第56讲 热学实验(专项训练)(江苏专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-10-16
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第56讲 热学实验(专项训练)
目录
模拟·基础演练 1
01 用油膜法估测油酸分子的大小 1
02 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系 3
重难·创新演练 7
真题·实战演练 11
模拟·基础演练
考查重点:用油膜法估测油酸分子的大小的实验操作及实验误差分析;探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系实验误差……
01 用油膜法估测油酸分子的大小
1.(25-26高二下·江苏东台第一中学·阶段调研)某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,配制每103mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL的油酸酒精溶液做实验。
(1)配制油酸酒精溶液时正确的操作是:______。
A.将0.5mL的油酸加到酒精中 B.将酒精加到0.5mL的油酸中
C.向499.5mL的酒精中加0.5mL的油酸 D.向0.5mL的油酸中加酒精,直到总量达到
(2)用注射器测得58滴这样的溶液为1mL。1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是:______mL。(结果保留三位有效数字)
(3)把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,等油膜形状稳定后,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓,如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。按以上数据,估算油酸分子的大小。要求:简要写出计算过程,结果保留三位有效数字。
(4)该同学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。请分析:该同学的操作错误会导致实验测得的油酸分子直径偏大还是偏小?说明道理。
2.(25-26高二下·江苏连云港灌南·期中)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中。
(1)建立模型、进行合理估算在物理学的研究中很有用,关于本实验模型的建立正确的有( )
A.把油酸分子简化为球形
B.认为油酸分子是存在空隙的
C.认为单分子油膜的厚度相当于分子直径
D.油酸酒精溶液滴在水面上,将溶于水并很快挥发
(2)某实验小组的操作步骤如下:
A.配制每104mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL;
B.用注射器测得50滴油酸酒精溶液为1mL;
C.向浅盘中倒入约2cm深的水,将痱子粉均匀地撒在水面上;
D.取1滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里,等_______后,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓,如下图。
(3)已知坐标纸中每个正方形小方格的边长为1cm,油膜的面积约为________m2;(保留两位有效数字)
(4)根据上面数据,估算油酸分子的直径约为__________m;(保留两位有效数字)
(5)实验小组发现利用注射器测得1mL油酸酒精溶液的滴数有误,修正为48滴,则(4)问中油酸分子直径的计算结果_______(填偏大、偏小、不变)。
3.(25-26高二下·江苏徐州·学情调研)某同学用油膜法估测分子的直径。
(1)该实验中,使用的研究方法主要是 。
A.理想模型法 B.推理论证法 C.等效替代法 D.控制变量法
(2)下列器材中,本实验需要使用的是 。
A. B.
C. D.
(3)注射器中溶液如图所示,则溶液体积为________mL。
(4)已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为,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,测得油膜的面积,则油酸分子的直径是____________(用题中所给字母表示)。
(5)在做该实验时,某同学多次实验计算的结果都偏小,其原因可能是 。
A.配制好的油酸酒精溶液放置太久
B.计算油膜面积时所有不足一格的方格全部不计数
C.痱子粉太薄使油酸边界不清,导致油膜面积测量值偏大
D.在向量筒中滴入总体积为的滴油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴
02 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系
4.(25-26高二下·泰州民兴实验中学·期中)某实验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连,细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。从压力表中读取空气柱的压强,从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。
(1)在柱塞上涂上润滑油的主要目的是______。(单选)
A.保持气体的质量不变
B.减小摩擦
(2)实验过程中,下列说法正确的是______。(单选)
A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
B.推拉活塞时,手可以握住注射器
C.活塞移至某位置时,应等状态稳定后,记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值
(3)某小组通过压力连杆上拉或下压活塞得到了如下表四组实验数据。
次数
1
2
3
4
5
压强
0.8
1.0
1.2
1.6
1.9
体积
8
6.4
5.4
4.0
3.4
体积倒数
0.125
0.156
0.185
0.25
0.294
根据上表数据在图乙所示坐标系中作图像。
由图像可得实验结论:质量一定的某种气体,______。
(4)小明所在的小组不断压缩气体,由测得数据发现p与V的乘积值越来越小,则用上述方法作出的图线应为图乙中的______(选填“①”或“②”)。
5.(25-26高二下·江苏镇江·期中)实验小组为了验证玻意耳定律,准备了一个量程为的粗孔针筒、一个容积为的大号挤酱瓶、一个高精度气压测量仪,如图甲所示。将气压测量仪放在空的挤酱瓶中用来测量瓶内气体压强,再将针筒和挤酱瓶用软管密封连接,推动针筒活塞改变筒内气体体积,装置图如图乙所示。实验步骤如下:
①按图乙连接装置;
②缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的容积刻度,读出气压测量仪上压强的示数;
③重复步骤②多次,记录多组和。
(1)下列说法或操作正确的是___________。
A.实验过程中压缩气体需要缓慢进行
B.气体的压强和体积必须用国际单位
C.若实验过程中不慎将活塞拔出注射器,应重新开始做实验
D.在注射器活塞上涂抹润滑油是为了减小活塞与针筒壁之间的摩擦阻力
(2)甲和乙分别正确操作进行了实验,并由记录的数据在同一坐标系中作出了图像,如图丙所示。两人实验过程环境温度相同,则气体质量___________。(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)小王也进行了实验,并根据实验数据计算相应的与乘积,发现值逐渐增大,原因可能是___________;
(4)小明根据测得的数据作出图像,如图丁图线所示。发现图像不过坐标原点,则图中表示可能是(设软管内部体积为、气压测量仪的体积为,且)___________;
(5)
A. B. C. D.
(6)有同学认为,本实验若建立的图像,也能作出线性图像,验证玻意耳定律,你是否同意该同学的观点?(选填“同意”或“不同意”)___________,请简要写出理由:___________。
6.(25-26高二下·江阴某校·学情调研)某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究气体等温变化的规律”实验,主要实验步骤如下:
①将压力表的指针校准到;
②在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,它和柱塞一起把一段空气柱封闭;
④迅速推动柱塞,记录多组注射器内气体的体积及相应的压力表示数。
(1)请指出以上哪个步骤中存在不妥之处:______(填写对应的步骤序号);
(2)按正确步骤进行了实验,记录的部分实验数据如表所示,其中有一次记录的实验数据错误,错误的是______(填写对应的实验序号);
实验序号
1
2
3
4
封闭空气柱长度
3.50
2.50
2.80
3.00
封闭空气柱压强
1.01
1.70
1.26
1.17
(3)重新按正确步骤进行实验,根据实验所采集数据绘制了图像,如图乙所示,出现这种情况的可能原因是______。
A.注射器下端还有封闭气体 B.环境温度升高
C.实验过程中有漏气现象 D.迅速推动柱塞
7.(25-26高二下·无锡辅仁高级中学·期中)某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化的规律。
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验前应将注射器的空气完全排出
B.实验过程中若橡胶套脱落,不能装上后继续实验,应从头开始重新做
C.在注射器柱塞上涂抹润滑油的主要目的是减少摩擦力
D.实验过程中为了使空气柱体积变化尽可能慢一些,应用手紧握注射器缓慢操作
(2)某同学缓慢推动柱塞压缩空气,描绘图像为如图乙所示虚线,实线为一条双曲线,a为实线与虚线的交点,b为虚线上的一点。虚线与实线不吻合若是由温度改变引起的,则______(填“<”、“=”或“>”);
(3)如果密封性不好,操作时有气体泄漏,则的乘积______(填“增大”、“不变”或“减小”);
(4)作出的图像可以直观地反映出p与V的关系,在操作正常的情况下,由于天气的影响,使得环境的温度骤然下降,则下列图像正确的是 。
A. B.
C. D.
(5)另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示,若实验操作规范正确,则图线不过原点的原因可能是______ 。
重难·创新演练
设题创新:用油膜法估测油酸分子大小的新视角考法 (T1,T2) ;探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系(T3,T4)
1.(2026高三·全国·专题练习)油酸酒精溶液的浓度为每油酸酒精溶液中有油酸,用滴管向量筒内滴100滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(以下计算结果均保留2位有效数字)
(1)若每一小方格的边长为10 mm,则油酸薄膜的面积为____m2。
(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为_____m3。
(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径为___m。(保留1位有效数字)
(4)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小,下列哪些措施是可行的 。
A.油酸浓度适当大一些
B.油酸浓度适当小一些
C.油酸扩散后立即绘出轮廓图
D.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
2.(25-26高二下·子洲中学·期末)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中:
(1)做了三点理想化假设:①将油酸分子视为球形;②将油膜视为__________;③油酸分子是紧挨在一起的。
(2)配制油酸酒精溶液时,油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸,用注射器测得上述溶液有100滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,描得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为,正确数出油膜所占小方格数为62,则油膜的面积为__________,估测出油酸分子的直径为__________(保留2位有效数字)。
(3)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小,下列措施可行的是__________。(填正确答案前的标号)
A.油酸浓度大些
B.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
C.轮廓范围内的完整正方形个数即代表油膜铺开的面积
(4)用油膜法测出油酸分子直径后,已知油酸的摩尔体积为,则阿伏加德罗常数为__________。(用、和必要的常数表示)
3.(25-26高二下·江苏宜兴中学&泰州中学·期中)用如图甲所示的实验装置探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。在注射器活塞上涂润滑油,用细软管将注射器与压强传感器连接密封一定质量气体,移动活塞改变气体的体积和压强,气体体积由注射器刻度读取,气体压强由压强传感器读取。
(1)下列说法正确的是________。
A.气体的压强和体积必须用国际单位
B.移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器
C.若实验中连接传感器和注射器的软管脱落,可以立即接上继续实验
(2)某小组实验操作无误,但根据测得的数据作出图像不过坐标原点,如图乙所示,图中代表________。
(3)某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中,测得的实验数据在计算机屏幕上显示如表中所示,仔细观察“”一栏中的数值,发现越来越小,造成这一现象的可能原因是________。
序号
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B.实验时环境温度升高了
C.实验时外界大气压强发生了变化
D.实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
(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________?
A. B.
C. D.
(5)某同学实验时缓慢推动活塞,并记录下每次测量的压强与注射器刻度值。在实验中出现压强传感器软管脱落,他重新接上后继续实验,其余操作无误。若该同学用软管脱落前测得的实验数据在图中画出的图线如图所示,则软管脱落后测得的实验数据的那部分图线应该大致是____。
A. B.
C. D.
4.(25-26高二下·南京七校·期末)利用气体压强传感器探究“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,图乙为其原理示意图。某同学先后两次实验,获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值,并通过计算机拟合得到如图丙所示两组p-V图线。
(1)关于该实验下列说法正确的是________。
A.在柱塞上涂抹润滑油目的是为了减小摩擦,无其它作用
B.为方便推拉柱塞,应用手握住注射器筒体
C.实验时应快速推拉柱塞并迅速读数,以避免气体与外界发生热交换
D.实验不需要测量柱塞的横截面积
(2)为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系,可将图线转化为________图线。
(3)图丙中的①②两组图线,经检验均符合反比例关系,判断导致两组数据差异的原因可能是________(多选)。
A.某组器材的气密性不佳 B.某组实验中活塞移动太快
C.两组实验环境温度不同 D.两组封闭气体的质量不同
(4)如图丁所示,另一位同学从状态A缓慢压缩柱塞,使封闭气体到达状态B(体积为)。若此时突然快速推压柱塞,使封闭气体快速到达体积,则此时可能对应下图中的状态________(选填C、D或E),图中A、B、C为同一等温线上的点。
(5)在操作规范、不漏气的情况下,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,如图戊所示。则图中代表的物理含义是________________。
真题·实战演练
高频考点:用油膜法估测油酸分子的大小的实验操作及误差分析;探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系
1.(2026·海南·高考)某同学用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:油酸、酒精、注射器、烧杯、量筒、浅盘、痱子粉、带有坐标方格的玻璃板、记号笔等。实验步骤如下:
Ⅰ.配制油酸酒精溶液;
Ⅱ.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,测量油酸酒精溶液的总滴数;
Ⅲ.在浅盘里盛上水,将痱子粉均匀地撒在水面上;
Ⅳ.用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液,待油膜形状稳定后,将玻璃板盖在浅盘上,在玻璃板上描下油膜轮廓。
回答下列问题:
(1)本实验将油酸分子简化为球形,并认为形成油膜的油酸分子是_______(选填“单”或“多”)层紧密排布的。
(2)实验中痱子粉的作用是_______(单选,填正确选项的标号)
A.促进油酸溶解
B.使油膜轮廓清晰可见
C.增大油膜的面积
(3)实验中,每油酸酒精溶液中有纯油酸,每这样的溶液有200滴,把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,油膜形状稳定后轮廓如图所示,图中一个小方格的面积为。该同学数得图中轮廓内完整的小方格有106个,超过半格但不足整格的有24个,则该同学测得的油膜面积为_______。根据实验数据,该同学测得油酸分子的直径为_______(保留1位有效数字)。
(4)若油酸未完全散开就描绘油膜轮廓,导致测得的油膜面积比实际小,则测得的油酸分子直径_______(选填“偏大”或“偏小”)。
2.(2026·浙江·选考)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中
(1)以下说法正确的是________
A.图示油膜形状是由于撒粉太少引起的
B.按图示油膜面积进行计算,测得油酸分子直径偏大
C.油酸酒精溶液放置长时间后使用,测得油酸分子直径偏大
(2)测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V,根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,数出轮廓范围内正方形的个数,整格的为个,多于半格不足整格的数量为个,已知每格的面积为S,则油酸分子的直径为________。
3.(2026·广西·高考真题)某同学利用注射器、压强传感器、塑料管等器材,在的恒温环境下做“探究气体等温变化的规律”实验。
(1)实验过程中,缓慢推动注射器活塞改变体积是为了保证封闭气体的__________不变;
(2)由注射器壁上的刻度读出的是注射器内气体的__________,由压强传感器测得气体的压强;
(3)在测量某次数据时,该同学出现如图甲所示的误操作,若体积读数准确且传感器工作正常,此时记录的压强值与时同体积下压强的理论值相比,会 __________;
(4)完成实验后,根据实验数据作图像,如图乙,得到一条直线,但不经过原点。请分析图乙中直线不经过原点的原因并提出改进实验的措施(写出一种即可)。①原因:______________________________,②措施:____________________________。
4.(2026·四川·高考)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”)。
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第56讲 热学实验(专项训练)
目录
模拟·基础演练 1
01 用油膜法估测油酸分子的大小 1
02 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系 5
重难·创新演练 12
真题·实战演练 19
模拟·基础演练
考查重点:用油膜法估测油酸分子的大小的实验操作及实验误差分析;探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系实验误差……
01 用油膜法估测油酸分子的大小
1.(25-26高二下·江苏东台第一中学·阶段调研)某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,配制每103mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL的油酸酒精溶液做实验。
(1)配制油酸酒精溶液时正确的操作是:______。
A.将0.5mL的油酸加到酒精中 B.将酒精加到0.5mL的油酸中
C.向499.5mL的酒精中加0.5mL的油酸 D.向0.5mL的油酸中加酒精,直到总量达到
(2)用注射器测得58滴这样的溶液为1mL。1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是:______mL。(结果保留三位有效数字)
(3)把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,等油膜形状稳定后,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓,如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。按以上数据,估算油酸分子的大小。要求:简要写出计算过程,结果保留三位有效数字。
(4)该同学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。请分析:该同学的操作错误会导致实验测得的油酸分子直径偏大还是偏小?说明道理。
【答案】(1)D
(2)
(3)
(4)偏小
【详解】(1)根据题意,配制的溶液浓度为:每溶液中有纯油酸。若取的纯油酸,则溶液的总体积应为。配制时,正确的操作是将的油酸加入容器中,再加酒精直到总体积达到。
故选D。
(2)用注射器测得滴溶液为,则滴油酸酒精溶液的体积为
根据配制浓度,这一滴溶液中含有的纯油酸体积为
(3)数出图中油膜覆盖的方格数,采用“大于等于半格算一格,小于半格舍去”的原则。通过估算,方格数约为个(在范围内均属合理)。
正方形小方格的面积为
则油膜的面积为
油酸分子直径为(最终结果在范围内均可)
(4)偏小。该同学在计算时,代入公式中的一滴溶液纯油酸体积仍是用原细注射器数据算出的偏小值;而实际上使用的是粗注射器,单滴溶液真实体积变大,滴入水面后形成的实际油膜面积偏大。在计算式中,分子偏小、分母偏大,从而导致最终计算出的分子直径偏小。
2.(25-26高二下·江苏连云港灌南·期中)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中。
(1)建立模型、进行合理估算在物理学的研究中很有用,关于本实验模型的建立正确的有( )
A.把油酸分子简化为球形
B.认为油酸分子是存在空隙的
C.认为单分子油膜的厚度相当于分子直径
D.油酸酒精溶液滴在水面上,将溶于水并很快挥发
(2)某实验小组的操作步骤如下:
A.配制每104mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL;
B.用注射器测得50滴油酸酒精溶液为1mL;
C.向浅盘中倒入约2cm深的水,将痱子粉均匀地撒在水面上;
D.取1滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里,等_______后,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓,如下图。
(3)已知坐标纸中每个正方形小方格的边长为1cm,油膜的面积约为________m2;(保留两位有效数字)
(4)根据上面数据,估算油酸分子的直径约为__________m;(保留两位有效数字)
(5)实验小组发现利用注射器测得1mL油酸酒精溶液的滴数有误,修正为48滴,则(4)问中油酸分子直径的计算结果_______(填偏大、偏小、不变)。
【答案】(1)AC
(2)油膜形状稳定
(3)
(4)
(5)偏小
【详解】(1)该实验所建立的理想模型是:把油酸分子简化为球形,认为油酸分子是无空隙的单层排列,从而认为单分子油膜的厚度相当于分子直径;因为油酸不溶于水,是酒精溶于水并挥发,从而在水面形成单分子油膜。故选AC。
(2)取1滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里,等油膜形状稳定后,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓。
(3)将大于半格的看作一格,略掉小于半格的,则油膜的面积约为
(4)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
估算油酸分子的直径约为
(5)实验小组发现利用注射器测得1mL油酸酒精溶液的滴数有误,修正为48滴,则原来计算得到的一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V偏小,根据可知(4)问中油酸分子直径的计算结果偏小。
3.(25-26高二下·江苏徐州·学情调研)某同学用油膜法估测分子的直径。
(1)该实验中,使用的研究方法主要是 。
A.理想模型法 B.推理论证法 C.等效替代法 D.控制变量法
(2)下列器材中,本实验需要使用的是 。
A. B.
C. D.
(3)注射器中溶液如图所示,则溶液体积为________mL。
(4)已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为,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,测得油膜的面积,则油酸分子的直径是____________(用题中所给字母表示)。
(5)在做该实验时,某同学多次实验计算的结果都偏小,其原因可能是 。
A.配制好的油酸酒精溶液放置太久
B.计算油膜面积时所有不足一格的方格全部不计数
C.痱子粉太薄使油酸边界不清,导致油膜面积测量值偏大
D.在向量筒中滴入总体积为的滴油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴
【答案】(1)A
(2)A
(3)
(4)
(5)ACD
【详解】(1)在油膜法估测分子大小的实验中,让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜,将油酸分子看作球形,认为油酸分子是一个紧挨一个的,估算出油膜面积,从而求出分子直径,这里用到的方法是理想模型法。
故选A。
(2)A.图A是量筒,用于测量油酸酒精溶液的体积,是本实验需要使用的仪器,故A正确;
B.图B是探究气体压强与体积关系的实验装置,不是本实验需要使用的仪器,故B错误;
C.图C是台秤,用于测量质量,不是本实验需要使用的仪器,故C错误;
D.图D是显微镜,不是本实验需要使用的仪器,故D错误;
故选A。
(3)由注射器刻度可知,液面对准刻度线,注射器刻度线的分度值为,因此溶液体积为。
(4)由题意知,一滴油酸酒精溶液的体积为
其中纯油酸的体积
油膜面积为,则油酸分子的直径
(5)油酸分子的直径可由进行计算,偏小的原因是测量偏小或测量偏大。
A.配制好的油酸酒精溶液放置太久,酒精挥发会导致浓度偏大,实际滴入的纯油酸体积更多,计算时仍用原浓度,导致理论计算的偏小,偏小,故A正确;
B.计算油膜面积时所有不足一格的方格全部不计数,测得油膜面积偏小,偏大,故B错误;
C.痱子粉太薄使油酸边界不清,导致油膜面积测量值偏大,导致偏小,故C正确;
D.在向量筒中滴入总体积为的滴油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴,导致理论计算的偏小,偏小,故D正确。
故选ACD。
02 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系
4.(25-26高二下·泰州民兴实验中学·期中)某实验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连,细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。从压力表中读取空气柱的压强,从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。
(1)在柱塞上涂上润滑油的主要目的是______。(单选)
A.保持气体的质量不变
B.减小摩擦
(2)实验过程中,下列说法正确的是______。(单选)
A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
B.推拉活塞时,手可以握住注射器
C.活塞移至某位置时,应等状态稳定后,记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值
(3)某小组通过压力连杆上拉或下压活塞得到了如下表四组实验数据。
次数
1
2
3
4
5
压强
0.8
1.0
1.2
1.6
1.9
体积
8
6.4
5.4
4.0
3.4
体积倒数
0.125
0.156
0.185
0.25
0.294
根据上表数据在图乙所示坐标系中作图像。
由图像可得实验结论:质量一定的某种气体,______。
(4)小明所在的小组不断压缩气体,由测得数据发现p与V的乘积值越来越小,则用上述方法作出的图线应为图乙中的______(选填“①”或“②”)。
【答案】(1)A
(2)C
(3)图见详解;温度不变时,压强与体积成反比
(4)①
【详解】(1)本实验的前提是研究质量一定的气体,柱塞涂润滑油主要是为了密封,防止气体漏出,保持封闭气体的质量不变,减小摩擦是次要作用。
故选A。
(2)A.推拉活塞动作过快会使封闭气体温度变化,不满足等温的实验要求,故A错误;
B.手握注射器会使手的温度传递给气体,改变气体温度,不满足等温要求,故B错误;
C.活塞移动后需等待状态稳定,待气体温度回到室温、压强稳定后再读数,满足等温要求,故C正确。
故选C。
(3)根据表格数据描点,连接各点得到过原点的倾斜直线,如下图
由图可得温度不变时,一定质量气体的压强与体积成反比。
(4)图线的斜率为,由题意可知不断压缩气体后越来越小,说明斜率逐渐减小,图线向横轴弯曲,因此对应图线①。
5.(25-26高二下·江苏镇江·期中)实验小组为了验证玻意耳定律,准备了一个量程为的粗孔针筒、一个容积为的大号挤酱瓶、一个高精度气压测量仪,如图甲所示。将气压测量仪放在空的挤酱瓶中用来测量瓶内气体压强,再将针筒和挤酱瓶用软管密封连接,推动针筒活塞改变筒内气体体积,装置图如图乙所示。实验步骤如下:
①按图乙连接装置;
②缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的容积刻度,读出气压测量仪上压强的示数;
③重复步骤②多次,记录多组和。
(1)下列说法或操作正确的是___________。
A.实验过程中压缩气体需要缓慢进行
B.气体的压强和体积必须用国际单位
C.若实验过程中不慎将活塞拔出注射器,应重新开始做实验
D.在注射器活塞上涂抹润滑油是为了减小活塞与针筒壁之间的摩擦阻力
(2)甲和乙分别正确操作进行了实验,并由记录的数据在同一坐标系中作出了图像,如图丙所示。两人实验过程环境温度相同,则气体质量___________。(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)小王也进行了实验,并根据实验数据计算相应的与乘积,发现值逐渐增大,原因可能是___________;
(4)小明根据测得的数据作出图像,如图丁图线所示。发现图像不过坐标原点,则图中表示可能是(设软管内部体积为、气压测量仪的体积为,且)___________;
(5)
A. B. C. D.
(6)有同学认为,本实验若建立的图像,也能作出线性图像,验证玻意耳定律,你是否同意该同学的观点?(选填“同意”或“不同意”)___________,请简要写出理由:___________。
【答案】(1)AC
(2)大于
(3)未考虑气压测量仪和软管的内部体积,且气压测量仪的体积大于软管内部体积
(4)D
(5) 不同意 封闭气体的实际体积不等于,推导可知压强与不满足一次函数关系,故图像不是线性图像
【详解】(1)A.为了验证等温过程,实验过程中压缩气体需要缓慢进行,以保持封闭气体的温度与外界环境温度相同,故A正确;
B.气体的压强和体积只要使用统一的单位即可,不必须使用国际单位,故B错误;
C.若实验过程中不慎将活塞拔出注射器,会导致漏气,封闭气体的质量发生变化,应重新开始做实验,故C正确;
D.在注射器活塞上涂抹润滑油主要是为了增加气密性,防止漏气,而不是单纯为了减小摩擦阻力,故D错误。
故选AC。
(2)根据理想气体状态方程有
根据题意可知,温度相同,横纵坐标乘积越大,物质的量越大,说明质量越大,即图像越靠右上方质量越大,则甲对应的气体质量大于乙对应的气体质量。
(3)封闭气体的实际总体积为注射器体积、软管体积、挤酱瓶净容积三者之和,即
根据玻意耳定律有
整理推导可得
由于气压测量仪的体积大于软管的体积,即,当推动活塞导致气体压强逐渐增大时,上述等式右侧的项会随之增大,因此小王计算得到的乘积值会逐渐增大。
(4)根据小问3的分析,封闭气体的实际总体积为
根据玻意耳定律有
整理推导可得
结合图丁的坐标轴物理量可知,该图像在纵轴上的截距对应于表达式中的常数项,故D正确。
故选D。
(5)[1]不同意
[2]根据前面的分析可知,系统满足方程
推导可得
令,代入可得
由该表达式可知,与不成正比,也不满足一次函数关系的形式,因此作出的图像应是一条曲线,不能作出线性图像。
6.(25-26高二下·江阴某校·学情调研)某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究气体等温变化的规律”实验,主要实验步骤如下:
①将压力表的指针校准到;
②在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,它和柱塞一起把一段空气柱封闭;
④迅速推动柱塞,记录多组注射器内气体的体积及相应的压力表示数。
(1)请指出以上哪个步骤中存在不妥之处:______(填写对应的步骤序号);
(2)按正确步骤进行了实验,记录的部分实验数据如表所示,其中有一次记录的实验数据错误,错误的是______(填写对应的实验序号);
实验序号
1
2
3
4
封闭空气柱长度
3.50
2.50
2.80
3.00
封闭空气柱压强
1.01
1.70
1.26
1.17
(3)重新按正确步骤进行实验,根据实验所采集数据绘制了图像,如图乙所示,出现这种情况的可能原因是______。
A.注射器下端还有封闭气体 B.环境温度升高
C.实验过程中有漏气现象 D.迅速推动柱塞
【答案】(1)④
(2)2
(3)C
【详解】(1)实验目的是探究气体等温变化的规律,为了确保温度一定,实验中应缓慢推动柱塞,记录多组注射器内气体的体积及相应的压力表示数。步骤④中“迅速推动柱塞”会导致气体被快速压缩,外界对气体做功,气体内能增大、温度升高,气体来不及与外界进行充分热交换,破坏了等温条件。
故不妥的是④。
(2)等温变化满足,因横截面积不变,可用空气柱长度代替体积,即实验中值应恒定,依次计算各组数据:
实验序号1:
实验序号2:
实验序号3:
实验序号4:
第2次数据明显偏离其他三次,故错误的是第2次。
(3)图乙中,图线末端图线向下弯曲,图线斜率变小,由可知,
若图线斜率变小,则可能为气体温度降低,或气体的物质的量减少,即气体质量减小。对应为实验中温度降低或实验中漏气。
故选C。
7.(25-26高二下·无锡辅仁高级中学·期中)某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化的规律。
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )
A.实验前应将注射器的空气完全排出
B.实验过程中若橡胶套脱落,不能装上后继续实验,应从头开始重新做
C.在注射器柱塞上涂抹润滑油的主要目的是减少摩擦力
D.实验过程中为了使空气柱体积变化尽可能慢一些,应用手紧握注射器缓慢操作
(2)某同学缓慢推动柱塞压缩空气,描绘图像为如图乙所示虚线,实线为一条双曲线,a为实线与虚线的交点,b为虚线上的一点。虚线与实线不吻合若是由温度改变引起的,则______(填“<”、“=”或“>”);
(3)如果密封性不好,操作时有气体泄漏,则的乘积______(填“增大”、“不变”或“减小”);
(4)作出的图像可以直观地反映出p与V的关系,在操作正常的情况下,由于天气的影响,使得环境的温度骤然下降,则下列图像正确的是 。
A. B.
C. D.
(5)另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示,若实验操作规范正确,则图线不过原点的原因可能是______ 。
【答案】(1)B
(2)<
(3)减小
(4)D
(5)注射器前端与橡胶塞连接处存在未计入的固有体积
【详解】(1)A.实验需要探究一定质量气体的等温变化,必须保证气体质量不变,因此注射器内应封闭一定质量的空气,而非完全排出,故A错误;
B.橡胶套脱落会导致气体泄漏,质量发生变化,后续数据无效,必须重新开始实验,故B正确;
C.涂抹润滑油的主要目的是增强密封性,防止气体泄漏,减少摩擦是次要作用,故C错误;
D.手紧握注射器会使气体温度升高,破坏等温条件。应缓慢推动柱塞,但不能用手握,故D错误。
故选B。
(2)图乙中实线为等温双曲线,虚线为实际实验图线。由理想气体状态方程,在相同压强下,体积越大温度越高,因此时,虚线点的温度高于实线对应点的温度;时,点与等温线重合,温度相同,故
(3)密封不好导致气体泄漏,气体物质的量减小。由理想气体状态方程,温度不变时乘积减小。
(4)正常情况下,等温变化,由可得,即,图像为过原点的直线。若环境温度骤然下降,实验过程中气体温度逐渐降低,值变小。随着体积减小,增大,的增加变缓,斜率变小,图像将偏离原直线向右下方弯曲。
故选D。
(5)由可得,图像应为过原点的直线。但实际测量时,注射器前端(压力传感器接口、橡胶塞处)存在少量固有体积(死体积),即这部分气体体积未被计入测量值。真实体积
代入得,因此图像在纵轴上的截距为,不过原点。
重难·创新演练
设题创新:用油膜法估测油酸分子大小的新视角考法 (T1,T2) ;探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系(T3,T4)
1.(2026高三·全国·专题练习)油酸酒精溶液的浓度为每油酸酒精溶液中有油酸,用滴管向量筒内滴100滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(以下计算结果均保留2位有效数字)
(1)若每一小方格的边长为10 mm,则油酸薄膜的面积为____m2。
(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为_____m3。
(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径为___m。(保留1位有效数字)
(4)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小,下列哪些措施是可行的 。
A.油酸浓度适当大一些
B.油酸浓度适当小一些
C.油酸扩散后立即绘出轮廓图
D.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
【答案】(1)(到)
(2)
(3)
(4)BD
【详解】(1)按超过半格计一格、不足半格舍去的方法,估得油膜占据约80个小方格。
每个小方格的面积为
油酸薄膜的面积约为
考虑数格误差,面积在到范围内均可。
(2)每滴油酸酒精溶液的体积为
每滴溶液中纯油酸的体积为
(3)将油酸分子视为球形,认为分子在水面上紧密排列成单分子层,忽略分子间的空隙,则油膜厚度等于油酸分子的直径。
由,得
代入数据得
保留1位有效数字,得
(4)AB.油酸浓度适当小一些,可减少每滴溶液中纯油酸的体积,有利于油酸充分展开形成单分子油膜,A错误、B正确;
CD.油酸扩散后,油膜的形状和面积还可能变化,应待其收缩稳定后再描绘轮廓,C错误、D正确。
故选BD。
2.(25-26高二下·子洲中学·期末)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中:
(1)做了三点理想化假设:①将油酸分子视为球形;②将油膜视为__________;③油酸分子是紧挨在一起的。
(2)配制油酸酒精溶液时,油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸,用注射器测得上述溶液有100滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,描得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为,正确数出油膜所占小方格数为62,则油膜的面积为__________,估测出油酸分子的直径为__________(保留2位有效数字)。
(3)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小,下列措施可行的是__________。(填正确答案前的标号)
A.油酸浓度大些
B.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
C.轮廓范围内的完整正方形个数即代表油膜铺开的面积
(4)用油膜法测出油酸分子直径后,已知油酸的摩尔体积为,则阿伏加德罗常数为__________。(用、和必要的常数表示)
【答案】(1)单分子层
(2) 248
(3)B
(4)
【详解】(1)油膜法的三个核心理想化假设为:油酸分子视为球形、油膜是单分子层、分子紧密排布,这样油膜的厚度就等于油酸分子的直径。
(2)[1]单个小方格面积为
共62个方格,因此油膜总面积
[2]一滴溶液中油酸的体积
分子直径
(3)A.油酸浓度过大,油膜无法在水面充分展开为单分子层,会导致测量结果误差很大,故A错误;
B.待油酸扩散稳定、酒精充分挥发后再绘制轮廓,能更准确得到油膜的实际面积,从而减小误差,故B正确;
C.数方格的规则是“超过半格算1格,不足半格舍去”,并非只统计完整正方形,否则会使油膜面积偏小,误差过大,故C错误。
故选B。
(4)单个油酸分子视为球体,体积为
阿伏加德罗常数是1摩尔油酸包含的分子数,等于摩尔体积除以单个分子体积,即
3.(25-26高二下·江苏宜兴中学&泰州中学·期中)用如图甲所示的实验装置探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。在注射器活塞上涂润滑油,用细软管将注射器与压强传感器连接密封一定质量气体,移动活塞改变气体的体积和压强,气体体积由注射器刻度读取,气体压强由压强传感器读取。
(1)下列说法正确的是________。
A.气体的压强和体积必须用国际单位
B.移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器
C.若实验中连接传感器和注射器的软管脱落,可以立即接上继续实验
(2)某小组实验操作无误,但根据测得的数据作出图像不过坐标原点,如图乙所示,图中代表________。
(3)某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中,测得的实验数据在计算机屏幕上显示如表中所示,仔细观察“”一栏中的数值,发现越来越小,造成这一现象的可能原因是________。
序号
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B.实验时环境温度升高了
C.实验时外界大气压强发生了变化
D.实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
(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________?
A. B.
C. D.
(5)某同学实验时缓慢推动活塞,并记录下每次测量的压强与注射器刻度值。在实验中出现压强传感器软管脱落,他重新接上后继续实验,其余操作无误。若该同学用软管脱落前测得的实验数据在图中画出的图线如图所示,则软管脱落后测得的实验数据的那部分图线应该大致是____。
A. B.
C. D.
【答案】(1)B
(2)连接软管中气体体积
(3)D
(4)D
(5)B
【详解】(1)A.玻意耳定律计算只需单位统一,不必全部用国际单位,A错误;
B.缓慢移动活塞保证等温,手不握注射器避免手温改变气体温度,B正确;
C.软管脱落会漏气,封闭气体质量变化,不能直接接续实验,C错误。
故选B。
(2)设注射器刻度体积,软管内气体体积,总气体体积
等温
整理得
图像截距为,因此是连接软管内气体的体积。
(3)由理想气体状态方程可知
A.摩擦力不影响乘积,A错;
B.温度升高则变大,与题意相反,B错;
C.大气压变化不改变封闭气体,C错;
D.气体泄漏减小,随之减小,D正确。
故选D。
(4)设软管体积不变,总容积,
整理得
较小时,很大、可忽略,与近似线性;增大(变小),不可忽略,增长变慢、图像向下弯曲,对应。
故选D。
(5)软管脱落漏气,气体质量变小;由
整理得
减小后,同等下更小,新图线斜率变小、平行线左移,对应。
故选B。
4.(25-26高二下·南京七校·期末)利用气体压强传感器探究“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,图乙为其原理示意图。某同学先后两次实验,获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值,并通过计算机拟合得到如图丙所示两组p-V图线。
(1)关于该实验下列说法正确的是________。
A.在柱塞上涂抹润滑油目的是为了减小摩擦,无其它作用
B.为方便推拉柱塞,应用手握住注射器筒体
C.实验时应快速推拉柱塞并迅速读数,以避免气体与外界发生热交换
D.实验不需要测量柱塞的横截面积
(2)为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系,可将图线转化为________图线。
(3)图丙中的①②两组图线,经检验均符合反比例关系,判断导致两组数据差异的原因可能是________(多选)。
A.某组器材的气密性不佳 B.某组实验中活塞移动太快
C.两组实验环境温度不同 D.两组封闭气体的质量不同
(4)如图丁所示,另一位同学从状态A缓慢压缩柱塞,使封闭气体到达状态B(体积为)。若此时突然快速推压柱塞,使封闭气体快速到达体积,则此时可能对应下图中的状态________(选填C、D或E),图中A、B、C为同一等温线上的点。
(5)在操作规范、不漏气的情况下,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,如图戊所示。则图中代表的物理含义是________________。
【答案】(1)D
(2)/
(3)CD
(4)D
(5)注射器与压强传感器连接部位的气体体积
【详解】(1)A.涂抹润滑油除了减小摩擦,还可以防止漏气,故A错误;
B.手握住注射器会改变封闭气体温度,违反温度不变的实验条件,故B错误;
C.快速推拉柱塞会使气体温度变化,应等待温度恢复室温后再读数,故C错误;
D.注射器体积可直接从刻度读出,不需要测量柱塞横截面积,故D正确。
故选D。
(2)若p与V成反比,则p与成正比,与成正比,作或图线,若为过原点的直线即可验证反比例关系。
(3)对一定质量温度不变的气体,由理想气体状态方程得,为定值时对应图线为双曲线,的大小与气体质量n、温度T都有关。两次实验图线都符合反比例关系,说明每次实验过程中气体质量、温度都稳定,差异是两次实验之间的n或T不同
A.若气密性不佳,实验过程中气体质量会持续变化,无法得到符合反比例关系的图线,故A错误;
B.活塞移动太快会使过程中温度不断变化,此时图线不可能符合反比例关系,故B错误;
C.两组环境温度不同,T不同,会产生图线差异,故C正确;
D.两组封闭气体质量不同,n不同,会产生图线差异,故D正确。
故选CD。
(4)快速推压柱塞时,压缩过程近似绝热,外界对气体做功,气体内能增加,温度升高。相同体积下,温度越高压强越大,原等温线对应点为C,因此压缩后压强更大,对应D点。
(5)实验中我们只读取注射器内的体积V,封闭气体实际总体积为,是连接部位额外的气体体积。由玻意耳定律得
整理得
因此图线截距中的就是注射器与压强传感器连接部位的气体体积。
真题·实战演练
高频考点:用油膜法估测油酸分子的大小的实验操作及误差分析;探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系
1.(2026·海南·高考)某同学用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:油酸、酒精、注射器、烧杯、量筒、浅盘、痱子粉、带有坐标方格的玻璃板、记号笔等。实验步骤如下:
Ⅰ.配制油酸酒精溶液;
Ⅱ.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,测量油酸酒精溶液的总滴数;
Ⅲ.在浅盘里盛上水,将痱子粉均匀地撒在水面上;
Ⅳ.用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液,待油膜形状稳定后,将玻璃板盖在浅盘上,在玻璃板上描下油膜轮廓。
回答下列问题:
(1)本实验将油酸分子简化为球形,并认为形成油膜的油酸分子是_______(选填“单”或“多”)层紧密排布的。
(2)实验中痱子粉的作用是_______(单选,填正确选项的标号)
A.促进油酸溶解
B.使油膜轮廓清晰可见
C.增大油膜的面积
(3)实验中,每油酸酒精溶液中有纯油酸,每这样的溶液有200滴,把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,油膜形状稳定后轮廓如图所示,图中一个小方格的面积为。该同学数得图中轮廓内完整的小方格有106个,超过半格但不足整格的有24个,则该同学测得的油膜面积为_______。根据实验数据,该同学测得油酸分子的直径为_______(保留1位有效数字)。
(4)若油酸未完全散开就描绘油膜轮廓,导致测得的油膜面积比实际小,则测得的油酸分子直径_______(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)单
(2)B
(3) 130
(4)偏大
【详解】(1)油膜法估测分子大小的核心模型是假设油酸在水面上充分展开后,形成单层的油酸分子油膜,通过油膜厚度等效为油酸分子的直径。
(2)痱子粉本身不与油酸反应,会漂浮在水面上,油酸扩散时会将痱子粉向四周推开,从而清晰显现出油膜的边界轮廓。油酸本身不溶于水,痱子粉无法促进溶解、也不能改变油膜的实际面积。
故选B。
(3)油膜面积的计数规则是:完整方格全算,超过半格的按1格计、不足半格的舍去,因此总方格数为
对应面积
1滴溶液中纯油酸的体积:
分子直径
(4)分子直径计算公式为,若油膜未完全散开,测得的面积偏小,计算得到的直径会偏大。
2.(2026·浙江·选考)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中
(1)以下说法正确的是________
A.图示油膜形状是由于撒粉太少引起的
B.按图示油膜面积进行计算,测得油酸分子直径偏大
C.油酸酒精溶液放置长时间后使用,测得油酸分子直径偏大
(2)测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V,根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,数出轮廓范围内正方形的个数,整格的为个,多于半格不足整格的数量为个,已知每格的面积为S,则油酸分子的直径为________。
【答案】(1)B
(2)
【详解】(1)A.撒粉太少会导致油膜扩散时没有足够阻力,可能扩散得过大甚至溢出,或者边界模糊不清;而图中油膜呈现“尖刺”、“星芒”状,通常是撒粉太多或不均匀,导致油膜在局部被阻挡,无法均匀铺展,从而形成这种不规则形状,故A错误;
B.按图示油膜面积计算时,测量的面积比实际油膜的面积会更小,根据
可知测得油酸分子直径偏大,故B正确;
C.油酸酒精溶液放置长时间后使用,因为酒精的挥发,在溶液中的油酸浓度会偏大,油酸的体积会偏大,但实际计算时仍按原来的浓度计算,则计算所用的油酸体积偏小,根据
可知测得油酸分子直径偏小,故C错误。
故选B。
(2)多于半格不足整格的按整格计算,故总的格子数为,则总面积为
则油酸分子直径为
3.(2026·广西·高考真题)某同学利用注射器、压强传感器、塑料管等器材,在的恒温环境下做“探究气体等温变化的规律”实验。
(1)实验过程中,缓慢推动注射器活塞改变体积是为了保证封闭气体的__________不变;
(2)由注射器壁上的刻度读出的是注射器内气体的__________,由压强传感器测得气体的压强;
(3)在测量某次数据时,该同学出现如图甲所示的误操作,若体积读数准确且传感器工作正常,此时记录的压强值与时同体积下压强的理论值相比,会 __________;
(4)完成实验后,根据实验数据作图像,如图乙,得到一条直线,但不经过原点。请分析图乙中直线不经过原点的原因并提出改进实验的措施(写出一种即可)。①原因:______________________________,②措施:____________________________。
【答案】(1)温度
(2)体积
(3)偏大
(4) 忽略了注射器与传感器连接的塑料管中残留气体的体积 减小塑料管的长度、提前测定残留体积并修正测量数据、改用内径更小的塑料管等
【详解】(1)缓慢推动活塞,注射器内的气体有充足时间和外界发生热交换,保持温度不变。
(2)注射器上的刻度标注的是内部空腔的容积,当封闭一定量气体在注射器内时,注射器对应的刻度就是封闭气体的体积。
(3)某同学手握注射器时,人体温度高于环境温度,热量传递给封闭气体,气体温度升高,由理想气体状态方程可知,封闭气体的体积V不变、热力学温度T升高,则测量的气体压强p大于理论压强。
(4)[1][2] 由图像可知,气体体积为0时,压强不为无穷大,说明注射器和传感器间有部分气体体积未被测量,即忽略了注射器与传感器连接的塑料管中残留气体的体积;改进措施是减小塑料管的长度、提前测定残留体积并修正测量数据、改用内径更小的塑料管等。
4.(2026·四川·高考)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。
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第56讲 热学实验(专项训练)
模拟·基础演练
01 用油膜法估测油酸分子的大小
1.
【答案】(1)D
(2)
(3)
(4)偏小
2.
【答案】(1)AC
(2)油膜形状稳定
(3)
(4)
(5)偏小
3.
【答案】(1)A
(2)A
(3)
(4)
(5)ACD
02 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系
4.
【答案】(1)A
(2)C
(3)图见详解;温度不变时,压强与体积成反比
(4)①
5.
【答案】(1)AC
(2)大于
(3)未考虑气压测量仪和软管的内部体积,且气压测量仪的体积大于软管内部体积
(4)D
(5) 不同意 封闭气体的实际体积不等于,推导可知压强与不满足一次函数关系,故图像不是线性图像
6.
【答案】(1)④
(2)2
(3)C
7.
【答案】(1)B
(2)<
(3)减小
(4)D
(5)注射器前端与橡胶塞连接处存在未计入的固有体积
重难·创新演练
1.
【答案】(1)(到)
(2)
(3)
(4)BD
2.
【答案】(1)单分子层
(2) 248
(3)B
(4)
3.
【答案】(1)B
(2)连接软管中气体体积
(3)D
(4)D
(5)B
4.
【答案】(1)D
(2)/
(3)CD
(4)D
(5)注射器与压强传感器连接部位的气体体积
真题·实战演练
1.
【答案】(1)单
(2)B
(3) 130
(4)偏大
2.
【答案】(1)B
(2)
3.
【答案】(1)温度
(2)体积
(3)偏大
(4) 忽略了注射器与传感器连接的塑料管中残留气体的体积 减小塑料管的长度、提前测定残留体积并修正测量数据、改用内径更小的塑料管等
4.
【答案】 缓慢 反比
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