第31讲油膜法测油酸分子直径 探究等温条件下一定质量气体压强与体积的关系（复习讲义）（天津专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习讲义聚焦“油膜法测油酸分子直径”“探究气体等温变化规律”两大实验考点，按“原理-操作-数据处理-误差分析-创新方案”逻辑构建知识框架，通过命题透视研判考情，思维建模梳理脉络，考点精讲拆解核心，真题溯源强化训练，形成系统复习链条，助力学生突破实验难点。 资料突出科学探究与科学思维培养，如油膜法中引入图像处理软件计算面积，气体实验用数字传感器实时采集数据，创新实验方案提升学生探究能力。设置原型实验与误差分析分层考向，配合真题变式训练，帮助学生高效掌握实验方法，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第31讲实验：油膜法测油酸分子直径 探究等温条件下一定质量气体压强与体积的关系 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一油膜法测油酸分子直径 知识点1实验原理与操作 知识点2创新实验方案 考向1教材原型实验 考向2数据处理与误差分析重 考点二实验：探究等温条件下一定质量气体压强与体积的关系 知识点1实验原理与操作 知识点2创新实验方案 考向1教材原型实验 考向2数据处理与误差分析重 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 实验：测量玻璃的折射率 广西T8 —— 实验：用双缝干涉实验探究光的波长 北京T15 上海T5 考情分析 题型与考向：几何光学与物理光学实验在高考中属于高频考点。测量折射率通常结合光路图考查作图与计算；双缝干涉实验侧重于仪器调节、读数（游标卡尺/螺旋测微器）及波长计算公式的应用。 2．情境与立意：命题常以教材实验为基础，通过改变测量介质（如半圆形玻璃砖、三棱镜）或干涉装置（如利用空气劈尖、薄膜干涉）进行创新考查，注重考查学生的科学探究能力。 复习目标 目标一：掌握插针法测定玻璃折射率的原理，能正确确定入射角和折射角，并进行误差分析。 目标二：掌握双缝干涉实验的原理与操作步骤，熟练使用游标卡尺或螺旋测微器读数，能利用计算波长。 目标三：具备实验创新能力，能应对如“全反射法测折射率”或“单缝衍射/薄膜干涉”等变式实验。 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一油膜法测油酸分子直径 知●识●解●构 知识点1实验原理与操作 1.实验原理 利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子层油膜，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为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径，如图 2.实验器材 清水、酒精、油酸、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.实验步骤 (1)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面到达500mL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2cm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，并将油酸薄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，根据格数及每格面积，算出油酸薄膜的面积S (7)算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d=V/S，算出油酸薄膜的厚度d 4.数据处理 (1)计算一滴溶液中油酸的体积：V=(mL)。(k为油酸酒精溶液中油酸浓度，N为1mL油酸酒精溶液的滴数) (2)计算油膜的面积S：以边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，大于半格的算一格，不足半格的舍去 (3)计算油酸分子的直径：d=(注意单位统一) 5.注意事项 (1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免浓度改变，产生误差 (2)在水面上撒爽身粉(或石膏粉)时，注意不要触动浅盘中的水 (3)注射器针头高出水面的高度应在1cm之内。当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果 (4)画轮廓时要待油酸薄膜稳定后，动作要轻而迅速，眼睛视线要始终与玻璃板垂直 (5)本实验中要求估算油酸分子的大小，实验结果数量级符合要求即可 6.误差分析 (1)纯油酸体积的计算引起误差 (2)画油膜形状时不准确带来误差 (3)数格子法本身是一种估算的方法，会带来误差 知识点2创新实验方案 1.实验装置的改进 (1)专用浅盘与投影系统：使用带有水平调节脚和底部白色磨砂玻璃的专用浅盘，确保水深均匀。在浅盘下方放置强光源，上方架设投影屏或使用摄像头，将油膜轮廓清晰地投射出来，便于多人同时观察和精确描绘轮廓。 (2)自动撒粉装置：设计一个简易的手动或电动撒粉器，将爽身粉或石膏粉均匀、定量地撒在水面上，避免人工吹撒造成的不均匀和过量，确保油膜能形成理想的单分子层。 2.实验器材的创新 (1)微量注射器代替滴管：使用精度更高的微量注射器（如1mL规格）代替传统的胶头滴管来吸取和滴加油酸酒精溶液，可以更精确地控制溶液的体积，减小因液滴大小不均带来的误差。 (2)图像处理软件辅助测量：用手机或相机拍摄投影屏上的油膜轮廓，然后将图片导入电脑。利用图像处理软件（如ImageJ）或简单的绘图软件，通过像素统计或网格覆盖法自动计算油膜的面积，取代传统的人工数格子方法，大大提高测量效率和准确性。 3.实验思路的创新 表面张力平衡法：此方法不直接测量油膜面积。在一个特制的U形金属丝框上形成油膜，该金属框的一边是可以自由滑动的。油膜的表面张力会拉动可动边，通过一个高灵敏度的力传感器（如电子天平或专用拉力计）测量出这个拉力F。已知可动边的长度L，根据公式F=2Lσ（σ为溶液的表面张力系数）计算出表面张力。再通过查阅资料或预先标定，获得该浓度下油酸分子的截面积，结合滴入的油酸总体积，间接推算出分子直径。这种方法将宏观的力学测量与微观分子尺寸联系起来，提供了全新的实验视角。 考●向●破●译 考向1教材原型实验 例1“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为2cm），求油膜面积S（如图所示） 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，并撒上痱子粉或细石膏粉 D．用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径 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滴溶液体积为1mL。 （1）上述实验步骤的合理顺序是：E______ （2）根据上述数据，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL；（保留2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是______m；（保留2位有效数字） （4）在浅盘中的水面上撒上痱子粉，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 （5）关于本实验下列说法正确的有() 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，油酸分子直径的计算结果将偏小 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大 D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小 E．结束实验时，需要将水从浅盘的一角倒出，在这个角的边缘会遗留少许油酸。为了保持浅盘的清洁，不影响下次使用，可以用适量清水清洗，并用脱脂棉擦去。 （6）该实验体体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有______。 A．把油酸分子视为球形B．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜 C．油酸分子是紧挨着的没有空隙D．油酸不溶于水 【答案】FCBADAACABC 【详解】（1）[1]上述实验步骤的合理顺序是：EFCBAD。 （2）[2]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积 （3）[3]由于每格边长为2cm，则每一格就是4cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出60格，则油酸薄膜面积为 S=60×4cm2=2.4×10-2m2 由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为 （4）[4]油酸酒精溶液没有完全展开前，油酸分子间所夹的酒精分子，即没与水接触，也没与空气接触，但是却增大了油酸的体积。使得展开后的面积较大，而一旦展开后，酒精分子溶于水或挥发，则油酸分子要填补原来酒精分子留下的空隙，所以油酸形成的油膜的面积又会略有收缩，A正确，B错误。 故选A。 （5）[5]A．计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，所以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，故A正确； B．计算油酸分子直径的公式是，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分散开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，选项C正确； D．计算时把向量筒中滴入1mL油脂酒精溶液时，滴数少数了几滴，浓度升高，则d偏大，选项D错误。 E．油酸不溶于水，应用酒精清洗，E错误。 故选AC。 （6）[6]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验中理想假设有：①让油膜尽可能散开，形成单分子层；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间空隙；油酸本身不溶于水，不是理想假设。故ABC正确，D错误。. 故选ABC。 变式、(1)如图甲反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是___________（用符号表示）。 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图乙所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，按以上实验数据估测出油酸分子的直径是___________m。（结果保留1位有效数字） (3)若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为。则下列说法正确的是___________。 A．1kg油酸所含有分子数为 B．1m3油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为 (4)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。这三位同学的操作错误导致实验测得的油酸分子直径偏小的是___________。 A．甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些 B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大 C．丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些 【答案】(1)bcad；(2)；(3)B；(4)BC 【详解】（1）用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是bcad。 （2）图中油膜中大约有136个小方格，则油酸膜的面积为 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 则油酸分子的直径为 （3）A．1kg油酸所含有分子数为 故A错误； B．1m3油酸所含分子数为 故B正确； C．1个油酸分子的质量为 故C错误； D．设油酸分子的直径为d，则有 解得 故D错误。 故选B。 （4）根据 A．甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，则甲同学实际配制的酒精溶液浓度偏小，则导致每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积测量值偏大，分子直径的计算结果偏大，故A错误； B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大，则代入计算的每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积偏小，分子直径的计算结果偏小，故B正确； C．丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些，则分子直径的计算结果偏小，故C正确。 故选BC。 考向2数据处理与误差分析【重】 例2用油膜法估测油酸分子的大小 利用“油膜法估测分子直径”实验体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量的方法。 （1）甲同学配制好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之后又进行了下列操作，其中错误的一项是______；其余正确操作的合理顺序是______。 A．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 C．向浅水盘中倒入约深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S。再根据估算出油酸分子的直径 E.将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 （2）乙同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为，则油酸膜的面积约为______（保留两位有效数字）。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为______m（保留两位有效数字）。 （3）丙同学做完实验后，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．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 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 D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理 （4）在用油膜法估测分子大小的实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，密度为，一滴油酸溶液中含纯油酸的质量为m，一滴油酸溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏加德罗常数为。以上各量均采用国际单位制，对于油酸分子的直径和分子数量有如下判断： ①油酸分子直径 ②油酸分子直径 ③一滴油酸溶液中所含油酸分子数 ④一滴油酸溶液中所含油酸分子数 以上判断正确的是() A．①和③B．①和④C．②和④D．②和③ 【答案】ACBED（）（）ACC 【详解】（1）[1]为了使得油膜形成单分子油膜层，实验时，需要将油进行稀释，不能直接将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，A错误，符合题意。 故选A。 [2]实验时，先向浅水盘中倒入约深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，再将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，随后将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上，最后将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S。再根据 估算出油酸分子的直径。即正确操作的合理顺序是CBED。 （2）[3]利用数格子的方法，油酸膜的面积约为 [4]1滴这样的溶液中的纯油酸体积为 则估算出油酸分子的直径约为 （3）[5]A．由于 若将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，体积偏大，则所测的分子直径d明显偏大，A正确； B．若油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d明显偏小，B错误； C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，即算出的油膜层面积偏小，根据 可知所测的分子直径d明显偏大，C正确； D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则算出的油膜层面积偏大，所测的分子直径d明显偏小，D错误。 故选AC。 （4）[6]由于一滴油酸溶液中含纯油酸的质量为m，则该纯油酸的体积为 根据 解得 则①错误，②正确。一滴纯油酸的物质的量为 一滴油酸溶液中所含油酸分子数 解得 ③错误，④正确。 故选C。 变式、某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 （1）下列说法中正确的是________。 A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜 B．一滴油酸酒精溶液滴入水面，油膜的面积会先扩张后又稍微收缩了一些 C．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上 D．分子直径近似等于油酸酒精溶液的体积与油膜的面积之比 （2）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验操作步骤： ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④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； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； 上述步骤中，正确的顺序是________；（填写步骤前面的数字） （3）每滴油酸酒精溶液的体积为V，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。溶液的浓度为ρ，则油酸分子直径大小的表达式为d=________； （4）某同学实验中，配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，所测的分子直径________（偏大、偏小、不变）； （5）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则1m3油酸所含分子数为________。（用NA、M、ρ表示） 【答案】AB/BA④①②⑤③偏大 【详解】（1）[1]A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的球状单层分子膜，油膜厚度即为油酸分子额直径，故A正确； B．一滴油酸酒精溶液滴入水面，水面凹陷以及溶液中的酒精溶于水后油酸分子需要填补分子间的空隙，因此油膜的面积会先扩张后又稍微收缩了一些，故B正确； C．实验时应先将痱子粉洒在水面上，然后将一滴油酸酒精溶液滴入水面，这样就可以形成边界清晰的油膜，易于对油膜面积的测定，故C错误； D．分子直径近似等于一滴油酸酒精溶液中油酸的体积与油膜的面积之比，故D错误。 故选AB。 （2）[2]根据实验思路，首先应该计算出一滴油酸酒精溶液的体积，然后在浅水盘中放入水和痱子粉，滴入一滴配制好的酒精油酸溶液，形成稳定的油膜，接着把玻璃板放在浅水盘上获取油膜的形状，最后将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小，即正确的顺序为④①②⑤③。 （3）[3]一滴酒精油酸溶液的体积为，而油酸的体积分数为，则可知一滴酒精油酸溶液中油酸的体积为 由此可得油酸分子直径大小的表达式为 （4）[4]配制溶液的过程中将酒精倒多了一些，将会造成酒精油酸溶液中油酸的体积分数偏小，但实际用到的计算数据偏大，因此计算得到的油酸分子的直径偏大。 （5）[5]油酸的摩尔数为 则可知所含分子数为 考点二实验：探究等温条件下一定质量气体压强与体积的关系 知●识●解●构 知识点1实验原理与操作 1.原理： 利用注射器封闭一段空气柱作为研究对象，在温度不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，进而分析气体压强与体积的关系 2.实验器材： 带铁夹的铁架台、注射器、橡胶套、压力表(与注射器柱塞密封连接)等 3.数据处理 由压力表读出对应气体的压强值p1、p2、p3、…、pn，并记录对应的体积V1、V2、V3、…、Vn，绘制出p-V图像或p-图像 说明：采用p-图像的必要性：如图甲所示，因p-V图像为曲线，不能说明压强与体积成反比，而气体等温变化的p-图像，如图乙所示，图像是过原点的倾斜直线，能说明压强与体积成反比 4.注意事项 (1)为保持密闭气体质量不变，实验前应注意在注射器上涂抹适量润滑油，注射器内、外气体的压强差不宜过大 (2)适用条件是温度保持不变，故应注意操作要缓慢，不能用手握住注射器 (3)注射器不宜太小，方便改变气体体积，获得多组数据 (4)要等到示数稳定之后，再去读数 5.误差分析 (1)漏气造成空气柱质量变化 (2)空气柱温度不恒定造成误差 (3)空气柱体积和气压测量时存在读数误差 知识点2创新实验方案 1.数据采集升级： 使用高精度数字压强传感器与位移传感器，替代传统的水银气压计与刻度尺读数，实现数据的实时、精准采集。 2.过程控制优化： 引入自动化电动推杆控制注射器活塞，替代人工手动推拉，确保气体压缩/膨胀过程缓慢、平稳，严格满足“等温”条件。 3.摒弃传统记录方式： 取消人工读数和纸笔记录，改用计算机数据处理系统，实时绘制p−V图像及p−1/V图像，直观验证反比关系。 考向1教材原型实验 例1实验小组采用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积，计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，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．移动活塞时应慢一些 B．封闭气体的注射器应密封良好 C．必须测出注射器内封闭气体的质量 D．为方便推拉柱塞，应手握注射器 （2）为了能够最直观地判断出气体的压强与其体积的关系，应做出________图像。对图线进行分析，在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，说明气体在________时，压强与其体积成反比。 【答案】AB；；温度不变 【详解】[1]A．实验过程中，应缓慢移动活塞，使得气体能够与外界进行热量交换，保持温度不变，故A正确； BC．实验中研究一定质量的某种气体的压强与体积的关系，要保证质量不变，但不需要具体求出气体的质量，故B正确，C错误； D．实验中，应避免手接触注射器，防止改变气体的温度，故D错误。 故选AB。 [2][3]根据玻意耳定律 变形可得 可知，根据题干中的物理量，应画出的图像，能使温度不变时，气体的图像是一条过原点的倾斜直线，更便于直观的判断。 变式、某学习小组利用图甲所示装置探究一定质量气体在等温条件下的压强与体积的关系。实验装置包括竖直固定的注射器（带刻度、下端连接压强传感器），活塞上端固定托盘，托盘中放置砝码以改变气体体积。实验时，增减砝码，记录压强传感器示数和注射器内气体体积。采集多组数据后作出（SI单位制）拟合曲线如图乙所示。 (1)实验中，为保证气体温度与环境温度一致，每次改变砝码质量后应___________读数（填选项前的字母）。 A．立即 B．待示数稳定后 (2)拟合线未过坐标原点，可能原因是下列的___________（填选项前的字母） A．注射器与压强传感器连接的塑料管容积未计入总体积 B．压强传感器读数始终比真实值偏小一个恒定值 C．实验过程中环境温度逐渐升高 D．活塞与注射器筒壁间存在漏气现象 (3)若气体的总体积为，由图乙可得该实验中气体的压强与的乘积等于___________（用图像中字母、表示）。 【答案】(1)B；(2)A；(3) 【详解】（1）A．立即读数会导致气体温度未恢复至环境温度，产生误差； B．待示数稳定后，气体与外界充分热交换，温度恢复至环境温度，满足等温条件，故B正确。 故选B。 （2）A．设注射器内气体体积为，连接管容积为，则实际气体总体积为。根据玻意耳定律有 变形得 由图乙可知纵轴截距为，说明，即连接管容积未计入，故A正确； B．若压强传感器读数偏小，则 代入 得 与不成线性关系，故B错误； C．若环境温度升高，乘积增大，图线斜率增大，不会仅改变截距，故C错误； D．若存在漏气，气体质量减小，乘积减小，图线将发生弯曲，故D错误。 故选A。 （3）由图乙可知，图像的斜率 纵轴截距为，则图像对应的函数表达式为 整理得的关系式。由（2）问分析可知气体的总体积 代入上式可得 考向2数据处理与误差分析【重】 例2某同学利用如图甲所示装置做探究一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积关系的实验。 步骤如下： ①将一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连。 ②将压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。 ③打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门。 ④根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p。 ⑤多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 (1)正确进行实验后，该同学根据实验数据画出的图像如图乙所示，其中的纵坐标为______（选填“V”或“”），烧瓶的容积V0为______。（用图中字母表示） (2)另一同学重复实验，计算了多组p与（V0﹣V）乘积，发现p（V0﹣V）随压强p增大而变小，导致这个现象的原因可能为______。（写出一个原因即可） 【答案】(1)V；n；(2)烧瓶密封不严有漏气 【详解】（1）[1] [2] 设烧瓶容积为V0，由玻意耳定律则有 p（V0﹣V）＝C 解得 所以图线的纵坐标是V，图线的纵截距为容器的体积，则有 V0＝n （2）p（V0﹣V）这个乘积与物质的量有关，与气体温度有关，实验中发现p（V0﹣V）乘积变小，有可能是实验过程中烧瓶密封不严有漏气导致的。 变式、某实验小组使用如图所示装置探究等温条件下一定质量气体的压强与体积的关系。圆筒内通过可移动的柱塞密封一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂重物，圆筒导热性良好，通过改变重物质量读取多组重物质量m、气体体积V的数值，并通过作图探究两者之间的关系。 (1)柱塞处涂抹润滑油的目的是________。（多选） A．增加导热性 B．增加气密性 C．减小柱塞与圆筒之间的摩擦 (2)该实验小组按照规范操作，通过作图探究两者之间的关系，为使图像呈直线，应描绘的是________。 A．V-m B． C． (3)该实验小组逐步增大重物质量，得到（2）中的图像的斜率为k、纵截距为b，不考虑柱塞与圆筒间的摩擦，已知柱塞的横截面积为S，当地的重力加速度为g，测得当地的大气压强为，则柱塞的质量为________（使用题中所给字母表示）。若当地的大气压强测量值偏小，则测得的柱塞的质量________（填“大于”“小于”或“等于”）真实的柱塞的质量。 【答案】(1)BC；(2)B；(3) 小于 【详解】（1）柱塞处涂抹润滑油的目的是为了密封气体，保证空气柱密闭性良好，同时减小柱塞与圆筒之间的摩擦，故BC正确。 （2）设开始时圆筒内气体体积为，有 整理得 为使图像呈直线，应描绘图像。 故选B。 （3）[1]由上述分析 结合图像的斜率和截距，可得， 解得 [2]若当地的大气压强测量值偏小，则测得的结果偏小。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2025·广西·高考真题）（多选）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中（   ） A．估测油酸分子大小时，油酸分子可以视为球形 B．油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动 C．计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 D．与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 【答案】AB 【详解】A．在油膜法测分子直径的实验中，把油膜看成单分子油膜，且分子紧密排列。由于分子形状复杂，为简化计算，通常将其视为球形模型，油膜的厚度可以近似看成是球形分子的直径，故A正确； B．分子在永不停息地做无规则热运动，与宏观物体是否处于稳定状态无关。油膜稳定时，油酸分子仍然在做热运动，故B正确； C．在计算油膜面积时，为了更准确地估算油膜的面积，对于周边不完整的格子，大于半格记为一个单位面积，小于半格的不计面积，而不是不完整的格子不计面积，故C错误； D．酒精可以溶解油酸，使油酸更容易在水面上展开形成单分子油膜，所以实验时加酒精比不加酒精更好地展开油膜，故D错误。 故选AB。 2.（2024·上海·高考真题）通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为或，故选C。 3．（2023·山东·高考真题）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，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），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。    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___________。 A．与成正比    B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为___________（保留3位有效数字）。 （3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，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的增大而___________（填“增大”或“减小”）。 【答案】 B 增大 【详解】（1）[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，与成正比。 故选B。 （2）[2]若气体被压缩到，则有 由图乙可读出封闭气体压强为 （3）[3]某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，根据 可知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的增大而增大。 4.（2023·北京·高考真题）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径___________。 【答案】 【详解】[1]油酸分子的直径为 26 / 33 学科网（北京）股份有限公司 $ 第31讲实验：油膜法测油酸分子直径 探究等温条件下一定质量气体压强与体积的关系 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一油膜法测油酸分子直径 知识点1实验原理与操作 知识点2创新实验方案 考向1教材原型实验 考向2数据处理与误差分析重 考点二实验：探究等温条件下一定质量气体压强与体积的关系 知识点1实验原理与操作 知识点2创新实验方案 考向1教材原型实验 考向2数据处理与误差分析重 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 实验：测量玻璃的折射率 广西T8 —— 实验：用双缝干涉实验探究光的波长 北京T15 上海T5 考情分析 题型与考向：几何光学与物理光学实验在高考中属于高频考点。测量折射率通常结合光路图考查作图与计算；双缝干涉实验侧重于仪器调节、读数（游标卡尺/螺旋测微器）及波长计算公式的应用。 2．情境与立意：命题常以教材实验为基础，通过改变测量介质（如半圆形玻璃砖、三棱镜）或干涉装置（如利用空气劈尖、薄膜干涉）进行创新考查，注重考查学生的科学探究能力。 复习目标 目标一：掌握插针法测定玻璃折射率的原理，能正确确定入射角和折射角，并进行误差分析。 目标二：掌握双缝干涉实验的原理与操作步骤，熟练使用游标卡尺或螺旋测微器读数，能利用计算波长。 目标三：具备实验创新能力，能应对如“全反射法测折射率”或“单缝衍射/薄膜干涉”等变式实验。 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一油膜法测油酸分子直径 知●识●解●构 知识点1实验原理与操作 1.实验原理 利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子层油膜，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为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径，如图 2.实验器材 清水、酒精、油酸、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.实验步骤 (1)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面到达500mL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2cm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，并将油酸薄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，根据格数及每格面积，算出油酸薄膜的面积S (7)算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d=V/S，算出油酸薄膜的厚度d 4.数据处理 (1)计算一滴溶液中油酸的体积：V=(mL)。(k为油酸酒精溶液中油酸浓度，N为1mL油酸酒精溶液的滴数) (2)计算油膜的面积S：以边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，大于半格的算一格，不足半格的舍去 (3)计算油酸分子的直径：d=(注意单位统一) 5.注意事项 (1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免浓度改变，产生误差 (2)在水面上撒爽身粉(或石膏粉)时，注意不要触动浅盘中的水 (3)注射器针头高出水面的高度应在1cm之内。当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果 (4)画轮廓时要待油酸薄膜稳定后，动作要轻而迅速，眼睛视线要始终与玻璃板垂直 (5)本实验中要求估算油酸分子的大小，实验结果数量级符合要求即可 6.误差分析 (1)纯油酸体积的计算引起误差 (2)画油膜形状时不准确带来误差 (3)数格子法本身是一种估算的方法，会带来误差 知识点2创新实验方案 1.实验装置的改进 (1)专用浅盘与投影系统：使用带有水平调节脚和底部白色磨砂玻璃的专用浅盘，确保水深均匀。在浅盘下方放置强光源，上方架设投影屏或使用摄像头，将油膜轮廓清晰地投射出来，便于多人同时观察和精确描绘轮廓。 (2)自动撒粉装置：设计一个简易的手动或电动撒粉器，将爽身粉或石膏粉均匀、定量地撒在水面上，避免人工吹撒造成的不均匀和过量，确保油膜能形成理想的单分子层。 2.实验器材的创新 (1)微量注射器代替滴管：使用精度更高的微量注射器（如1mL规格）代替传统的胶头滴管来吸取和滴加油酸酒精溶液，可以更精确地控制溶液的体积，减小因液滴大小不均带来的误差。 (2)图像处理软件辅助测量：用手机或相机拍摄投影屏上的油膜轮廓，然后将图片导入电脑。利用图像处理软件（如ImageJ）或简单的绘图软件，通过像素统计或网格覆盖法自动计算油膜的面积，取代传统的人工数格子方法，大大提高测量效率和准确性。 3.实验思路的创新 表面张力平衡法：此方法不直接测量油膜面积。在一个特制的U形金属丝框上形成油膜，该金属框的一边是可以自由滑动的。油膜的表面张力会拉动可动边，通过一个高灵敏度的力传感器（如电子天平或专用拉力计）测量出这个拉力F。已知可动边的长度L，根据公式F=2Lσ（σ为溶液的表面张力系数）计算出表面张力。再通过查阅资料或预先标定，获得该浓度下油酸分子的截面积，结合滴入的油酸总体积，间接推算出分子直径。这种方法将宏观的力学测量与微观分子尺寸联系起来，提供了全新的实验视角。 考●向●破●译 考向1教材原型实验 例1“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为2cm），求油膜面积S（如图所示） 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，并撒上痱子粉或细石膏粉 D．用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径 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滴溶液体积为1mL。 （1）上述实验步骤的合理顺序是：E______ （2）根据上述数据，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL；（保留2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是______m；（保留2位有效数字） （4）在浅盘中的水面上撒上痱子粉，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 （5）关于本实验下列说法正确的有() 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，油酸分子直径的计算结果将偏小 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大 D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小 E．结束实验时，需要将水从浅盘的一角倒出，在这个角的边缘会遗留少许油酸。为了保持浅盘的清洁，不影响下次使用，可以用适量清水清洗，并用脱脂棉擦去。 （6）该实验体体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有______。 A．把油酸分子视为球形B．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜 C．油酸分子是紧挨着的没有空隙D．油酸不溶于水 变式、(1)如图甲反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是___________（用符号表示）。 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图乙所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，按以上实验数据估测出油酸分子的直径是___________m。（结果保留1位有效数字） (3)若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为。则下列说法正确的是___________。 A．1kg油酸所含有分子数为 B．1m3油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为 (4)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。这三位同学的操作错误导致实验测得的油酸分子直径偏小的是___________。 A．甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些 B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大 C．丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些 考向2数据处理与误差分析【重】 例2用油膜法估测油酸分子的大小 利用“油膜法估测分子直径”实验体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量的方法。 （1）甲同学配制好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之后又进行了下列操作，其中错误的一项是______；其余正确操作的合理顺序是______。 A．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 C．向浅水盘中倒入约深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S。再根据估算出油酸分子的直径 E.将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 （2）乙同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为，则油酸膜的面积约为______（保留两位有效数字）。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为______m（保留两位有效数字）。 （3）丙同学做完实验后，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．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 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 D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理 （4）在用油膜法估测分子大小的实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，密度为，一滴油酸溶液中含纯油酸的质量为m，一滴油酸溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏加德罗常数为。以上各量均采用国际单位制，对于油酸分子的直径和分子数量有如下判断： ①油酸分子直径 ②油酸分子直径 ③一滴油酸溶液中所含油酸分子数 ④一滴油酸溶液中所含油酸分子数 以上判断正确的是() A．①和③B．①和④C．②和④D．②和③ 变式、某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 （1）下列说法中正确的是________。 A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜 B．一滴油酸酒精溶液滴入水面，油膜的面积会先扩张后又稍微收缩了一些 C．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上 D．分子直径近似等于油酸酒精溶液的体积与油膜的面积之比 （2）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验操作步骤： ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④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； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； 上述步骤中，正确的顺序是________；（填写步骤前面的数字） （3）每滴油酸酒精溶液的体积为V，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。溶液的浓度为ρ，则油酸分子直径大小的表达式为d=________； （4）某同学实验中，配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，所测的分子直径________（偏大、偏小、不变）； （5）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则1m3油酸所含分子数为________。（用NA、M、ρ表示） 考点二实验：探究等温条件下一定质量气体压强与体积的关系 知●识●解●构 知识点1实验原理与操作 1.原理： 利用注射器封闭一段空气柱作为研究对象，在温度不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，进而分析气体压强与体积的关系 2.实验器材： 带铁夹的铁架台、注射器、橡胶套、压力表(与注射器柱塞密封连接)等 3.数据处理 由压力表读出对应气体的压强值p1、p2、p3、…、pn，并记录对应的体积V1、V2、V3、…、Vn，绘制出p-V图像或p-图像 说明：采用p-图像的必要性：如图甲所示，因p-V图像为曲线，不能说明压强与体积成反比，而气体等温变化的p-图像，如图乙所示，图像是过原点的倾斜直线，能说明压强与体积成反比 4.注意事项 (1)为保持密闭气体质量不变，实验前应注意在注射器上涂抹适量润滑油，注射器内、外气体的压强差不宜过大 (2)适用条件是温度保持不变，故应注意操作要缓慢，不能用手握住注射器 (3)注射器不宜太小，方便改变气体体积，获得多组数据 (4)要等到示数稳定之后，再去读数 5.误差分析 (1)漏气造成空气柱质量变化 (2)空气柱温度不恒定造成误差 (3)空气柱体积和气压测量时存在读数误差 知识点2创新实验方案 1.数据采集升级： 使用高精度数字压强传感器与位移传感器，替代传统的水银气压计与刻度尺读数，实现数据的实时、精准采集。 2.过程控制优化： 引入自动化电动推杆控制注射器活塞，替代人工手动推拉，确保气体压缩/膨胀过程缓慢、平稳，严格满足“等温”条件。 3.摒弃传统记录方式： 取消人工读数和纸笔记录，改用计算机数据处理系统，实时绘制p−V图像及p−1/V图像，直观验证反比关系。 考向1教材原型实验 例1实验小组采用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积，计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，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．移动活塞时应慢一些 B．封闭气体的注射器应密封良好 C．必须测出注射器内封闭气体的质量 D．为方便推拉柱塞，应手握注射器 （2）为了能够最直观地判断出气体的压强与其体积的关系，应做出________图像。对图线进行分析，在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，说明气体在________时，压强与其体积成反比。 变式、某学习小组利用图甲所示装置探究一定质量气体在等温条件下的压强与体积的关系。实验装置包括竖直固定的注射器（带刻度、下端连接压强传感器），活塞上端固定托盘，托盘中放置砝码以改变气体体积。实验时，增减砝码，记录压强传感器示数和注射器内气体体积。采集多组数据后作出（SI单位制）拟合曲线如图乙所示。 (1)实验中，为保证气体温度与环境温度一致，每次改变砝码质量后应___________读数（填选项前的字母）。 A．立即 B．待示数稳定后 (2)拟合线未过坐标原点，可能原因是下列的___________（填选项前的字母） A．注射器与压强传感器连接的塑料管容积未计入总体积 B．压强传感器读数始终比真实值偏小一个恒定值 C．实验过程中环境温度逐渐升高 D．活塞与注射器筒壁间存在漏气现象 (3)若气体的总体积为，由图乙可得该实验中气体的压强与的乘积等于___________（用图像中字母、表示）。 考向2数据处理与误差分析【重】 例2某同学利用如图甲所示装置做探究一定质量的理想气体在温度不变时压强与体积关系的实验。 步骤如下： ①将一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连。 ②将压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。 ③打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门。 ④根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p。 ⑤多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 (1)正确进行实验后，该同学根据实验数据画出的图像如图乙所示，其中的纵坐标为______（选填“V”或“”），烧瓶的容积V0为______。（用图中字母表示） (2)另一同学重复实验，计算了多组p与（V0﹣V）乘积，发现p（V0﹣V）随压强p增大而变小，导致这个现象的原因可能为______。（写出一个原因即可） 变式、某实验小组使用如图所示装置探究等温条件下一定质量气体的压强与体积的关系。圆筒内通过可移动的柱塞密封一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂重物，圆筒导热性良好，通过改变重物质量读取多组重物质量m、气体体积V的数值，并通过作图探究两者之间的关系。 (1)柱塞处涂抹润滑油的目的是________。（多选） A．增加导热性 B．增加气密性 C．减小柱塞与圆筒之间的摩擦 (2)该实验小组按照规范操作，通过作图探究两者之间的关系，为使图像呈直线，应描绘的是________。 A．V-m B． C． (3)该实验小组逐步增大重物质量，得到（2）中的图像的斜率为k、纵截距为b，不考虑柱塞与圆筒间的摩擦，已知柱塞的横截面积为S，当地的重力加速度为g，测得当地的大气压强为，则柱塞的质量为________（使用题中所给字母表示）。若当地的大气压强测量值偏小，则测得的柱塞的质量________（填“大于”“小于”或“等于”）真实的柱塞的质量。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2025·广西·高考真题）（多选）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中（   ） A．估测油酸分子大小时，油酸分子可以视为球形 B．油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动 C．计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 D．与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 2.（2024·上海·高考真题）通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为（    ） A． B． C． D． 3．（2023·山东·高考真题）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，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），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。    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___________。 A．与成正比    B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为___________（保留3位有效数字）。 （3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，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的增大而___________（填“增大”或“减小”）。 4.（2023·北京·高考真题）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径___________。 26 / 33 学科网（北京）股份有限公司 $