第9讲 热学探究实验 实验题专项强化练习- 2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦热学核心实验，通过分层设问构建“实验操作-数据处理-误差分析-模型建构”的完整探究链，强化物理观念与科学思维的融合应用。 **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题|实验步骤排序、数据计算（体积/面积）、误差分析、模型假设判断|从分子动理论（物质观念）出发，通过单分子层模型（科学思维）建立体积-面积-直径关系，推导分子大小估测方法| |探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系|3题|实验操作规范、压强体积测量、图像分析（p-1/V）、误差原因分析|基于气体状态参量关系（物理观念），运用控制变量法（科学探究）研究等温条件下p与V的反比关系，通过图像法（科学思维）验证规律|

2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 实验题专项强化练习 第9讲 热学探究实验 板块 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 小专题1　用油膜法估测油酸分子的大小 1．(1) (2) (3)偏大 (4)不能 【详解】（1）通过估算，舍去不足半格的，大于等于半格的记为一格，总计72格，而每格的边长为L，则可知形成的轮廓面积约为。 （2）由题意可得小黄米的直径为 （3）因为小黄米之间有间隙，所以用量筒测量小黄米的体积V比小黄米的实际体积要偏大； （4）因为10分度的游标卡尺分度值为0.1mm，所以最小相对误差为 所以不能使相对误差小于±3%。 2． A D 【详解】（1）[1]用油膜法估测分子的大小的实验中，所做的理想化假设包括：不考虑分子间的间隙，将油膜看成单分子层油膜，以及将油分子看成球形等，分子间的作用力使油酸在水面上形成油膜，所以分子间的相互作用力需要考虑，故BCD错误，A正确； （2）[2]计算油酸分子直径的公式是，是纯油酸的体积，是油酸的面积。 A．油酸未完全散开，偏小，故得到的分子直径将偏大，故A错误； B．油酸酒精溶液的体积算作一滴纯油酸的体积，则偏大则直径将偏大，故B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则偏小直径将偏大，故C错误； D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴，由可知，油酸的体积将偏小，则计算得到的直径将偏小，故D正确； 故选D。 （3）[3]纯油酸的体积为 一滴纯油酸的体积为 则油酸分子的直径为 3．(1)EFCBAD (2) (3) (4)BCD (5)撒入的痱子粉过多 【详解】（1）根据实验操作过程可知，上述实验步骤的合理顺序是EFCBAD。 （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 （3）根据图示油膜轮廓，利用数格子的原则，估算出有60格，则油酸薄膜面积为 由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为 （4）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把油酸分子视为球形、认为油酸分子是紧挨着的没有空隙、认为油酸在水面上充分散开形成单分子油膜。 故选BCD。 （5）根据图示可知，油膜没有充分散开，形成这一现象的主要原因是撒入的痱子粉过多。 小专题2　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1．(1)缓慢 (2) (3) 【详解】（1）该实验目的是探究气体等温变化的规律，为避免温度变化，应该缓慢地向下压或向上拉柱塞。 （2）由图可得压强为。 （3）根据理想气体状态方程： 可得 故以为纵坐标，以为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点，各点位于过原点的同一条直线上，由此得出结论：在实验误差允许范围内，一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。 2．(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。 3． B 由于胶管内存在气体 胶管内的气体体积 ② AC/CA 【详解】（1）[1]A．将注射器的活塞移动到适当位置，逐一连接注射器、压强传感器和数据采集器和计算机，这样就封闭了一定体积的气体，A正确； B．缓慢推动活塞时，手不能握住注射器筒的空气柱部分，因为这样会改变封闭气体的温度，B错误； C．该实验是验证气体的等温变化，所以在实验过程中，要记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值，C正确； D．为了减小实验误差，所以要多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论，D正确； 本题选择错误步骤。 故选B。 （2）[2][3]根据等温变化的规律，有 图线不通过坐标原点的原因是由于胶管内存在气体，是胶管内气体的体积。 （3）[4]根据等温变化的规律，有 压缩气体过程中注射器漏气，图线的斜率会变小，故作出的图线应为图丙中②； （4）[5]AB．气体温度不同，由理想气体状态方程 可知，气体温度越高，pV乘积越大，常数C越大，A正确，B错误； CD．同理，由理想气体状态方程 气体温度越高，图线的斜率越大，C正确，D错误。 故选AC。 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $2027届新高考高三第一轮复习 高三物理备课组 新课标 · 新高考2027届高三第一轮复习 实验题专项强化练习 第9讲 热学探究实验 板块 班级：_________ 学号：_________ 姓名：_________ 小专题1　用油膜法估测油酸分子的大小 1．某同学模仿“用油膜法测分子直径”的实验方案来估测小黄米（可视为球形小颗粒）的直径。实验步骤如下： ①先用量筒测量出一定数量小黄米的体积为V； ②再将其平铺在水平的坐标纸上，使小黄米紧挨着排成单层结构； ③用铅笔描绘出边缘的轮廓如图； ④撤去小黄米，进行数据处理。 (1)坐标纸上每个小正方形方格的边长为L，轮廓所围的面积为__________。 (2)该同学估测出小黄米的直径为__________。 (3)用量筒测量小黄米的体积V比小黄米的实际体积__________（填“偏大”、“偏小”或“没有偏差”）。 (4)该同学重复几次实验，每次计算出小黄米的直径都在1mm左右，若用10分度的游标卡尺测量其直径，__________（填“能”或“不能”）使相对误差小于 （相对误差=100%） 2．在“用油膜法估测分子的大小”实验中： （1）该实验中建立理想化模型，下列说法正确的是___________。 A．将油膜看成单分子层油膜 B．油酸分子间的间隙不可忽略 C．不考虑各油酸分子间的相互作用力 D．将油酸分子看成立方体模型 （2）某同学在本实验中，计算结果明显偏小，可能是由于___________。 A．油酸未完全散开 B．油酸酒精溶液的体积算作一滴纯油酸的体积 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴 （3）该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，该油膜的面积是：已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%，400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2ml，则油酸分子直径为___________m。（结果保留两位有效数字） 3．“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：______； (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______cm；（保留2位有效数字） (4)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．油酸不溶于水 B．把油酸分子视为球形 C．油酸分子是紧挨着的没有空隙 D．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜 (5)某次实验，发现油膜的形状如图所示，你认为形成这一现象的主要原因是______。 小专题2　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1．某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，空气柱的压强可以通过压力表读出，空气柱的体积即空气柱的长度与横截面积的乘积。整个装置安装在固定架上，把柱塞置于注射器玻璃管的某一刻度处，将橡胶套套在玻璃管的下端，把一段空气柱封闭在玻璃管中，实验中空气柱质量保持不变。 (1)请将下列实验步骤补充完整： ①读出初始状态下空气柱的压强和空气柱的长度； ②________（选填“缓慢”或“快速”）向上拉或向下压柱塞，待压力表示数稳定后，读出空气柱的压强和空气柱的长度； ③重复步骤②，记录多组数据； (2)某次实验时，压力表的示数如图乙所示，则空气柱的压强________Pa； (3)以为纵坐标，以________（选填“”或“”）为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点，各点位于过原点的同一条直线上，由此得出结论：在实验误差允许范围内，一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。 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） 3．用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图所示，操作步骤如下：    A．将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器，数据采集器和计算机； B．手握住注射器筒的空气柱部分，开始缓慢推拉活塞改变气体体积； C．记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； D．多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论。 （1）该同学对器材操作错误的步骤是_______； （2）在操作规范，不漏气的前提下，某同学测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示，原因是：_______，图中代表的物理含义是：_________。 （3）B组同学测得多组压强p和体积V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丙中______（选填“①”或“②”）。 （4）在不同温度环境下，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，，且。在如图丁所示的四幅图中，能大致反映相关物理量之间关系的是_______。    第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $