资源简介

第十五章　第81练　实验十九：用油膜法估测油酸分子的大小　实验二十：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
[分值：60分]
1~3题每小题5分，4~6题每小题15分，共60分
1.(2025·江苏泰州市期中)用“油膜法估测油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是(　　)
A.将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是等效替代法的物理思想方法
B.应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
C.向量筒中滴5滴溶液，测出5滴溶液的体积，算得1滴溶液的体积
D.待油膜形状稳定后，再在玻璃板上描出油膜的形状
2.(2023·江苏卷·9)在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是(　　)
A.把柱塞快速地向下压
B.把柱塞缓慢地向上拉
C.在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞
D.在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞
3.(2023·江苏盐城市三模)用传感器探究气体等温变化的规律时，研究对象是注射器中的空气柱。气体压强传感器通过塑料管与注射器相连，可以测得气体的压强p。由注射器壁上的刻度可以读出气体的体积V，由于没有考虑注射器与压强传感器连接部位气体的体积，作出的 -V图像如图所示。横坐标每一小格代表1 mL，纵坐标每一小格代表1.5×10-6(Pa-1)。则连接部位气体的体积为(　　)
A.1 mL B.2 mL C.3 mL D.4 mL
4.(15分)(2024·江苏宿迁市期末)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1 mL油酸溶于酒精，制成2 500 mL油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL上述溶液有100滴。
(1)(3分)小华同学在实验过程中拍摄了4张照片，按实验步骤排列的顺序为　　　。
(2)(3分)下列操作合理的是　　　　。
A.水面上应多撒一些痱子粉
B.直接滴入1 mL油酸酒精溶液到浅盘中
C.滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面
D.将超过半格的方格作为完整的方格计算油膜面积
(3)(3分)实验得到的油膜形状如图所示，坐标系中正方形方格的边长为1 cm。则油酸分子直径D=　　 m。(保留两位有效数字)
(4)(6分)配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，简单阐述你的理由：　　　。
5.(15分)(2024·江苏扬州市期末)某款手机应用软件可利用手机传感器来进行物理实验，它能获取手机上的多种传感器原始数据。两位同学利用该软件来测量手机的体积，如图甲所示，将一个可以测量气体压强的手机封闭在注射器中，记录活塞在不同位置时注射器的示数和封闭的理想气体的压强。
(1)(3分)关于该实验的操作，下列说法中正确的是　　　　。
A.为了稳定推动活塞，需要用手握住注射器
B.缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变
C.改变活塞位置后可立即进行读数
(2)(3分)在活塞上涂抹一点润滑油，作用主要是　　　　　。(选填“减小摩擦”或“保持气密性”)
(3)(3分)下表是某一位同学测量的两组实验数据，由此可知手机的体积为　　　　　 m3。(结果保留一位小数)
序号 V(mL) p(kPa)
1 530 1 033.0
2 500 1 104.0
(4)(6分)另一位同学测出多组数据后画出V-图像(如图乙所示)，其截距为b，直线部分的斜率为k，则手机的体积为　　　　　，体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，原因可能是　　　　　。
6.(15分)(2024·江苏连云港市期末)某同学设计如图甲装置探究气体压强与体积关系。注射器导热良好且外界环境温度保持不变，重力加速度为g，大气压强为p0，不计一切摩擦。实验步骤如下：
①测得注射器柱塞的质量为m0；
②将注射器竖直固定，向上拉动柱塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，封闭一定质量的理想气体；
③在注射器顶端放上沙桶，稳定后测出此时的气体体积V和沙桶(含沙)的总质量m；
④在沙桶内依次添加适量沙子，多次重复实验；
⑤以m为纵轴，以为横轴，绘制m-图像如图乙A。
(1)(3分)实验中为了保持封闭气体的温度不变，采取的主要措施比较合理的是　　　　；
A.在柱塞上涂上润滑油，保持良好的密封性
B.推拉活塞时要缓慢
C.不要用手直接握在注射器上
D.实验前注射器内要吸入尽量多的空气
(2)(3分)用刻度尺测得注射器刻度上30 mL到40 mL的长度为1 cm，注射器活塞的横截面积S=　　　　 cm2；
(3)(3分)实验步骤③中，气体压强表达式p=　　　(用p0、g、S、m、m0表示)；
(4)(3分)图乙A中纵轴截距为-a，则实验时当地的大气压强p0=　　　(用a、m0、g、S表示)；
(5)(3分)接下来另一同学用该装置重做实验，得到的m-图像如图乙B，两同学实验操作均无误且选取的坐标标度相同，但两次图像斜率不同，可能的原因是　　　。
参考解析
1.D　[将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是理想模型法的物理思想方法，故A错误；实验时应先把痱子粉均匀地撒在水面上，再滴油酸酒精溶液，这样可以形成边界清晰的油膜，易于对油膜面积进行测定，故B错误；向量筒中滴5滴溶液，滴数太少，算得1滴油酸溶液体积时误差较大，故C错误；待油酸薄膜形状稳定后，再在玻璃板上描出油膜的形状，能准确地测出油酸单分子油膜层的面积，故D正确。]
2.B　[因为该实验是要探究气体等温变化的规律，实验中要缓慢推动或拉动柱塞，目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变；为了方便读取封闭气体的体积不需要在橡胶套处接另一注射器，故选B。]
3.B　[设连接部位气体的体积为V0，根据玻意耳定律可得p(V＋V0)＝C，可得，由 －V图像可知，当＝0时，V＝－2 mL，代入解得V0＝2 mL，故选B。]
4.(1)CBAD　(2)D　(3)3.9×10－10
(4)偏小　见解析
解析　(1)实验中先配置好稀释的油酸酒精溶液，后在槽中液面上撒上适量的痱子粉，再将一滴油酸酒精溶液滴入液面上，最后将油酸的边缘形状描绘在玻璃板上，可知，实验步骤排列的顺序为CBAD。
(2)水面上撒入的痱子粉不能太多，若太多，容易使得油膜层不能够形成单分子油膜层，故A错误；实验中要将油酸稀释后滴一滴油酸酒精溶液到浅盘中，如果直接滴入1 mL油酸酒精溶液到浅盘中，将会导致油酸太多，不能够形成单分子油膜层，故B错误；滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应靠近水面，故C错误；为了估算油膜的表面积，将超过半格的方格作为完整的方格，不足半格的舍去的方法来计算油膜面积，故D正确。
(3)由题图知，油膜的表面积为
S＝102×1×1 cm2＝102 cm2
一滴溶液中纯油酸的体积
V＝× mL＝4×10－6 mL
根据D＝
解得D≈3.9×10－10 m
(4)若配制好的油酸酒精溶液放置太久，酒精发生了挥发，导致浓度增大，使得一滴溶液中的纯油酸体积的测量值偏小，会导致分子直径测量值偏小。
5.(1)B　(2)保持气密性
(3)6.4×10－5　(4)b　气体温度升高
解析　(1)为保证气体做等温变化，不能用手握住注射器，故A错误；缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变，故B正确；改变活塞位置，需等稳定后再进行读数，故C错误。
(2)在活塞上涂适量的润滑油作用是保持气密性。
(3)设手机的体积为V0，气体做等温变化，则p1(V1－V0)＝p2(V2－V0)
解得手机的体积为V0≈63.5 cm3≈6.4×10－5 m3
(4)由理想气体方程得＝C
整理得V＝＋V0
手机的体积为V0＝b
根据以上分析可知V－图像的斜率为CT，则V－图像的斜率增大的原因可能是气体温度升高。
6.(1)BC　(2)10　(3)p0＋
(4)　(5)封闭气体的质量不同
解析　(1)在柱塞与注射器壁间涂上润滑油的目的是密封气体，不能保持封闭气体的温度不变，故A错误；移动活塞应慢些，因为移动活塞时相当于对气体做功，如果太快，气体的温度会发生变化，故B正确；手不能握住注射器，握住注射器会发生热传递，使气体的温度发生变化，故C正确；只要封闭气体的质量不变，气体的多少不会改变实验数据，故D错误。
(2)注射器活塞的横截面积为
S＝ cm2＝10 cm2
(3)对柱塞和沙桶，根据平衡条件
m0g＋mg＋p0S＝pS
解得p＝p0＋
(4)根据玻意耳定律可得
p0V0＝pV＝V
整理可得m＝×
所以，纵截距为－＝－a
解得p0＝
(5)表达式
m＝×
斜率为k＝
由于另一同学用该装置重做实验，故横截面积相同，斜率不同是由于p0V0的乘积不同，即封闭气体的质量不同。

展开更多......

收起↑