实验19 油膜法测分子大小 实验20 探究气体等温变化规律(专项训练)(全国通用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-09-07
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摘要:
**基本信息**
聚焦油膜法测分子大小与气体等温变化规律,通过分层演练系统培养实验操作、误差分析及图像推理能力,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础演练|14题|涵盖溶液配制、体积计算、油膜面积测量、等温条件控制等基础操作与误差分析|从单分子层模型推导分子直径计算,从玻意耳定律构建p-V关系及图像验证逻辑|
|重难创新|2题|结合注射器、压敏电阻设计跨装置探究,考查实验原理迁移|拓展气体实验装置变式,深化压强-体积关系的定量分析|
|真题实战|2题|高考真题再现,聚焦图像分析与实验规范|强化实验操作规范性与规律应用的高考命题导向|
内容正文:
实验19 油膜法测分子大小 实验20 探究气体等温变化规律
目录
模拟·基础演练 1
题型01 用油膜法估测油酸分子的大小 1
题型02 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系 6
重难·创新演练 20
真题·实战演练 22
模拟·基础演练
考查重点:油膜法测分子大小、探究气体等温变化规律
⏳题型01 用油膜法估测油酸分子的大小
1.(2026·安徽合肥·模拟预测)“用油膜法估测分子的大小”的实验中,将的油酸溶于酒精,制成的油酸酒精溶液,用注射器测得上述溶液为滴,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,将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的轮廓用彩笔描绘在玻璃板上,再将画有油酸膜轮廓的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积。已知坐标纸中正方形方格边长为。根据以上信息,回答下列问题:
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是_______;若数出油膜轮廓对应的方格数为格,由此估算出分子的直径为______。(结果均保留1位有效数字)
(2)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。其中会导致所测的分子直径偏小的是( )
A.甲在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒少了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大
B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了另一个针管比原来细的注射器把溶液滴在水面上,每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
C.丙在计算油膜面积时,把凡是不足一格的油膜都不计,导致计算的面积比实际面积小一些
【答案】(1) (2)A
【详解】(1)[1]纯油酸溶于酒精制成溶液,浓度,溶液共滴,每滴体积,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
[2]坐标纸每格面积,油膜面积,分子直径
(2)A.酒精倒少了,导致实际浓度大于计算浓度,而计算时仍按配制时的浓度计算纯油酸体积,导致的计算值小于实际值,测量的油膜面积对应实际浓度的面积,因此计算得到的偏小,故A正确;
B.拿错更细的针管,每滴的实际体积会小于计算体积,计算所用偏大,测量的对应实际浓度的面积,因此计算得到的偏大,故B错误;
C.不足一格的油膜不计,导致计算的面积比实际面积小,偏小,因此计算得到的偏大,故C错误;
故选A。
2.(2026·陕西咸阳·模拟预测)完成以下实验:
(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①先配好油酸酒精溶液,用注射器滴一滴到量筒中,记下油酸酒精溶液的体积;
②往浅盘里倒入一定深度的水,待水面稳定后,将适量的痱子粉均匀地撒在水面上,再用注射器将油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
③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;
④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。
上述步骤有一步存在错误,请指出,并且改正:________________________。
(2)把一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中,待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示。图中每个小正方形格的边长为,则油酸薄膜的面积________;已知实验所用溶液配制时将酒精加入体积为的油酸中,配制成体积为的油酸酒精溶液,一滴油酸酒精溶液的体积为,由此可估算出油酸分子的直径为________(用、、和表示)。
(3)实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小,可能是因为________。
A.计算油膜面积时,将所有油酸的格都记为一个
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
【答案】(1)①,用注射器将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
(2) ////// (3)A
【详解】(1)步骤①存在错误,为了减小误差,应用注射器将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。
(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96格,则油膜总面积为
[2]由于将体积为的油酸,配制成体积为的油酸酒精溶液,则溶液的浓度为
则一滴溶液中纯油酸的体积为
油酸分子直径为
(3)A.计算油膜面积时,将所有油酸的格都记为一个,导致油膜面积测量值偏大,根据
可知油酸分子直径测量值偏小,故A符合题意;
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,根据
可知油酸分子直径测量值偏大,故B不符合题意;
C.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算,导致油酸体积测量偏大,根据
可知油酸分子直径测量值偏大,故C不符合题意。
故选A。
3.(2026·广东广州·三模)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,
(1)某次实验中,滴下油酸溶液后,痱子粉散开形成如下图所示的“锯齿”边缘图样,出现该图样的可能原因是( )
A.滴油酸溶液时注射器离水面高度太低 B.油酸酒精溶液的浓度太小
C.痱子粉撒得太多,且厚度不均匀 D.水槽太大,装的水量太多
(2)在该实验中,若测出的油酸分子直径结果偏小,则可能的原因是( )
A.将油酸酒精溶液的体积直接当纯油酸体积计算
B.油酸酒精溶液配制后放置的时间较长,酒精挥发较多
C.计算油膜面积时,将不足半格的方格也计为一格
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少数了5滴
【答案】(1)C (2)BC
【详解】(1)若痱子粉撒得过多、厚度不均匀,油酸扩散时无法均匀推开痱子粉,边缘就会形成锯齿状;注射器高度过低、油酸浓度太小、水量过多都不会导致锯齿边缘。故选C。
(2)A.设纯油酸体积为,油膜面积为,油酸分子直径计算公式为
将溶液体积直接当作纯油酸体积,会使计算偏大,d偏大,故A错误;
B.油酸酒精溶液配制后放置的时间较长,酒精挥发较多,油酸所占的比例变大,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,则会使偏小,d偏小,故B正确;
C.将不足半格计为一格,会使计算偏大,因此d偏小,故C正确;
D.求每滴溶液体积时,1mL的溶液的滴数少数了5滴,会导致所测量的一滴油酸酒精溶液的体积偏大,所测量的一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积也偏大,测得的分子直径d偏大,故D错误。
故选BC。
4.(25-26高三上·河北沧州·期中)某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。实验主要步骤如下:
①向体积的油酸中加酒精,直至总量达到;
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入滴时,测得其体积恰好是;
③先往浅盘里倒入深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内小方格的个数,经观察为128格,小方格的边长为。
(1)由图可知油膜面积为_____,油酸分子直径为_____m。(结果均保留两位有效数字)
(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足,则最终的测量结果将_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)
(2)偏大
【详解】(1)[1]不足半格的方格舍去,超过半格的算一格,可知油膜的面积为128个格,所以油膜面积为
[2]一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为
油酸分子的直径为
(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足,则代入计算的纯油酸的体积偏大,可知测量结果偏大。
5.(2025·山东潍坊·一模)如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤:
(1)下列有关该实验的说法正确的是______。
A.实验步骤正确的操作顺序是丙→丁→乙→甲
B.图乙中撒痱子粉的目的是为了防止滴入溶液时液体飞溅出来
C.图丙配制溶液时浓度要大一些,1滴溶液才能在水面形成足够厚的油膜便于测量
D.油酸酒精溶液配制好后,不能搁置很久才做实验,以防酒精挥发影响溶液浓度
(2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%,用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1mL,取1滴这样的溶液滴入浅盘中,滴入浅盘中的纯油酸体积为______mL(结果保留两位有效数字)。
(3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到以下油膜形状,对油膜形状的分析正确的是______。
A.甲图油膜比较理想,油膜与痱子粉边界清晰,且边界线大致为直线,便于绘制边界
B.乙图油膜不理想,痱子粉撒的太少且不均匀,导致边界不清不便绘制边界
C.丙图油膜满足实验要求,油膜边界比较清晰,痱子粉撒的比较均匀
【答案】(1)D
(2)1.0×10-5
(3)BC
【详解】(1)A.图中实验步骤应先配制油酸酒精溶液,接着在浅盘的水面撒入痱子粉,再向浅盘中滴入油酸酒精溶液,最后描绘油膜轮廓,即实验步骤正确的操作顺序是丙→乙→丁→甲,故A错误;
B.图乙中撒痱子粉的目的是为了更加精确描绘出油膜的轮廓,故B错误;
C.图丙配制溶液时浓度要小一些,1滴溶液才能在水面形成单分子油膜层,便于精确测量,故C错误;
D.实验中的酒精容易挥发,油酸酒精溶液配制好后,不能搁置很久才做实验,以防酒精挥发影响溶液浓度,故D正确。
故选D。
(2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%,用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1mL,取1滴这样的溶液滴入浅盘中,滴入浅盘中的纯油酸体积为
(3)A.甲图油膜不理想,痱子粉撒得过多,导致油膜过厚,没有形成单分子油膜,故A错误;
B.乙图油膜不理想,痱子粉撒的太少且不均匀,导致边界不清不便绘制边界,故B正确;
C.丙图油膜,满足实验要求,油膜边界比较清晰,痱子粉撒的比较均匀,故C正确。故选BC。
⏳题型02 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系
6.(2026·海南海口·一模)某同学做探究气体等温变化的规律实验的装置如图甲所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是__________。(填正确答案标号)
A.向下压或向上拉柱塞时,手要紧紧握住整个注射器,以免晃动
B.柱塞移至某位置时,应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的示数
C.为了避免漏气,柱塞应均匀涂上润滑油
D.根据测量数据,作图像比图像更能直观反映出与的关系
(2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他进行了两次实验,得到的图像如图丙所示,由图可知两次实验气体的温度大小关系为__________(选填“<”、“=”或“>”)。
【答案】(1)CD
(2)>
【详解】(1)A.实验要求气体温度不变,手紧紧握住注射器会使气体温度升高,违反等温条件,故A项错误;
B.移动柱塞后气体温度会发生变化,需要待气体温度稳定恢复至室温后再记录数据,不能迅速读数,故B项错误;
C.柱塞涂润滑油可以避免漏气,保证封闭气体的质量不变,故C项正确;
D.气体发生等温变化,有
即与成正比,图像为过原点的一条倾斜直线,其图像形状比图像的曲线更直观反映p与V的关系,故D项正确。
故选CD。
(2)对理想气体,有
整理有
所以离坐标原点越远的等温线,其温度越高,所以。
7.(2026·云南·模拟预测)近一年黄金价格大幅上涨,市面上有不少假黄金,小明想通过实验测量一下金戒指的密度,先用电子秤测出金戒指的质量m,用排水法测量时发现由于体积过小,看不出体积示数变化。故设计如下实验,如图,主要实验步骤如下:
①将戒指放入注射器中,取下橡胶套,将压力表的指针校准到1.0的位置;
②在注射器的柱塞上均匀涂抹润滑油,然后将柱塞移至注射器适当刻度处;
③将橡胶套套在注射器下端的开口处(注射器前端细管内用黄油沾满),它和柱塞一起封闭一段空气柱;
④缓慢下压、上拉柱塞,记录多组注射器内气体的体积V(含戒指)及相应的压力表示数p。
(1)关于该实验的操作,下列叙述正确的是________。
A.实验过程可以用手握注射器
B.可以以较快的速度推拉活塞来改变气体体积
C.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好,以保证气体的质量一定
(2)实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p,为了在xOy坐标系中获得直线图像,应选择________。
A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
(3)选择合适的坐标后,小明通过描点作图,得到直线的函数图像如图所示,则戒指的体积为___________(用图中字母表示)。
【答案】(1)C
(2)C
(3)b
【详解】(1)A.实验过程中手不能握住注射器前端,以免改变空气柱的温度,使气体发生的不是等温变化,故A错误;
B.应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积,以避免操作动作过快使空气柱的温度发生改变,故B错误;
C.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好,以保证空气柱的质量一定,故C正确。
故选C。
(2)设戒指的体积为,则气体的体积为,根据玻意耳定律可得
整理可得
所以为了在xOy坐标系中获得直线图像,应选择图像。
故选C。
(3)因为
所以,图像的纵截距为
8.(25-26高三下·陕西西安·模拟预测)某实验小组用如图甲所示的装置探究“气体等温情况下压强随体积变化的规律”。水平注射器内封闭了一定质量的气体,注射器导热性能良好。用细绳系住活塞,另一端跨过滑轮挂上钩码。调节滑轮的高度,使滑轮左侧的细绳拉直时能水平。实验时依次挂上质量相同的钩码,通过注射器的刻度读出对应空气柱的体积。已知注射器的最大刻度为,注射器有刻度部分的长度为,每个钩码的质量均为,重力加速度大小为,大气压强为。
(1)关于本实验的操作,下列说法正确的是_____。
A.为维持注射器水平,实验时要用手握着注射器
B.每次挂上钩码后,需等待活塞静止再读数
C.给活塞涂上润滑油只是为了减小摩擦
(2)该注射器的横截面积_____。当细绳上挂上个钩码后,活塞重新稳定时注射器内封闭气体的压强_____(用、、、、表示)。
(3)多次实验后得到多组数据,利用封闭气体体积的倒数和钩码个数绘制图像,若气体遵循玻意耳定律,则绘制出来的图像可能是下图中的_____。
A. B. C. D.
(4)某同学实验时绘制出封闭气体体积的倒数随气体压强变化的图像如图乙所示,造成该图像末端弯曲的原因可能是_____。
A.挂上钩码后注射器漏气
B.挂上钩码后封闭气体的温度升高
【答案】(1)B
(2) 2.5
(3)C
(4)A
【详解】(1)A.实验时不能用手握着注射器,否则手的热量会传递给气体,导致气体温度升高,破坏等温条件,故A错误;
B.每次挂上钩码后,活塞需要时间达到受力平衡,且气体状态稳定,需等待活塞静止再读数,故B正确;
C.给活塞涂上润滑油不仅是为了减小摩擦,更重要的是为了密封,防止漏气,故C错误。
故选B。
(2)[1]注射器有刻度部分的容积为,长度,则横截面积
[2]对活塞进行受力分析,活塞受到向左的大气压力,向右的封闭气体压力pS和细绳拉力
根据平衡条件有
解得封闭气体压强
(3)根据玻意耳定律
将代入得
整理得
由此可见,与n成一次函数关系,且斜率 -为负值,纵轴截距为正值。故图像应为一条斜率为负的直线。
故选C。
(4)A.图乙中横坐标为压强p(理论计算值),纵坐标为实测值)。虚线为过原点的直线,表示理论上的反比关系。实线在虚线上方,说明在相同的压强p下,实测的偏大,即实测体积V偏小。若挂上钩码后注射器漏气,由于此时内部压强,外界空气会进入注射器,导致内部气体质量增加。在相同的拉力(即相同的理论压强)下,由于气体增多,体积V会比理论值偏小,导致偏大,图像向上弯曲,故A正确;
B.若封闭气体温度升高,根据,在p不变时,T升高会导致V增大,减小,图像应向下弯曲,故B错误。
故选A。
9.(2026·安徽合肥·模拟预测)某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。
(1)下列实验操作中正确的是____________。
A.密封气体前,在活塞上均匀涂抹润滑油
B.推拉活塞时,用手握住注射器气体部分
C.实验时缓慢移动活塞
D.实验中应快速推拉柱塞,以免气体进入或漏出注射器
(2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V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____________。
(3)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。在如图所示的四幅图中,可能正确反映相关物理量之间关系的是____________(选填选项前下的字母)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)AC
(2)a
(3)BC
【详解】(1)A.密封气体前,在活塞上均匀涂抹润滑油,以增加活塞的气密性,A正确;
B.推拉活塞时,不能用手握住注射器气体部分,以防止气体温度升高,B错误;
CD.实验时缓慢移动活塞,防止气体温度变化,C正确,D错误。
故选AC。
(2)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,则气体的温度会升高,根据,则图像的斜率将变大,那么该同学可能得到的图像是图乙中的a。
(3)AB.由于实验操作和数据处理均正确,同体积情况下,则温度高对应压强大,pV乘积较大的是对应的T1图线,距离原点较远,故B正确,A错误;
CD.根据,温度越高,对应的C值越大,则斜率越大,因T1较大,故C正确,D错误。
故选BC。
10.(2026·四川宜宾·二模)某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律,注射器中密封了一定质量的理想气体,记录数据如下表格:
实验次数
1
2
3
4
5
体积V/
10.00
8.00
6.00
4.00
3.00
压强p/
0.60
0.75
1.00
1.50
2.00
体积倒数/
0.10
0.13
0.17
0.25
0.33
(1)实验过程中,下列说法正确的是________;
A.用手紧握注射器外壁,以保持其稳定
B.在柱塞上涂上润滑油,保持良好的封闭性
C.实验时应迅速地向上拉或向下压柱塞,是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦
D.实验过程中应保持环境温度不变
(2)根据表中数据在图乙的坐标系中作出图像;
(3)在某次实验中得到了如图丙的图像,出现图像部分弯曲的原因可能是________。
A.压缩柱塞后阶段温度升高
B.压缩柱塞后阶段温度降低
C.压缩柱塞后阶段出现漏气现象
【答案】(1)BD
(2)
(3)A
【详解】(1)A.不能用手直接握住注射器密闭气体的部分,确保气体的温度不变,故A错误;
B.活塞和针筒之间涂上润滑油,减小摩擦、防止漏气,保证气体质量不变,故B正确;
C.实验时应缓慢推动活塞,保证气体的温度不变,故C错误;
D.实验要求温度不变,因此需保持环境温度不变,故D正确。
故选BD。
(2)如图
(3)根据理想气体状态方程
变形得
因此图像的斜率k=nRT
题图丙中斜率变大,则应是温度升高,若漏气,气体物质的量n减小,斜率减小。
故选A。
11.(2026·福建福州·模拟预测)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
12.(2026·福建福州·一模)用如图所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。
(1)本实验中,压强传感器( )
A.需要调零 B.不需要调零
(2)实验操作要求推动活塞过程中,不能用手握住注射器封闭气体部分,并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是______。
(3)下列图像中,最能直观反映缓慢压缩气体过程中压强随体积变化规律的图像是( )
A. B. C. D.
(4)甲乙两位同学用同一种气体完成该实验,并通过实验在p-V图像中分别得到两条双曲线,如图所示。两人实验均操作无误,产生该情况的原因可能是( )
A.甲同学实验环境温度比乙高
B.乙同学实验环境温度比甲高
C.甲同学注射器内的封闭气体质量比乙大
D.乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大
【答案】(1)B
(2)保持玻璃管内的空气温度不变
(3)C
(4)BD
【详解】(1)在探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系实验中,压强传感器测量的是一定体积时对应的压强值,不需要调零。
故选B。
(2)实验中推动活塞不能用手握住注射器封闭气体部分,并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是保持注射器内的空气温度不变。
(3)根据玻意耳定律可得
即
由于缓慢压缩气体过程中气体体积减小,压强增大。最能直观反映缓慢压缩气体过程中压强随体积变化规律的图像是直线。
故选C。
(4)AB.p-V图像为双曲线,说明满足玻意耳定律
两条不同的双曲线,代表常数C不同,根据理想气体状态方程可知,在操作无误的前提下,C不同的可能原因是实验时温度不同,由图可知乙的温度高,故A错误,B正确;
CD.C不同,也可能是气体的物质的量不同(n不同,即封闭气体的质量不同),即乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大,故C错误,D正确。
故选BD。
13.(2026·福建厦门·模拟预测)小厦同学利用如图甲所示的数字化信息系统(DIS)探究温度不变时气体压强与体积的关系。将注射器、软管、压强传感器与数据采集器相连,注射器内封闭了一定质量的空气。
(1)关于该实验,下列说法正确的是______
A.推拉活塞时应该尽量迅速
B.实验过程中应避免用手握注射器筒壁
C.在活塞上均匀涂抹润滑油,主要目的是减小活塞与筒壁间的摩擦力
(2)在处理数据时,小厦同学以注射器刻度读数为纵坐标,以______(选填“”“”或“”)为横坐标,得到如图乙所示的一条直线,其纵轴截距为(b>0)。经分析,直线未经过坐标原点是由于软管和传感器接口处存在未计入的气体所造成的。据此推算,该部分未计入的气体体积______。
(3)最终得出探究结论:在误差允许的范围内,一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
【答案】 B
【详解】(1)[1]A.为了确保温度不变,实验中推拉活塞时应该尽量缓慢,故A错误;
B.为了确保温度不变,实验过程中应避免用手握注射器筒壁,故B正确;
C.为了确保气体质量一定,实验中应在活塞上均匀涂抹润滑油,主要目的是避免漏气,故C错误。
故选B。
(2)[2]根据玻意耳定律有
则有
可知,在处理数据时,为了得到如图乙所示的一条直线,应以注射器刻度读数为纵坐标,以为横坐标;
[3]由于软管和传感器接口处存在未计入的气体,则有
变形有
纵轴截距为,则有
14.(25-26高三下·河南·期中)如图所示,用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律,操作步骤如下:
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移动活塞至某一位置,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的压强;
③重复上述步骤②,多次测量并记录压强和体积数据;
④根据记录的数据,作出相应图像,分析并得出结论。
(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__________(填字母)。
A.要尽可能保持环境温度不变
B.实验过程中应缓慢地推动活塞
C.实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞
D.实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油
(2)分别在环境温度为、()时完成上述探究活动。下列各图能正确地反映实验过程中,气体压强p随体积V变化规律的是__________(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)实验过程中因压缩气体过程中注射器漏气,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,则作出的图线应为图中__________(填“①”或“②”)。
(4)若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积不可忽略,从理论上讲图像可能接近下列哪个图__________(填字母)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)AB
(2)BD
(3)②
(4)D
【详解】(1)A.为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化,应保证环境温度不变,A正确;
B.实验过程中应缓慢地推动活塞,使气体温度始终与环境温度相同,B正确;
C.若实验过程中用手握紧注射器并快速推拉活塞,则气体温度将升高,C错误;
D.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,不能保证温度不变,D错误。
故选AB。
(2)AB.对于一定质量的理想气体,当温度一定时,为定值,且温度越高,的值越大,A错误,B正确;
CD.对于一定质量的理想气体,当温度一定时,p与成正比,斜率等于的乘积,故斜率越大温度越高,C错误,D正确。
故选BD。
(3)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。
(4)设压缩前气体体积的测量值为,根据玻意耳定律得
解得
其中、、为常数,随的增加而减小,由此可知,图线应向下弯曲,故选D。
重难·创新演练
设题创新:结合注射器装置(T15);压敏电阻(T16)考查探究气体等温变化规律
15.(2025·广东广州·模拟预测)某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体,柱塞下使用细绳悬挂一重物,整个装置置于控温箱内,控温箱内气体始终与外界相通,通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值,并作体积﹣热力学温度图像。
(1)实验过程中,下列说法正确的是 ___________ 。
A.改变控温箱温度后,应等待足够长时间,温度计示数稳定后再读取空气柱体积
B.柱塞处涂抹润滑油的最主要目的是为了减小摩擦
C.实验过程要保证空气柱密闭性良好
(2)若实验操作规范无错误,作出图像,如图乙所示,图像不过原点的原因是 ___________ 。
(3)某组员在消除系统误差后,测出几组体积V与对应温度T的值,作出图像如图丙所示。已知封闭气体压强,则由状态a到状态b的过程中,外界对气体做的功为___________ J。若此过程中气体吸收热量60J,则气体的内能增加了 ___________ J。
【答案】(1)AC
(2)未考虑橡胶套内气体的体积
(3) -50.5 9.5
【详解】(1)A.改变控温箱温度后,应该等待足够长时间,温度计示数稳定后再读取空气柱体积,故A项正确;
B.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,故B项错误;
C.该实验过程要保证空气柱密闭性良好,故C项正确。
故选AC。
(2)设橡胶塞内气体体积为,有
整理有
所以图像不过原点原因是未考虑橡胶套内气体体积。
(3)[1]由上述分析可知,图像的斜率为,可知从状态a到状态b的过程中,气体压强不变,气体体积增大,外界对气体做的功为
[2]根据热力学第一定律
可得
即气体的内能增加了9.5J
16.(2026·辽宁朝阳·二模)某实验小组利用压敏电阻设计可测量气体压强的实验电路,并验证等温条件下气体压强与体积的反比关系。该小组查阅资料得知,所用到的压敏电阻工作面受到的压力与阻值的关系如图甲所示,图中压力在到之间时,阻值与压力满足,该实验小组在此压力范围内进行实验。已知实验室大气压强为,压敏电阻工作面面积为。
该实验小组把压敏电阻(工作面向下)嵌入到活塞上,并设计了如图乙所示的电路图来进行实验,主要实验器材有:
微安表,内阻);
电阻箱;
电源E(电动势为,内阻不计);
开关K、导线若干。
(1)当工作面受到压力为,电流表示数为满偏,电阻箱接入阻值应为________,此时压敏电阻工作面所处的气体压强为________;
(2)打开针管的出气口,调节活塞位置至气体体积为,然后关闭出气口,缓慢推动针管活塞,记录多组针管内气体的体积以及与之对应的电流。实验过程中,推动过程一定要缓慢的原因是__________;
(3)如能验证一定质量的气体在等温条件下压强和体积满足反比关系,则在(2)过程中,当气体体积压缩为时,电流表示数应为________。
【答案】(1) 9000
(2)确保针管内气体温度不变
(3)75
【详解】(1)[1] 已知
代入,得
根据闭合电路欧姆定律
总电阻
因此
[2]
(2)本实验验证等温条件下一定质量气体压强和体积的关系,缓慢推动活塞可以让封闭气体与外界充分进行热交换,保证封闭气体温度始终等于环境温度保持不变,满足实验的等温要求。
(3)初始状态,封闭气体压强等于大气压,压力
根据玻意耳定律
代入,得
因此压力
代入的表达式
总电阻
电流
真题·实战演练
高频考点:探究气体等温变化规律
17.(2026·四川·高考真题)某兴趣小组用注射器、挂钩式电子秤、橡胶管塞、细线等探究气体等温变化的规律,实验过程如下:
(1)如图1所示、将细线系在活塞一端、水平固定针筒,用电子秤挂钩钩住细线、沿水平方向匀速拉动活塞。记录电子秤示数,计算出活塞与针筒内壁间摩擦力大小。
(2)用橡胶管塞塞满注射器末端小管,确认装置密封。
(3)用电子秤沿水平方向_______(选填“缓慢”或“快速”)拉动活塞,活塞位于刻度处时记录第一次电子秤示数,此后针筒内空气柱的体积每增加记录一次示数,得到多组数据。
(4)计算针筒内空气柱压强。已知大气压强为、活塞横截面积为、由电子秤示数计算出活塞所受拉力大小,则_____(用、、、表示)。
(5)绘制图像如图2所示。实验表明:质量一定的空气,在温度保持不变的情况下,压强与体积成_______(选填“正比”或“反比”)。
【答案】 缓慢 反比
【详解】(3)[1]为了保持气体的温度不变,应该用电子秤沿水平方向缓慢拉动活塞;
(4)[2]以活塞为研究对象,根据平衡条件有
可得针筒内空气柱压强
(5)[3]根据
可得
由图可知图像斜率不变,即与成正比,则压强与体积成反比。
18.(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。
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实验19 油膜法测分子大小 实验20 探究气体等温变化规律
目录
模拟·基础演练 1
题型01 用油膜法估测油酸分子的大小 1
题型02 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系 4
重难·创新演练 12
真题·实战演练 13
模拟·基础演练
考查重点:油膜法测分子大小、探究气体等温变化规律
⏳题型01 用油膜法估测油酸分子的大小
1.(2026·安徽合肥·模拟预测)“用油膜法估测分子的大小”的实验中,将的油酸溶于酒精,制成的油酸酒精溶液,用注射器测得上述溶液为滴,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,将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的轮廓用彩笔描绘在玻璃板上,再将画有油酸膜轮廓的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积。已知坐标纸中正方形方格边长为。根据以上信息,回答下列问题:
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是_______;若数出油膜轮廓对应的方格数为格,由此估算出分子的直径为______。(结果均保留1位有效数字)
(2)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。其中会导致所测的分子直径偏小的是( )
A.甲在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒少了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大
B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了另一个针管比原来细的注射器把溶液滴在水面上,每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
C.丙在计算油膜面积时,把凡是不足一格的油膜都不计,导致计算的面积比实际面积小一些
2.(2026·陕西咸阳·模拟预测)完成以下实验:
(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①先配好油酸酒精溶液,用注射器滴一滴到量筒中,记下油酸酒精溶液的体积;
②往浅盘里倒入一定深度的水,待水面稳定后,将适量的痱子粉均匀地撒在水面上,再用注射器将油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
③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;
④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。
上述步骤有一步存在错误,请指出,并且改正:________________________。
(2)把一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中,待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示。图中每个小正方形格的边长为,则油酸薄膜的面积________;已知实验所用溶液配制时将酒精加入体积为的油酸中,配制成体积为的油酸酒精溶液,一滴油酸酒精溶液的体积为,由此可估算出油酸分子的直径为________(用、、和表示)。
(3)实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小,可能是因为________。
A.计算油膜面积时,将所有油酸的格都记为一个
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
3.(2026·广东广州·三模)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,
(1)某次实验中,滴下油酸溶液后,痱子粉散开形成如下图所示的“锯齿”边缘图样,出现该图样的可能原因是( )
A.滴油酸溶液时注射器离水面高度太低 B.油酸酒精溶液的浓度太小
C.痱子粉撒得太多,且厚度不均匀 D.水槽太大,装的水量太多
(2)在该实验中,若测出的油酸分子直径结果偏小,则可能的原因是( )
A.将油酸酒精溶液的体积直接当纯油酸体积计算
B.油酸酒精溶液配制后放置的时间较长,酒精挥发较多
C.计算油膜面积时,将不足半格的方格也计为一格
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少数了5滴
4.(25-26高三上·河北沧州·期中)某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。实验主要步骤如下:
①向体积的油酸中加酒精,直至总量达到;
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入滴时,测得其体积恰好是;
③先往浅盘里倒入深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内小方格的个数,经观察为128格,小方格的边长为。
(1)由图可知油膜面积为_____,油酸分子直径为_____m。(结果均保留两位有效数字)
(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足,则最终的测量结果将_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
5.(2025·山东潍坊·一模)如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤:
(1)下列有关该实验的说法正确的是______。
A.实验步骤正确的操作顺序是丙→丁→乙→甲
B.图乙中撒痱子粉的目的是为了防止滴入溶液时液体飞溅出来
C.图丙配制溶液时浓度要大一些,1滴溶液才能在水面形成足够厚的油膜便于测量
D.油酸酒精溶液配制好后,不能搁置很久才做实验,以防酒精挥发影响溶液浓度
(2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%,用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1mL,取1滴这样的溶液滴入浅盘中,滴入浅盘中的纯油酸体积为______mL(结果保留两位有效数字)。
(3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到以下油膜形状,对油膜形状的分析正确的是______。
A.甲图油膜比较理想,油膜与痱子粉边界清晰,且边界线大致为直线,便于绘制边界
B.乙图油膜不理想,痱子粉撒的太少且不均匀,导致边界不清不便绘制边界
C.丙图油膜满足实验要求,油膜边界比较清晰,痱子粉撒的比较均匀
⏳题型02 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系
6.(2026·海南海口·一模)某同学做探究气体等温变化的规律实验的装置如图甲所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是__________。(填正确答案标号)
A.向下压或向上拉柱塞时,手要紧紧握住整个注射器,以免晃动
B.柱塞移至某位置时,应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的示数
C.为了避免漏气,柱塞应均匀涂上润滑油
D.根据测量数据,作图像比图像更能直观反映出与的关系
(2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他进行了两次实验,得到的图像如图丙所示,由图可知两次实验气体的温度大小关系为__________(选填“<”、“=”或“>”)。
7.(2026·云南·模拟预测)近一年黄金价格大幅上涨,市面上有不少假黄金,小明想通过实验测量一下金戒指的密度,先用电子秤测出金戒指的质量m,用排水法测量时发现由于体积过小,看不出体积示数变化。故设计如下实验,如图,主要实验步骤如下:
①将戒指放入注射器中,取下橡胶套,将压力表的指针校准到1.0的位置;
②在注射器的柱塞上均匀涂抹润滑油,然后将柱塞移至注射器适当刻度处;
③将橡胶套套在注射器下端的开口处(注射器前端细管内用黄油沾满),它和柱塞一起封闭一段空气柱;
④缓慢下压、上拉柱塞,记录多组注射器内气体的体积V(含戒指)及相应的压力表示数p。
(1)关于该实验的操作,下列叙述正确的是________。
A.实验过程可以用手握注射器
B.可以以较快的速度推拉活塞来改变气体体积
C.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好,以保证气体的质量一定
(2)实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p,为了在xOy坐标系中获得直线图像,应选择________。
A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
(3)选择合适的坐标后,小明通过描点作图,得到直线的函数图像如图所示,则戒指的体积为___________(用图中字母表示)。
8.(25-26高三下·陕西西安·模拟预测)某实验小组用如图甲所示的装置探究“气体等温情况下压强随体积变化的规律”。水平注射器内封闭了一定质量的气体,注射器导热性能良好。用细绳系住活塞,另一端跨过滑轮挂上钩码。调节滑轮的高度,使滑轮左侧的细绳拉直时能水平。实验时依次挂上质量相同的钩码,通过注射器的刻度读出对应空气柱的体积。已知注射器的最大刻度为,注射器有刻度部分的长度为,每个钩码的质量均为,重力加速度大小为,大气压强为。
(1)关于本实验的操作,下列说法正确的是_____。
A.为维持注射器水平,实验时要用手握着注射器
B.每次挂上钩码后,需等待活塞静止再读数
C.给活塞涂上润滑油只是为了减小摩擦
(2)该注射器的横截面积_____。当细绳上挂上个钩码后,活塞重新稳定时注射器内封闭气体的压强_____(用、、、、表示)。
(3)多次实验后得到多组数据,利用封闭气体体积的倒数和钩码个数绘制图像,若气体遵循玻意耳定律,则绘制出来的图像可能是下图中的_____。
A. B. C. D.
(4)某同学实验时绘制出封闭气体体积的倒数随气体压强变化的图像如图乙所示,造成该图像末端弯曲的原因可能是_____。
A.挂上钩码后注射器漏气
B.挂上钩码后封闭气体的温度升高
9.(2026·安徽合肥·模拟预测)某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。
(1)下列实验操作中正确的是____________。
A.密封气体前,在活塞上均匀涂抹润滑油
B.推拉活塞时,用手握住注射器气体部分
C.实验时缓慢移动活塞
D.实验中应快速推拉柱塞,以免气体进入或漏出注射器
(2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V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____________。
(3)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。在如图所示的四幅图中,可能正确反映相关物理量之间关系的是____________(选填选项前下的字母)。
A. B.
C. D.
10.(2026·四川宜宾·二模)某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律,注射器中密封了一定质量的理想气体,记录数据如下表格:
实验次数
1
2
3
4
5
体积V/
10.00
8.00
6.00
4.00
3.00
压强p/
0.60
0.75
1.00
1.50
2.00
体积倒数/
0.10
0.13
0.17
0.25
0.33
(1)实验过程中,下列说法正确的是________;
A.用手紧握注射器外壁,以保持其稳定
B.在柱塞上涂上润滑油,保持良好的封闭性
C.实验时应迅速地向上拉或向下压柱塞,是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦
D.实验过程中应保持环境温度不变
(2)根据表中数据在图乙的坐标系中作出图像;
(3)在某次实验中得到了如图丙的图像,出现图像部分弯曲的原因可能是________。
A.压缩柱塞后阶段温度升高
B.压缩柱塞后阶段温度降低
C.压缩柱塞后阶段出现漏气现象
11.(2026·福建福州·模拟预测)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)。
12.(2026·福建福州·一模)用如图所示装置进行“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验。
(1)本实验中,压强传感器( )
A.需要调零 B.不需要调零
(2)实验操作要求推动活塞过程中,不能用手握住注射器封闭气体部分,并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是______。
(3)下列图像中,最能直观反映缓慢压缩气体过程中压强随体积变化规律的图像是( )
A. B. C. D.
(4)甲乙两位同学用同一种气体完成该实验,并通过实验在p-V图像中分别得到两条双曲线,如图所示。两人实验均操作无误,产生该情况的原因可能是( )
A.甲同学实验环境温度比乙高
B.乙同学实验环境温度比甲高
C.甲同学注射器内的封闭气体质量比乙大
D.乙同学注射器内的封闭气体质量比甲大
13.(2026·福建厦门·模拟预测)小厦同学利用如图甲所示的数字化信息系统(DIS)探究温度不变时气体压强与体积的关系。将注射器、软管、压强传感器与数据采集器相连,注射器内封闭了一定质量的空气。
(1)关于该实验,下列说法正确的是______
A.推拉活塞时应该尽量迅速
B.实验过程中应避免用手握注射器筒壁
C.在活塞上均匀涂抹润滑油,主要目的是减小活塞与筒壁间的摩擦力
(2)在处理数据时,小厦同学以注射器刻度读数为纵坐标,以______(选填“”“”或“”)为横坐标,得到如图乙所示的一条直线,其纵轴截距为(b>0)。经分析,直线未经过坐标原点是由于软管和传感器接口处存在未计入的气体所造成的。据此推算,该部分未计入的气体体积______。
(3)最终得出探究结论:在误差允许的范围内,一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
14.(25-26高三下·河南·期中)如图所示,用气体压强传感器探究气体做等温变化的规律,操作步骤如下:
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移动活塞至某一位置,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的压强;
③重复上述步骤②,多次测量并记录压强和体积数据;
④根据记录的数据,作出相应图像,分析并得出结论。
(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__________(填字母)。
A.要尽可能保持环境温度不变
B.实验过程中应缓慢地推动活塞
C.实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞
D.实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油
(2)分别在环境温度为、()时完成上述探究活动。下列各图能正确地反映实验过程中,气体压强p随体积V变化规律的是__________(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)实验过程中因压缩气体过程中注射器漏气,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,则作出的图线应为图中__________(填“①”或“②”)。
(4)若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积不可忽略,从理论上讲图像可能接近下列哪个图__________(填字母)。
A. B.
C. D.
重难·创新演练
设题创新:结合注射器装置(T15);压敏电阻(T16)考查探究气体等温变化规律
15.(2025·广东广州·模拟预测)某实验小组使用如图所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体,柱塞下使用细绳悬挂一重物,整个装置置于控温箱内,控温箱内气体始终与外界相通,通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值,并作体积﹣热力学温度图像。
(1)实验过程中,下列说法正确的是 ___________ 。
A.改变控温箱温度后,应等待足够长时间,温度计示数稳定后再读取空气柱体积
B.柱塞处涂抹润滑油的最主要目的是为了减小摩擦
C.实验过程要保证空气柱密闭性良好
(2)若实验操作规范无错误,作出图像,如图乙所示,图像不过原点的原因是 ___________ 。
(3)某组员在消除系统误差后,测出几组体积V与对应温度T的值,作出图像如图丙所示。已知封闭气体压强,则由状态a到状态b的过程中,外界对气体做的功为___________ J。若此过程中气体吸收热量60J,则气体的内能增加了 ___________ J。
16.(2026·辽宁朝阳·二模)某实验小组利用压敏电阻设计可测量气体压强的实验电路,并验证等温条件下气体压强与体积的反比关系。该小组查阅资料得知,所用到的压敏电阻工作面受到的压力与阻值的关系如图甲所示,图中压力在到之间时,阻值与压力满足,该实验小组在此压力范围内进行实验。已知实验室大气压强为,压敏电阻工作面面积为。
该实验小组把压敏电阻(工作面向下)嵌入到活塞上,并设计了如图乙所示的电路图来进行实验,主要实验器材有:
微安表,内阻);
电阻箱;
电源E(电动势为,内阻不计);
开关K、导线若干。
(1)当工作面受到压力为,电流表示数为满偏,电阻箱接入阻值应为________,此时压敏电阻工作面所处的气体压强为________;
(2)打开针管的出气口,调节活塞位置至气体体积为,然后关闭出气口,缓慢推动针管活塞,记录多组针管内气体的体积以及与之对应的电流。实验过程中,推动过程一定要缓慢的原因是__________;
(3)如能验证一定质量的气体在等温条件下压强和体积满足反比关系,则在(2)过程中,当气体体积压缩为时,电流表示数应为________。
真题·实战演练
高频考点:探究气体等温变化规律
17.(2026·四川·高考真题)某兴趣小组用注射器、挂钩式电子秤、橡胶管塞、细线等探究气体等温变化的规律,实验过程如下:
(1)如图1所示、将细线系在活塞一端、水平固定针筒,用电子秤挂钩钩住细线、沿水平方向匀速拉动活塞。记录电子秤示数,计算出活塞与针筒内壁间摩擦力大小。
(2)用橡胶管塞塞满注射器末端小管,确认装置密封。
(3)用电子秤沿水平方向_______(选填“缓慢”或“快速”)拉动活塞,活塞位于刻度处时记录第一次电子秤示数,此后针筒内空气柱的体积每增加记录一次示数,得到多组数据。
(4)计算针筒内空气柱压强。已知大气压强为、活塞横截面积为、由电子秤示数计算出活塞所受拉力大小,则_____(用、、、表示)。
(5)绘制图像如图2所示。实验表明:质量一定的空气,在温度保持不变的情况下,压强与体积成_______(选填“正比”或“反比”)。
18.(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”)。
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实验19 油膜法测分子大小 实验20 探究气体等温变化规律
模拟·基础演练
1.【答案】(1) (2)A
2.【答案】(1)①,用注射器将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
(2) ////// (3)A
3.【答案】(1)C (2)BC
4.【答案】(1) (2)偏大
5.【答案】(1)D (2)1.0×10-5 (3)BC
6.【答案】(1)CD (2)>
7.【答案】(1)C (2)C (3)b
8.【答案】(1)B (2) 2.5 (3)C (4)A
9.【答案】(1)AC (2)a (3)BC
10.【答案】(1)BD (2) (3)A
11.【答案】(1)B (2)A (3)
12.【答案】(1)B (2)保持玻璃管内的空气温度不变 (3)C (4)BD
13.【答案】 B
14.【答案】(1)AB (2)BD (3)② (4)D
重难·创新演练
15.【答案】(1)AC (2)未考虑橡胶套内气体的体积 (3) -50.5 9.5
16.【答案】(1) 9000 (2)确保针管内气体温度不变 (3)75
真题·实战演练
17.【答案】 缓慢 反比
18.【答案】 B 增大
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