时用传感器探究气体等温变化的规律，但是描绘出的图像斜率不同，原因可能是（     ）（单选） A．注射器内的气体质量不同 B．有一小组注射器存在漏气 C．一小组缓慢推动活塞，另一小组快速推动 D．一小组将注射器水平放置，另一小组竖直放置 (4)为了能最直观地判断气体压强与气体体积的函数关系，作出图像。某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的图像是图乙中的________（填“a”“b”或“c”）。 (5)如图丙，小组同学使用等温变化的规律测量不规则小石块的体积，连接好仪器后正确进行实验并记录了压强传感器示数p和注射器读数V，作出的图像如图丁所示，图中的横纵截距分别为a和b，则小石块的体积为________。（用图中相关物理量表示） 【答案】(1)A (2)D (3)A (4)a (5)b 【详解】（1）A．本实验要求封闭气体温度不变，因此需要保持环境温度不变，故A正确； B．注射器本身已经标注体积刻度，可直接读取气体体积，不需要额外测量横截面积，故B错误； C．手握注射器会改变气体温度，快速推拉活塞也会使气体温度变化，不符合等温实验要求，故C错误。 故选A。 （2）根据玻意耳定律，一定质量气体等温变化满足（为常数）。 本实验中，压强传感器连接的软管内存在少量未被计入注射器读数的气体，设这部分体积为，则实际气体体积为，代入玻意耳定律得 整理得 因此在图像中，当时，，横截距为正。 故选D。 （3）A．由理想气体状态方程，变形得 因此图像的斜率，同一教室温度相同，斜率不同的原因是气体的物质的量不同，即封闭气体的质量不同，故A正确； B．若注射器漏气，实验过程中气体质量不断变化，无法得到直线图像，故B错误； C．快速推动活塞会导致气体温度不断变化，图像不是直线，故C错误； D．压强传感器直接测量封闭气体的压强，无论注射器如何放置，传感器读数即为玻意耳定律中的气体压强，故D错误。 故选A。 （4）手握住注射器后，气体温度升高，斜率随温度升高而增大，相同下，压强比室温等温时更大，因此斜率比正常情况更大，对应图线。 （5）设小石块体积为，封闭气体的实际体积为，等温变化满足 整理得，因此图像的纵截距就是小石块的体积，题目给出纵截距为，故小石块体积为。 变式1．（24-25高二下·甘肃武威·期末）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图（a）所示。 (1)关于该实验下列说法正确的是___________； A．实验时要测出封闭气体的质量 B．为增加稳定性，需要用手握住注射器 C．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 D．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 (2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和体积的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图（b）所示，图中横轴截距的绝对值代表的物理含义是_______________________； (3)另一小组所做的实验中，画出的图像如图（c）所示，则图线发生弯曲的原因可能有___________。 A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中有进气现象 C．实验过程中气体温度升高 D．实验过程中气体温度降低 【答案】(1)C (2)胶管内气体的体积 (3)BC 【详解】（1）A．该实验探究一定质量理想气体在温度不变时压强与体积的关系，只需保证气体质量不变，无需测出具体质量，故A错误； BD．实验中需要控制封闭气体的温度保持不变，手握注射器会导致气体温度升高，快速推拉柱塞会导致气体来不及与外界热交换，温度变化，破坏等温条件，故BD错误； C．气体压强传感器直接测量的是封闭气体的真实压强，与活塞受到的摩擦力无关，故C正确。 故选C。 （2）设连接注射器与压强传感器之间软管内气体的体积为，注射器读数为，实际气体总体积为 等温条件下由玻意耳定律，为定值，则有， 当为0时，，即横轴截距的绝对值即为附加体积 故造成图线不过原点的原因是由于胶管内存在气体，图中横轴截距代表的物理含义是胶管内气体体积。 （3）图（c）中，直线末端斜率变小、向下弯曲，由，可得，，其中为常数，斜率 若斜率变小，意味着或增大，导致乘积变大。 A．漏气使气体物质的量减小，斜率将变大，图线会向上弯曲，故A错误； B．外界气体进入使增大，斜率变小，图线向下弯曲，故B正确； C．温度升高使斜率变小，图线向下弯曲，故C正确； D．温度降低使斜率变大，图线向上弯曲，故D错误。 故选BC。 变式2．（24-25高二下·内蒙古乌兰察布·期末）某实验小组同学用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系，实验装置如图甲所示，实验中通过注射器上的刻度读出气体体积V，用气体压强传感器记录气体压强，研究气体压强和体积的关系。 (1)关于本实验过程中的说法正确的是________。 A．需要用天平测出注射器活塞的质量，并将注射器竖直固定在铁架台上 B．推拉活塞时，为了稳定，手要握住注射器筒 C．推拉活塞时，为了读数准确，动作要快 D．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 (2)实验之前，在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油，除了可以减小两者之间的摩擦之外，主要作用是________。 (3)某同学在做实验时，按实验要求组装好实验装置，然后按实验要求推拉活塞，使注射器内空气体积发生变化，实验数据如下表所示，请在图乙中作出与的关系图像________。 序号 1 2 3 4 5 6 7 18 16 14 12 10 8 6 1.038 1.160 1.311 1.512 1.784 2.178 2.793 0.963 0.862 0.763 0.661 0.561 0.459 0.358 (4)根据图像可知软管中气体的体积为________ mL（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)D (2)提高活塞密封性，防止漏气 (3) (4)1.1 【详解】（1）A．该实验是研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系，不需要用到注射器活塞的质量，故A错误； B．手握住注射器筒会改变气体温度，破坏等温条件。操作时应握持活塞手柄，故B错误； C．动作过快会导致气体来不及与外界热交换，温度变化，不满足等温要求。应缓慢推拉，故C错误； D．气体压强由传感器直接测得，与活塞所受摩擦力无关，摩擦不影响压强测量值，故D正确。 故选D。 （2）在注射器内壁与活塞间涂润滑油，除减小摩擦外，主要目的是增强密封、防止漏气，确保封闭气体的质量不变，以满足“一定质量的气体”的实验条件。 （3）根据表中数据描点连线，如图所示 （4）设软管中气体体积为，注射器读数为，实际气体总体积为 等温条件下由玻意耳定律，为定值，则有，可得软管中气体的体积为图线的纵轴截距。 用第1点和第7点可求得斜率 将代回可得，截距 所以软管内气体体积 变式3．（25-26高二下·山东菏泽·阶段检测）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 (1)关于该实验下列说法正确的是________。 A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 (2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和体积的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示；图中纵截距的绝对值代表的物理含义是________。 (3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是________。 A． B． C． D． (4)B组同学测得多组压强和体积的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图中_____（选填“①”或“②”）。 【答案】(1)A (2)胶管内气体体积 (3)B (4)② 【详解】（1）A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，A正确； BC．不能用手握住注射器，并且应缓慢推拉柱塞，以防止气体的温度发生改变，BC错误； D．实验中气体的压强可以通过数据采集器获得，气体的体积可从注射器刻度上读取，D错误。 故选A。 （2）图线不通过坐标原点，根据图像可知，图像中当V等于0时，气体压强的倒数不等于0，体积测量值V没有包含胶管内气体的体积，可知纵截距的绝对值代表胶管内气体的体积。 （3）结合上述可知，A组同学作出 图线对应的函数方程为 变形得 可知，当体积V减小时，图像的斜率逐渐减小，可知B图像符合要求。 故选B。 （4）根据理想气体状态方程有 则有 可知，若压缩气体过程中注射器漏气，则图像的斜率减小，则作出的图线应为图中②。 2 学科网（北京）股份有限公司 $期末培优：热学实验题高频考点专项训练 期末培优：热学实验题高频考点专项训练 考点目录 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 考点一 用油膜法估测油酸分子的大小 例1．（25-26高二下·湖北武汉·期末）某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。 (1)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是（　　） A．可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用 C．有助于油酸的颜色更透明便于识别 (2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有油酸，又用滴管测得每滴这种油酸酒精溶液的总体积为，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上，如图所示。油酸分子的直径__________。（结果保留一位有效数字） (3)在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏小，则可能的原因有（　　） A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 B．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理 C．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，的溶液滴数少计了5滴 例2．（2026·江西上饶·二模）在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中： (1)配制好一定浓度的油酸酒精溶液后，有关后续的实验过程如图（a），请选择另外两个必要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：A、D、________、________、F； (2)关于本实验下列说法正确的是________（多选）； A．撒爽身粉有助于油酸均匀散开形成油膜 B．油膜稳定后油酸分子与酒精分子相互交错紧密排布 C．油酸分子简化为球形处理，油膜稳定后油酸分子紧密排布 D．油酸分子中的羧基和烃基对水的亲和力不同，使油酸在水面上形成单分子油膜 (3)已知油酸酒精溶液的浓度为，一滴溶液的体积为，一滴溶液在水面上形成油膜稳定后，在带有坐标方格的玻璃板上描出油膜的轮廓如图，正方形坐标方格的边长为，由图（b）可知油膜占有的方格个数为________（取整数），油酸分子直径表达式为________（用、、、表示）。 例3．（24-25高二下·江苏镇江·阶段检测）“油膜法估测油酸分子的大小”实验中： (1)下列操作步骤正确的顺序是（     ） A．a、d、e、c B．c、d、a、e C．b、d、a、e D．c、d、b、e (2)将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是（     ） A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．比值定义法 (3)将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是。由此估算出油酸分子的直径为________m。（结果保留一位有效数字） (4)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（     ） A．油酸未完全散开 B．油酸中含有大量的酒精 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴体积时， 的溶液的滴数多记了10滴 变式1．（24-25高二下·甘肃武威·期末）在“油膜法估测分子直径”实验中： (1)甲同学在实验过程中滴入盛水浅盘中的油酸酒精溶液所含的纯油酸的体积为丁，将画有油膜轮廓的玻璃板放在方格边长为的坐标纸上，水面上散开的油膜轮廓如图所示，该油膜面积为___________，油酸分子直径约为___________。（均保留两位有效数字） (2)乙同学做完实验后，发现所测的分子直径明显偏大，出现这种情况的原因可能是（　　） A．用量筒测出油酸酒精溶液的滴数时，多数了滴数 B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 变式2．（24-25高二下·北京东城·阶段检测）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）。 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 A．往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子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．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，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积________；可求得油酸分子的直径为________（仅用、、、、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．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值 变式3．（25-26高二下·江苏南京·阶段检测）某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。 (1)完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是 ； A．将油酸分子视为球形 B．油膜中分子沿直线排列 C．将油膜看成单分子层 D．油酸分子紧密排列无间隙 (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是 ； A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用 C．有助于测量一滴油酸的体积 D．有助于油酸的颜色更透明便于识别 (3)实验中，用移液管量取油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到小量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的每个小正方形大小为。由图可以估算出油膜的面积为______，由此估算出油酸分子的直径是______（保留1位有效数字）。 (4)某同学做完“用油膜法估测分子大小”实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是 A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分散开 B．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 D．计算油膜面积时，只数了完整的方格数 E．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴 考点二 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 例1．（25-26高二下·甘肃兰州·阶段检测）某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶套和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺读取，由于注射器横截面积各处相同，所以可用空气柱长度L代替空气柱体积，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表读取。改变并记录空气柱的长度及对应的压强。 (1)下列实验操作中，有助于减小实验误差的是________。 A．实验中缓慢推动柱塞，改变空气柱的体积，读出对应的压强 B．推动柱塞时，为了保持装置稳定，用手握住注射器 C．在柱塞上涂上润滑油，防止漏气 (2)处理数据时，该同学绘制了两种图像，图乙横坐标为L，图丙横坐标为，为了快速判断本实验中压强和体积的关系，应选择________图方式处理数据（填“乙”或“丙”）。 (3)根据实验数据，得出的结论为________。 A．一定量的气体等温变化时，压强与体积成正比 B．一定量的气体等温变化时，压强与体积成反比 例2．（25-26高二下·陕西西安·期末）用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图所示，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体（视为理想气体），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移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积，由计算机显示对应的气体压强值； 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)关于本实验的基本要求，下列说法正确的是________。 A．给活塞涂润滑油只是为了减小摩擦对实验的影响 B．推拉活塞应快速操作并读出气体体积 C．必须测出注射器内封闭气体的质量 D．不能用手握住注射器 (2)为了能直观地判断气体压强，与气体体积的函数关系，应作出________（填“”或“”）图像，对作出的图线进行分析，若图线是一条过原点的倾斜直线，就说明在误差允许范围内，一定质量的该气体在温度不变时，其压强与体积成________（填“正”或“反”）比。 例3．（25-26高二下·安徽芜湖·期末）用如图所示的实验装置探究“一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系”。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，推动活塞压缩气体，分别记录注射器上的体积刻度V和传感器的示数p作为气体的体积和压强。 (1)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是（     ）（单选） A．要尽可能保持环境温度不变 B．实验中必须测量柱塞的横截面积来计算气体体积 C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 (2)经过多次测量，将所测数据绘制在坐标图上，可能得到的是（     ） A． B． C． D． (3)如图，若有两小组在同一教室同时用传感器探究气体等温变化的规律，但是描绘出的图像斜率不同，原因可能是（     ）（单选） A．注射器内的气体质量不同 B．有一小组注射器存在漏气 C．一小组缓慢推动活塞，另一小组快速推动 D．一小组将注射器水平放置，另一小组竖直放置 (4)为了能最直观地判断气体压强与气体体积的函数关系，作出图像。某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的图像是图乙中的________（填“a”“b”或“c”）。 (5)如图丙，小组同学使用等温变化的规律测量不规则小石块的体积，连接好仪器后正确进行实验并记录了压强传感器示数p和注射器读数V，作出的图像如图丁所示，图中的横纵截距分别为a和b，则小石块的体积为________。（用图中相关物理量表示） 变式1．（24-25高二下·甘肃武威·期末）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图（a）所示。 (1)关于该实验下列说法正确的是___________； A．实验时要测出封闭气体的质量 B．为增加稳定性，需要用手握住注射器 C．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 D．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 (2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和体积的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图（b）所示，图中横轴截距的绝对值代表的物理含义是_______________________； (3)另一小组所做的实验中，画出的图像如图（c）所示，则图线发生弯曲的原因可能有___________。 A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中有进气现象 C．实验过程中气体温度升高 D．实验过程中气体温度降低 变式2．（24-25高二下·内蒙古乌兰察布·期末）某实验小组同学用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系，实验装置如图甲所示，实验中通过注射器上的刻度读出气体体积V，用气体压强传感器记录气体压强，研究气体压强和体积的关系。 (1)关于本实验过程中的说法正确的是________。 A．需要用天平测出注射器活塞的质量，并将注射器竖直固定在铁架台上 B．推拉活塞时，为了稳定，手要握住注射器筒 C．推拉活塞时，为了读数准确，动作要快 D．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 (2)实验之前，在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油，除了可以减小两者之间的摩擦之外，主要作用是________。 (3)某同学在做实验时，按实验要求组装好实验装置，然后按实验要求推拉活塞，使注射器内空气体积发生变化，实验数据如下表所示，请在图乙中作出与的关系图像________。 序号 1 2 3 4 5 6 7 18 16 14 12 10 8 6 1.038 1.160 1.311 1.512 1.784 2.178 2.793 0.963 0.862 0.763 0.661 0.561 0.459 0.358 (4)根据图像可知软管中气体的体积为________ mL（结果保留两位有效数字）。 变式3．（25-26高二下·山东菏泽·阶段检测）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 (1)关于该实验下列说法正确的是________。 A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 (2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和体积的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示；图中纵截距的绝对值代表的物理含义是________。 (3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是________。 A． B． C． D． (4)B组同学测得多组压强和体积的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图中_____（选填“①”或“②”）。 2 学科网（北京）股份有限公司 $