新高考物理一輪復(fù)習(xí)跟蹤練習(xí)專題15.4 本專題實(shí)驗(yàn)（解析版）

專題15.4本專題實(shí)驗(yàn)【練】1．（2022·福建省龍巖第一中學(xué)一模）在“用油膜法估測分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，將1mL的油酸加入酒精中配制成1000mL的油酸酒精溶液，通過注射器測得80滴這樣的溶液為1mL，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的淺水槽中，待油膜界面穩(wěn)定后，測得油膜面積為253cm2．①估算油酸分子的直徑d=______m（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．②將上述油酸酒精溶液置于一個(gè)敞口容器中放置一段時(shí)間，再使用該溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致分子直徑的測量結(jié)果______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．【答案】

5×10-10

偏大【解析】①測得油膜面積為：S=253cm2=2.53×10-2m2，每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為：V=SKIPIF1<0×SKIPIF1<0ml=1.25×10-11m3油酸分子的直徑為：d=SKIPIF1<0=4.9×10-10m≈5×10-10m．②置于一個(gè)敞口容器中，如果時(shí)間偏長，酒精揮發(fā)，導(dǎo)致油酸濃度增大，因此出現(xiàn)分子直徑大小偏大；2．（2022·吉林吉林·模擬預(yù)測）在“用油膜法估測分子大小”實(shí)驗(yàn)中所用的油酸酒精溶液的濃度為1000mL溶液中有純油酸0.6mL，用注射器測得1mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形方格的邊長為1cm，試求：（1）油酸膜的面積是________cm2；（2）實(shí)驗(yàn)測出油酸分子的直徑是_________m；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）實(shí)驗(yàn)中為什么要讓油膜盡可能散開？_______________．【答案】

114

6.6×10-10

這樣做的目的是為了讓油膜在水面上形成單分子薄膜【解析】（1）求油膜面積時(shí)，先數(shù)出“整”方格的個(gè)數(shù)，對(duì)剩余小方格的處理方法是：不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的等于一個(gè)，數(shù)一下共有113-115個(gè)；一個(gè)小方格的面積S0=L2=1cm2所以面積S=(113-115)×1cm2=（113-115）cm2（2）一滴純油酸的體積SKIPIF1<0×SKIPIF1<0mL=7.5×10-11m3油酸分子直徑SKIPIF1<0=6.5×10-10m（3）當(dāng)油酸溶液滴在水面后，盡可能散開，形成單分子膜，這樣才能得出油酸分子直徑由體積除面積。3．（2022·浙江·高三開學(xué)考試）在“油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，（1）本實(shí)驗(yàn)中做了三點(diǎn)理想化假設(shè)：將油酸分子視為球形；______________；油酸分子是緊挨在一起的；（2）配置油酸酒精溶液時(shí)，油酸酒精溶液的濃度為每SKIPIF1<0溶液中有純油酸SKIPIF1<0，用注射器測得SKIPIF1<0上述溶液有100滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，測得油酸膜的近似輪廓如圖所示，圖中正方形小方格的邊長為SKIPIF1<0，則估測出油酸分子的直徑是_____m；（此結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（3）在一次實(shí)驗(yàn)中得到了如圖所示的油膜，如果按此油膜來計(jì)算分子直徑，你認(rèn)為測量結(jié)果相對(duì)真實(shí)值會(huì)__________。（填“偏大”、“偏小”或“無系統(tǒng)誤差”）【答案】

油酸分子形成單層分子膜

SKIPIF1<0##SKIPIF1<0

偏大【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)中做了三點(diǎn)理想化假設(shè)：將油酸分子視為球形；油酸分子形成單層分子膜；油酸分子是緊挨在一起的。（2）每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為SKIPIF1<0按照超過半格的算一個(gè)，不足半格的舍去原則，可得油酸膜的面積為SKIPIF1<0估測出油酸分子的直徑為SKIPIF1<0（3）由圖可知該次實(shí)驗(yàn)中痱子粉撒太多，油膜未能充分展開，此時(shí)所測油膜面積偏小，所以油酸分子的直徑測量結(jié)果相對(duì)真實(shí)值偏大。4．（2022·北京海淀·二模）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實(shí)驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測某容器的深度SKIPIF1<0，示數(shù)如圖1所示，則該容器的深度SKIPIF1<0__________SKIPIF1<0。（2）實(shí)驗(yàn)操作。在“用油膜法估測油酸分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，以下操作會(huì)使測量結(jié)果偏大的是__________。A．在配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，但未發(fā)現(xiàn)B．在計(jì)算油膜面積時(shí)，把凡是半格左右的油膜都算成了一格C．爽身粉撒得較厚，使得油酸未能充分展開（3）實(shí)驗(yàn)原理。圖2為“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。實(shí)驗(yàn)時(shí)，測量空氣柱的體積SKIPIF1<0以及所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)SKIPIF1<0。①實(shí)驗(yàn)裝置需用鐵架臺(tái)固定，而不能用手握住注射器，并且在實(shí)驗(yàn)中要緩慢地向下壓或向上拉柱塞的原因是__________。②用采集的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，繪制出如圖3的曲線后猜想“一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，其壓強(qiáng)SKIPIF1<0與體積SKIPIF1<0成反比”。請(qǐng)進(jìn)一步利用獲取的信息分析說明如何檢驗(yàn)這個(gè)猜想_______。【答案】

50.70

AC##CA

保證溫度不發(fā)生明顯變化

根據(jù)各組數(shù)據(jù)再做SKIPIF1<0圖，如果SKIPIF1<0圖像中的各點(diǎn)位于過原點(diǎn)的同一條直線上，就可以驗(yàn)證猜想?！窘馕觥浚?）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)即容器深度為SKIPIF1<0（2）根據(jù)SKIPIF1<0分析A．在配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)，但未發(fā)現(xiàn)，則算出油酸的體積比實(shí)際值偏大，可知測量結(jié)果偏大，故A正確；B．在計(jì)算油膜面積時(shí)，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，導(dǎo)致油酸的面積偏大，則結(jié)果偏小，故B錯(cuò)誤；C．爽身粉撒得較厚，使得油酸未能充分展開，導(dǎo)致油酸的面積偏小，結(jié)果偏大，故C正確；（3）①“探究氣體等溫變化的規(guī)律”不能用手握住注射器，并且在實(shí)驗(yàn)中要緩慢地向下壓或向上拉柱塞的原因是保證溫度不發(fā)生明顯變化；②根據(jù)SKIPIF1<0整理得SKIPIF1<0為了更直觀的得出結(jié)論，根據(jù)各組數(shù)據(jù)再做SKIPIF1<0圖，如果SKIPIF1<0圖像中的各點(diǎn)位于過原點(diǎn)的同一條直線上，就可以驗(yàn)證猜想。5．（2022·北京海淀·二模）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實(shí)驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測某個(gè)杯子的深度h，示數(shù)如圖所示，則該杯子的深度為h=______cm。（2）用“油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，配制的油酸酒精溶液的濃度為每500mL溶液中有純油酸2mL，用注射器取1mL該油酸酒精溶液，滴入燒杯中，記錄液滴共60滴。取1滴該溶液滴入盛水的淺水盤里，待水面穩(wěn)定后，在帶有坐標(biāo)方格的玻璃板上描下油膜邊界的輪廓線，如圖所示。坐標(biāo)中一個(gè)小正方格的邊長是1cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)和測量結(jié)果，估測出的分子直徑約為___________。（3）實(shí)驗(yàn)原理。如圖為“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。實(shí)驗(yàn)時(shí)，讀取空氣柱的長度L以及此時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)p。①對(duì)于一定質(zhì)量的封閉氣體，在溫度不變的情況下，若p與L的___________保持不變，即得到氣體做等溫變化的規(guī)律。②某同學(xué)發(fā)現(xiàn)，壓力表上的數(shù)值是有單位的，但是針筒旁代表空氣柱長度的數(shù)值是沒有單位的，他查了一下該實(shí)驗(yàn)裝置的說明書，發(fā)現(xiàn)也沒有對(duì)這個(gè)數(shù)值單位情況的具體說明。請(qǐng)分析說明這種情況的理由。()【答案】

10.070

SKIPIF1<0

乘積

因?yàn)獒樛采舷碌臋M截面積都相同，所以空氣柱的長度就代表了空氣柱的體積的情況；因?yàn)樽罱K的結(jié)果是p與V的乘積是否不變（或者p與1/V的圖像是否為一條直線，即斜率不變），所以只需要知道體積變化的倍數(shù)關(guān)系，不需要知道具體的單位數(shù)值。【解析】（1）游標(biāo)卡尺的精度為0.01mm，主尺讀數(shù)為SKIPIF1<0游標(biāo)尺讀數(shù)為SKIPIF1<0故該杯子的深度為SKIPIF1<0（2）圍成的方格中，不足半個(gè)舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)，共有140個(gè)方格，則油酸膜的面積約為SKIPIF1<0每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積為SKIPIF1<0把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，則油酸分子直徑為SKIPIF1<0（3）對(duì)于一定質(zhì)量的封閉氣體，在溫度保持不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積成反比，即壓強(qiáng)與體積的乘積不變，得到氣體做等溫變化的規(guī)律。因?yàn)獒樛采舷碌臋M截面積都相同，所以空氣柱的長度就代表了空氣柱的體積的情況；因?yàn)樽罱K的結(jié)果是p與V的乘積是否不變（或者p與SKIPIF1<0的圖像是否為一條直線，即斜率不變），所以只需要知道體積變化的倍數(shù)關(guān)系，不需要知道具體的單位數(shù)值。6．（2022·上海嘉定·二模）用如圖甲所示的裝置研究“溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，操作步驟如下：①將壓強(qiáng)傳感器調(diào)零；②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器適當(dāng)刻度處；③逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)；④推動(dòng)活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。（1）請(qǐng)改正以上步驟中的不妥之處：__________；（2）實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了__________；推動(dòng)活塞時(shí)要緩慢，原因是_______；（3）圖乙給出的是一次標(biāo)準(zhǔn)、正確實(shí)驗(yàn)操作得到的p-V圖像，小明在操作過程中，誤將手一直握住注射器的筒壁，猜想小明實(shí)驗(yàn)可能得到的p-V圖像，并在圖中用虛線畫出_______；（4）小明注意操作細(xì)節(jié)后重新實(shí)驗(yàn)，作出p-V圖像，如圖乙所示，能否根據(jù)繪制的圖線直接得到氣體壓強(qiáng)和體積的關(guān)系？如果能，請(qǐng)說明是什么關(guān)系；如果不能，請(qǐng)簡單說明處理方法。_________?！敬鸢浮?/p>

步驟①壓強(qiáng)傳感器不需要調(diào)零，需要校準(zhǔn)

保證封閉氣體的質(zhì)量不變

保持封閉氣體的溫度不變

見解析【解析】（1）步驟①壓強(qiáng)傳感器不需要調(diào)零，需要校準(zhǔn)。（2）實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了增強(qiáng)氣密性，從而保證封閉氣體的質(zhì)量不變。推動(dòng)活塞時(shí)要緩慢，原因是使封閉氣體能夠與外界充分地發(fā)生熱交換，從而保持封閉氣體的溫度不變。（3）小明在操作過程中，誤將手一直握住注射器的筒壁，封閉氣體的溫度會(huì)逐漸升高，pV值會(huì)逐漸增大，實(shí)際作出的p-V圖像會(huì)隨V的減小而逐漸向上偏離標(biāo)準(zhǔn)圖線，如圖所示。（4）由于作出的p-V圖像具體是何種曲線不能直觀判斷，進(jìn)而不能直接得到氣體壓強(qiáng)和體積的關(guān)系，此時(shí)應(yīng)作p-SKIPIF1<0圖像，如果圖像是過原點(diǎn)的傾斜直線，則可以判斷溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積成反比。7．（2022·山東聊城一中高三開學(xué)考試）某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律，注射器中密封了一定質(zhì)量的氣體。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為判斷氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，________（選填“需要”或“不需要”）測出空氣柱的橫截面積。（2）測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以________為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖，作出的圖線如圖乙所示。（3）實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作正確的是________。A．改變氣體體積時(shí)應(yīng)快速推拉活塞B．推拉活塞時(shí)，手不能握住注射器含有氣體的部分C．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先利用天平測量出注射器活塞及壓力表的總質(zhì)量（4）為能更準(zhǔn)確地測出氣體的壓強(qiáng)，某同學(xué)直接用軟管連通注射器和另一壓強(qiáng)傳感器（測量壓強(qiáng)更準(zhǔn)確），如圖丁所示。測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，若以SKIPIF1<0為縱坐標(biāo)作出的圖線如圖丙所示，而該圖線不過原點(diǎn)，為減小這一實(shí)驗(yàn)誤差且圖線仍為直線，下列措施可行的是_________。A．選用容積較大的注射器

B．實(shí)驗(yàn)中氣體的體積不要壓縮得過小C．改用p為縱坐標(biāo)，SKIPIF1<0為橫坐標(biāo)

D．測出軟管中氣體的體積【答案】

不需要

SKIPIF1<0（或體積的倒數(shù)）

B

ABD【解析】（1）設(shè)氣體初狀態(tài)壓強(qiáng)是p1，空氣柱長度為L1，氣體末狀態(tài)的壓強(qiáng)是p2，空氣柱長度為L2，空氣柱的橫截面積為S，由玻意耳定律可得SKIPIF1<0則有實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證

SKIPIF1<0SKIPIF1<0因此不需要測出空氣柱的橫截面積。（2）測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，則有SKIPIF1<0，壓強(qiáng)p與體積V成反比關(guān)系，因此為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以SKIPIF1<0為橫坐標(biāo)，這樣作出的圖線是直線。（3）A．因是探究氣體等溫變化的規(guī)律，因此改變氣體體積時(shí)應(yīng)緩慢推拉活塞，A錯(cuò)誤；B．推拉活塞時(shí)，為使氣體溫度不變，手不能握住注射器含有氣體的部分，B正確；C．因是探究氣體等溫變化的規(guī)律，與實(shí)驗(yàn)裝置的總質(zhì)量無關(guān)，因此不需要實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先利用天平測量出注射器活塞及壓力表的總質(zhì)量，C錯(cuò)誤。故選B。（4）A．注射器容積較小時(shí)，被封閉的氣體量較小，實(shí)驗(yàn)誤差較大，因此應(yīng)選用容積較大的注射器，A正確；B．實(shí)驗(yàn)中氣體的體積壓縮得過小，實(shí)驗(yàn)誤差會(huì)較大，因此實(shí)驗(yàn)中氣體的體積不要壓縮得過小，B正確；C．實(shí)驗(yàn)誤差的大小與是否改用p為縱坐標(biāo)，SKIPIF1<0為橫坐標(biāo)無關(guān)，C錯(cuò)誤；D．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要使氣體的質(zhì)量不變，因此要測出軟管中氣體的體積，D正確。故選ABD。8．（2022·上?！つM預(yù)測）在“油膜法測分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作如下：①取1.0mL油酸配成250mL油酸酒精溶液；②用滴管吸取1.0mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了20滴；③在邊長約10cm的正方形淺盤內(nèi)注入適量的水，將痱子粉均勻地撒在水面上，用滴管滴入一滴溶液；④待油膜形狀穩(wěn)定后，將繪有方格的玻璃板放在淺盤上，繪出油酸膜的輪廓（如圖所示），每個(gè)方格的邊長為1.0cm。（1）該實(shí)驗(yàn)中一滴油酸酒精溶液含________ml油酸；（2）由上述數(shù)據(jù)估算得到油酸分子直徑的數(shù)量級(jí)約為________m；（3）若該同學(xué)在計(jì)算油酸膜面積時(shí)，對(duì)不完整的方格均不計(jì)數(shù)，由此估算得到的油酸分子直徑數(shù)量級(jí)將________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；（4）已知油酸分子的直徑約為8×10?10m，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生偏差的可能原因是：_________，理由是：_______?！敬鸢浮?/p>

2×10?4

10?8

不變

油酸膜可能沒有充分展開，形成的并不是單分子油膜層

2×10?10m3的油酸若形成緊密排列的單分子膜時(shí)，膜面積約為0.25m2，遠(yuǎn)大于淺盤內(nèi)的水面面積，說明實(shí)際上油膜不可能僅是一層油酸分子構(gòu)成的【解析】（1）該實(shí)驗(yàn)中一滴油酸酒精溶液含純油酸SKIPIF1<0（2）油膜的面積約為S=55×12×10-4m3=5.5×10-3m3則分子直徑SKIPIF1<0則油酸分子直徑的數(shù)量級(jí)約為10-8m；（3）若該同學(xué)在計(jì)算油酸膜面積時(shí)，對(duì)不完整的方格均不計(jì)數(shù)，則算得的油膜的面積偏小，則由此估算得到的油酸分子直徑偏大，但是數(shù)量級(jí)不變；（4）已知油酸分子的直徑約為8×10?10m，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生偏差的可能原因是：油酸膜可能沒有充分展開，形成的并不是單分子油膜層，理由是：2×10?10m3的油酸若形成緊密排列的單分子膜時(shí)，膜面積約為0.25m2，遠(yuǎn)大于淺盤內(nèi)的水面面積，說明實(shí)際上油膜不可能僅是一層油酸分子構(gòu)成的。9．（2022·上?！つM預(yù)測）在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，用體積為A的純油酸配置成體積為B的油酸酒精溶液，再用滴管取體積為C的油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共n滴。把1滴該溶液滴入盛水的、表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用油性筆在玻璃板上描出油酸膜的輪廓，測得面積為S，如圖。（1）此估測方法是將每個(gè)油酸分子視為球形，讓油酸盡可能在水面上散開，則形成的油膜可視為_______油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的________；（2）估算出油酸分子的直徑大小是________（用以上字母表示）；（3）（單選）用油膜法估算出油酸分子的直徑后，要測定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道油酸的()A．質(zhì)量

B．體積

C．摩爾質(zhì)量D．摩爾體積（4）（單選）某同學(xué)計(jì)算出的油酸分子直徑明顯偏大，可能的原因是_______。A．油酸中含有大量酒精B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展開C．計(jì)算油膜面積時(shí)，將所有不完整的方格都作為一格保留D．計(jì)算每滴溶液中純油酸的體積時(shí)，1ml油酸酒精溶液的滴數(shù)多記了10滴【答案】

單分子

直徑

SKIPIF1<0

D

B【解析】（1）此估測方法是將每個(gè)油酸分子視為球形，讓油酸盡可能在水面上散開，則形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的直徑。（2）所配制油酸酒精溶液的體積分?jǐn)?shù)為SKIPIF1<0，體積為C的油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為SKIPIF1<01滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為SKIPIF1<0油酸分子的直徑大小為SKIPIF1<0（3）用油膜法估算出油酸分子的直徑后，可以根據(jù)體積公式估算出1個(gè)油酸分子的體積，要測定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道NA個(gè)油酸分子的總體積，即油酸的摩爾體積，故選D。（4）A．油酸中雖含有大量酒精，但只要每一滴油酸酒精溶液中所含油酸的體積計(jì)算準(zhǔn)確，就不會(huì)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯偏大的情況，故A錯(cuò)誤；B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展開，S測量值偏小，會(huì)造成d測量值偏大，故B正確；C．計(jì)算油膜面積時(shí)，將所有不完整的方格都作為一格保留，S測量值偏大，會(huì)造成d測量值偏小，故C錯(cuò)誤；D．計(jì)算每滴溶液中純油酸的體積時(shí)，1ml油酸酒精溶液的滴數(shù)多記了10滴，則每一滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積測量值偏小，會(huì)造成d測量值偏小，故D錯(cuò)誤。故選B。10．（2022·全國·高三專題練習(xí)）在“油膜法估測分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，我們通過宏觀量的測量間接計(jì)算微觀量。(1)本實(shí)驗(yàn)利用了油酸分子易在水面上形成___________（選填“單層”或“多層”）分子油膜的特性。若將含有純油酸體積為V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面積為S的油酸薄膜，則由此可估測油酸分子的直徑為___________。(2)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中先取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液，測量并計(jì)算一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積后，接著又進(jìn)行了下列操作：A．將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地?cái)U(kuò)展為形狀穩(wěn)定的油酸薄膜B．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上計(jì)算油酸薄膜的面積C．將玻璃板蓋到淺水盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上D．向淺盤中倒入約2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上以上操作的合理順序是___________（填字母代號(hào)）。(3)若實(shí)驗(yàn)時(shí)痱子粉撒的太厚，則所測的分子直徑會(huì)___________（選填“偏大”或“偏小”）。(4)本實(shí)驗(yàn)中油膜的形成是分子力的作用效果。圖甲為分子力F隨分子間距r的變化圖線，圖乙為某同學(xué)參照?qǐng)D甲所做的分子勢能Ep隨分子間距r的變化圖線。請(qǐng)你對(duì)圖乙的合理性做出分析，填在下面表格相應(yīng)的位置中。指出合理或不合理之處并簡述理由合理之處___________________________不合理之處___________________________【答案】

單層

SKIPIF1<0

DACB

偏大

見解析

見解析【解析】(1)在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，我們的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是：①油膜是呈單分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之間沒有空隙；由上可知，在水面上要形成單層分子油膜；一滴油酸的體積為V，油酸分子的直徑為SKIPIF1<0(2)本實(shí)驗(yàn)首先要制備酒精油酸溶液，并明確一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，同時(shí)通過量筒測出N滴油酸酒精溶液的體積；同時(shí)向淺盤中倒入約2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上；然后將此溶液1滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，按不足半個(gè)舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)，統(tǒng)計(jì)出油酸薄膜的面積。則用此溶液的體積除以其的面積，恰好就是油酸分子的直徑。故正確的步驟為DACB。(3)實(shí)驗(yàn)過程中，若油膜沒有完全散開，則油酸溶液在水面上形成的油膜面積偏小，由SKIPIF1<0可知，實(shí)驗(yàn)測量的油酸分子的直徑偏大。(4)合理之處：圖乙的大致變化情況合理，因?yàn)榉肿娱g距由足夠遠(yuǎn)減小到r0的過程中分子力體現(xiàn)為引力做正功，分子勢能減小，所以r0處的分子勢能最小，此后再靠近的過程中，分子力體現(xiàn)為斥力做負(fù)功，所以分子勢能逐漸增大。①圖乙r1處分子勢能為0的點(diǎn)不合理，由于分子力做功等于分子勢能的變化，故分子間距由足夠遠(yuǎn)減小到r1的過程中分子力做的總功應(yīng)當(dāng)為0，即甲圖中r1處以右SKIPIF1<0圖線下的總面積應(yīng)當(dāng)為0，圖中顯然不符合。②圖乙在SKIPIF1<0的范圍內(nèi)彎曲情況不合理，由于SKIPIF1<0圖線的斜率即為分子力，該區(qū)間的分子力是越來越大的，而圖中的斜率顯然越來越小。11．（2022·北京·101中學(xué)三模）用如圖裝置驗(yàn)證等溫狀態(tài)下氣體的實(shí)驗(yàn)定律，已知壓力表通過細(xì)管與注射器內(nèi)的空氣柱相連，細(xì)管隱藏在柱塞內(nèi)部未在圖中標(biāo)明。（1）甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)中，測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，仔細(xì)觀察“SKIPIF1<0”一欄中的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)越來越小，造成這一現(xiàn)象的可能原因是______；序號(hào)V（mL）p（×105Pa）SKIPIF1<0（×105Pa·mL）120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621A．推動(dòng)活塞時(shí)，動(dòng)作過快B．實(shí)驗(yàn)時(shí)外界大氣壓強(qiáng)發(fā)生了變化C．實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器內(nèi)的氣體向外發(fā)生了泄漏（2）乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中操作規(guī)范，讀數(shù)正確，經(jīng)描點(diǎn)連線得V?SKIPIF1<0圖，圖像是一條傾斜直線，分析其未過坐標(biāo)原點(diǎn)的最可能的原因______________?！敬鸢浮?/p>

C

連接壓力表和注射器內(nèi)空氣柱的細(xì)管中有氣體未計(jì)入【解析】（1）A．推動(dòng)活塞時(shí)，動(dòng)作過快，環(huán)境溫度增大了，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程SKIPIF1<0可知pV乘積變大，故A錯(cuò)誤；B．封閉氣體壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)時(shí)若注射器內(nèi)的氣體向外發(fā)生了泄漏，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程SKIPIF1<0常數(shù)C與質(zhì)量有關(guān)，則pV乘積減小，故C正確。故選C。（2）圖像是一條傾斜直線，但未過原點(diǎn)，其原因可能是連接壓力表和注射器內(nèi)空氣柱的細(xì)管中有氣體未計(jì)入。12．（2022·上海市楊浦高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測）如圖（a）是研究一定質(zhì)量的氣體在體積不變的時(shí)候，其壓強(qiáng)與溫度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。與壓強(qiáng)傳感器相連的試管內(nèi)裝有密閉的空氣和溫度傳感器的熱敏元件。將試管放在大燒杯的涼水中，逐次加入熱水并攪拌，通過計(jì)算機(jī)記錄并處理數(shù)據(jù)。（1）開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，壓強(qiáng)傳感器__________（選填“需要”或者“不需要”）調(diào)零；（2）計(jì)算機(jī)屏幕顯示如圖（b）的壓強(qiáng)p與攝氏溫度t的關(guān)系圖像，圖線與p軸的交點(diǎn)I為____________________的壓強(qiáng)。另一組同學(xué)在相同環(huán)境下采用不同容積的試管做實(shí)驗(yàn)，獲得的SKIPIF1<0關(guān)系圖像與圖（b）相比，兩組圖像的斜率__________（選填“相同”或“不同”），且都經(jīng)過圖（b）中的__________點(diǎn)；（3）溫度傳感器中的熱敏元件用金屬鉑制成，在SKIPIF1<0范圍內(nèi)其電阻值SKIPIF1<0隨溫度t變化的線性關(guān)系如圖（c）所示。溫度傳感器的測溫原理是通過測量與電阻值成正比、比例系數(shù)為k的電壓值U來顯示溫度值，則SKIPIF1<0____________________?！敬鸢浮?/p>

不需要

SKIPIF1<0時(shí)

不同

II

SKIPIF1<0【解析】（1）壓強(qiáng)傳感器測量的實(shí)際壓強(qiáng)，不需要調(diào)零。（2）由圖可知圖線與p軸的交點(diǎn)I為SKIPIF1<0時(shí)的壓強(qiáng)。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有SKIPIF1<0SKIPIF1<0則采用不同體積的試管做實(shí)驗(yàn)，SKIPIF1<0關(guān)系圖像斜率不同。由SKIPIF1<0發(fā)現(xiàn)，無論體積如何，當(dāng)壓強(qiáng)為零時(shí)，溫度一定為SKIPIF1<0，故采用不同容積的試管做實(shí)驗(yàn)，獲得的SKIPIF1<0關(guān)系圖像都經(jīng)過圖（b）中的II點(diǎn)。（3）根據(jù)圖c，可知SKIPIF1<0根據(jù)題意有SKIPIF1<0綜合得SKIPIF1<0則SKIPIF1<013．（2022·上海市南洋模范中學(xué)模擬預(yù)測）利用DIS研究一定質(zhì)量溫度不變時(shí)氣體壓強(qiáng)與體積關(guān)系，需要器材有注射器，數(shù)據(jù)采集器，傳感器，計(jì)算機(jī)及相關(guān)連線。（1）所用的傳感器是___________傳感器。此傳感器_______（選填“需要”“不需要”）調(diào)零。（2）在實(shí)驗(yàn)操作中正確的是()A．推拉活塞動(dòng)作要快，以免氣體進(jìn)入或漏出B．推拉活塞時(shí)，手可以握住整個(gè)注射器C．壓強(qiáng)傳感器與注射器之間的連接管脫落后，應(yīng)立即重新接上，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)D．活塞與針筒之間要保持潤滑又不漏氣（3）一組同學(xué)實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)記錄以下：實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456p（kPa）95.489.183.478.5106.8116.7V（mL）141516171311pV（kPa·mL）1335.61336.51334.41338.41400.4表格中第4次pV數(shù)值為_________。其中第六次數(shù)據(jù)中pV的乘積明顯比前幾次大，同學(xué)們?cè)囍治隹赡茉斐傻脑颍杭淄瑢W(xué)認(rèn)為是進(jìn)氣造成的，乙同學(xué)認(rèn)為是溫度升高造成，丙同學(xué)認(rèn)為甲乙兩位同學(xué)所說的兩種情況都有可能。你認(rèn)為哪個(gè)同學(xué)分析正確，并說明理由。______________（4）以注射器中封閉的氣體為研究對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并在p-V圖上作出相應(yīng)的圖線，爾后查閱資料了解到注射器和傳感器連管內(nèi)還有一定體積的氣體，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，又重新在p-V圖上作出圖線，兩條圖線如圖中①，②。其中最接近雙曲線的是___________【答案】

壓強(qiáng)

不需要

D

1334.5

乙同學(xué)正確，pV乘積增加，可能是氣體的溫度和質(zhì)量變化造成的，但是第五六組數(shù)據(jù)中氣體的壓強(qiáng)明顯大于外界大氣壓，外界氣體不會(huì)進(jìn)入注射器內(nèi)，這樣只能是溫度所造成的

①【解析】（1）探究一定質(zhì)量溫度不變時(shí)氣體壓強(qiáng)與體積關(guān)系，測量氣體壓強(qiáng)需要用到壓強(qiáng)傳感器，此傳感器不需要調(diào)零。（2）A．推拉活塞動(dòng)作要慢，以免注射器內(nèi)氣體溫度升高，故A錯(cuò)誤；B．推拉活塞時(shí)，不可以用手握住整個(gè)注射器，以免氣體吸收手的熱量，溫度升高，故B錯(cuò)誤；C．壓強(qiáng)傳感器與注射器之間的連接管脫落后，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，應(yīng)重新實(shí)驗(yàn)，故C錯(cuò)誤；D．活塞與針筒之間要保持潤滑又不漏氣，故D正確。故選D。（3）表格中第4次pV數(shù)值為SKIPIF1<0pV乘積增加，可能是氣體的溫度和質(zhì)量變化造成的，但是第五六組數(shù)據(jù)中氣體的壓強(qiáng)明顯大于外界大氣壓，外界氣體不會(huì)進(jìn)入注射器內(nèi)，這樣只能是溫度升高所造成的，所以乙同學(xué)正確。（4）注射器和傳感器連管內(nèi)還有一定體積的氣體，設(shè)該部分體積為SKIPIF1<0，則封閉氣體的壓強(qiáng)p與體積SKIPIF1<0的關(guān)系滿足SKIPIF1<0其對(duì)應(yīng)的圖像為曲線②，數(shù)據(jù)修正后，做出的曲線①滿足的關(guān)系為SKIPIF1<0所以最接近雙曲線的是①。14．（2022·海南·模擬預(yù)測）（1）某同學(xué)應(yīng)用如圖1所示的裝置做“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)步驟，其中有錯(cuò)誤的步驟是______（填步驟前的數(shù)字序號(hào)）．①利用注射器選取一段空氣柱為研究對(duì)象，保持氣體的質(zhì)量和溫度不變．②把柱塞快速地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長度l（可得到空氣柱體積V）與壓強(qiáng)p的幾組數(shù)據(jù)．③作出SKIPIF1<0圖像。④改變空氣柱或環(huán)境溫度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。若圖像中的各點(diǎn)位于過原點(diǎn)的同一條直線上，說明一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成_______（填“正比”或“反比”）。圖2是該同學(xué)在不同環(huán)境溫度下，對(duì)同一段空氣柱實(shí)驗(yàn)，得出的兩條等溫線a和b，對(duì)應(yīng)的溫度分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0_______SKIPIF1<0（填“>”“=”或“<”）。【答案】

②

反比

>【解析】（1）步驟②中不應(yīng)該把柱塞快速地向下壓或向上拉，這樣會(huì)導(dǎo)致氣體溫度會(huì)發(fā)生變化；若圖像中的各點(diǎn)位于過原點(diǎn)的同一條直線上，即pV=常數(shù)，說明一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比。根據(jù)SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0則在SKIPIF1<0圖像中，斜率越大，溫度越高，則SKIPIF1<015．（2022·河南許昌·模擬預(yù)測）用“油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．用滴管將濃度為0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴數(shù)N，求出_____；B．將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.1%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央滴入一滴油酸酒精溶液，使之充分?jǐn)U散，形成_____；C．待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上；D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位，數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)約為M個(gè)，計(jì)算出油酸薄膜的面積。利用以上