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(共56张PPT)
实验19　用油膜法估测油酸分子的大小
实验20　探究气体等温变化的规律
目 录
CONTENTS
实验基础必备
教材原型实验
课时跟踪检测
实验基础必备
一、用油膜法估测油酸分子的大小
原理装置
1.实验原理
油酸酒精溶液滴在水面上形成 油膜，用d＝ 计算出油膜
的厚度，这个厚度就近似等于油酸分子的 ，如图。
　
2.实验器材
盛水浅盘、注射器、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉、油酸酒精溶
液、烧杯（或量筒）、彩笔
单分子　
　
直径　
操作要求 数据处理
1.取纯油酸1 mL，配制成500 mL油酸酒精溶液。 2.用注射器将油酸酒精溶液n滴滴入量筒中，记下体积Vn。由V0＝ 算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。 3.向浅盘里倒入约2 cm深的水，撒上 粉或细石膏粉。 4.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。 5.待油膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在 上画出油膜的形状。 6.玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S 1.根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
2.根据一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和油膜的面积S，即可算出油膜的厚度，即油酸分子的大小
　
爽身
玻璃板　
注意事项 1.在水面上撒爽身粉时，注意不要触动浅盘中的水。
2.在玻璃板上描绘轮廓时动作轻而迅速，眼睛视线要始终与
玻璃板垂直。
3.油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免浓度改变，产
生误差。
4.待测油膜扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓
误差分析 1.纯油酸体积的计算引起误差。
2.画油膜形状时不准确带来误差。
3.数格子法本身是一种估算的方法，从而会带来误差
二、探究气体等温变化的规律
实验思路与实验器材
1.实验思路
利用注射器封闭一段空气柱作为研究对象，在 不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，再分析气体压强与 的关系。
2.物理量的测量
（1）空气柱的体积：空气柱的长度可以通过 读取，空气柱的长度与横截面积的乘积就是体积。
（2）空气柱的压强：从与注射器内空气柱相连的压力表读取。
3.实验器材
带铁夹的铁架台、注射器、柱塞（与压力表密封连接）、压力表、橡胶套、刻度尺
温度　
体积　
刻度尺　
操作要求
1.实验装置（如图）
2.研究注射器柱塞和橡胶套间密封的空气柱，在实验过程中，空气柱
的 和 不变。
3.用手把柱塞向下压，选取几个位置，同时读出刻度尺读数与压强。
4.用手把柱塞向上拉，选取几个位置，同时读出刻度尺读数与
质量　
温度　
压强　
数据处理
1.以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标建立p-V坐标系，画出气体等温变化的p-V图像，由于图像是曲线，不能说明压强与体积成反比。
2.以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，建立p-坐标系，画出气体等温变化的p-图像，图像是 的倾斜直线，说明压强与体积成
过原点　
反比　
注意
事项 1.适用条件是温度保持不变，所以操作要缓慢，才能保证温度不变。
2.要等到示数稳定之后，再去读数。
3.研究对象为一定质量的气体，要防止漏气
误差
分析 1.实验的过程中存在漏气现象会造成误差，在实验的过程中要保证橡胶套的气密性。
2.下压柱塞或上拉柱塞过快，会造成气体温度升高，引起实验误差。
3.在读压力表和刻度尺示数时都会引起读数误差，因此要多测几次取平均值
教材原型实验
（2026·北京顺义模拟）利用“油膜法估测分子直径”实验体现了构
建分子模型的物理思想，应用了通过对宏观量的测量来间接测量微观量的
方法。
（1）某同学进行了下列操作：
A. 向浅盘中倒入约2 cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上
B. 将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上扩展为形状稳定的油酸薄膜
C. 取一定量的无水酒精和油酸，制成油酸酒精溶液。测量一滴油酸酒精溶
液中纯油酸的体积V
D. 将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S
E. 将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上
正确操作的合理顺序是 （填字母代号）；
CABED　
解析： 本实验首先要制备油酸酒精溶液，并明确一滴油酸酒精溶液中纯
油酸的体积，同时通过量筒测出N滴油酸酒精溶液的体积；再向浅盘中倒
入约2 cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上；然后将一滴油酸酒精溶液
滴在浅盘里的水面上，待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘
出油酸膜的形状；接着将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不
足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。最后用一滴溶
液里纯油酸的体积除以其面积，恰好就是油酸分子的直径。故正确操作的
步骤为CABED。
（2）若油酸酒精溶液体积浓度为0.10％，通过计算得到一滴溶液的体积
为8.0×10－3mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径
为 m。（计算结果保留2位有效数字）
解析：一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V＝8.0×10－3×10－6 m3×0.10％
＝8.0×10－12m3
油酸分子的直径d＝＝＝2.0×10－9 m。
2.0×10－9　
（3）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大，出现这种
情况的原因可能是（　AC　）
A. 滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B. 计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
C. 水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开
D. 油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
AC
解析：若将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时
所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，故A正确；计算油膜面积时，
将不完整的方格作为完整方格处理，则计算所用的面积S偏大，会导致计
算结果偏小，故B错误；水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开，则
测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故C正确；油酸酒精溶液长时间放
置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D错误。
（2026·云南昆明模拟）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验
中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成 （选填“单层”或
“多层”）分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶
液中含有纯油酸的体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸
分子的直径d＝ 。
解析： 本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性；若
将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸的体积为V，形
成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径d＝。
单层　
　
（2）某小组对已经配制好的油酸酒精溶液进行下列实验操作，请选出需
要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：B C（用字母序
号表示）。
FDE　
解析：配制好油酸酒精溶液后，步骤为：往浅盘里倒入约2 cm深的水，水
面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上；用注射器将事先配好的油酸酒精
溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅
盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，故将它们按操作先后顺
序排列为BFDEC。
（3）实验已经测得一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为8×10－12m3；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N，小方格的边长为L＝1 cm，如图所示。由图可知油膜面积
为 m2；计算出油酸分子直径为 m。（以上结果
均保留1位有效数字）
1×10－2　
8×10－10　
解析：由题图可知油膜面积为S＝111L2＝111×12×
10－4 m2≈1×10－2m2油酸分子的直径为d＝＝
m＝8×10－10m。
★（2026·福建厦门模拟）“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。
（1）某次实验中，数据表格内第2次至第8次压强没有记录，
但其它操作规范。根据表格中第1次和第9次数据，推测出第7次的压强p7，其最接近的值是 。（选填：“A”或“B”或“C”或“D”）
C　
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
压强p/kPa 100.1 p7 179.9
体积V/m3 18 17 16 15 14 13 12 11 10
A. 128.5 kPa B. 138.4 kPa
C. 149.9 kPa D. 163.7 kPa
解析： 根据气体等温变化规律，可得p1V1＝p7V7，代入数据解得p7＝150
kPa，与C选项接近。
（2）若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，则封闭
气体的真实体积为 （用V和V0表示）。
解析：实验所测体积只是注射器内气体体积，若连接注射器与传感器的软
管内气体体积V0不可忽略，则封闭气体的真实体积为V＋V0。
V＋V0　
（3）从理论上讲p-图像可能接近下列哪个图？ （填正确选项前字
母）。
D　
解析：根据气体等温变化规律有pV＝C，即p（V＋V0）＝C
整理得p＝·，图像的斜率为，随着增大，斜率减小，图线向下
弯曲，故选D。
（2026·山西太原模拟）某实验小组用如图所示的装置来探究气体的
等温变化规律和大气压强，带有刻度的注射器内封闭了一定质量的理想气
体，推动活塞来改变管内气体的体积V，用压强传感器测出管内、外气体
的压强差Δp，多次改变V，测出多组V与Δp的对应值，并作出V－1-Δp图
像，回答下列问题。
（1）下列说法正确的是 （填正确选项前字母）。
A. 若实验过程中注射器的气密性不好，对探究实验规律无影响
B. 为了方便的拉活塞，手可握住注射器含气柱的部分
C. 实验的过程要保持环境的温度和大气的压强不变
解析： 为了确保所研究气体的质量一定，实验过程中需要注射器的气
密性良好，否则对探究实验规律有影响，故A错误；为了确保气体温度
不变，实验中不能用手握住注射器的空气柱部分，故B错误；为了探究
气体的等温变化规律，实验中要保持环境的温度和大气的压强不变，
故C正确。
C　
（2）做出的V－1-Δp图像如图乙所示，若图像的纵截距为b、斜率为k，则
大气压强p0＝ ，若实验过程中环境的温度升高，则V－1-Δp图像的斜率
会 （选填“增大”或“减小”），纵截距会 （选填“增
大”或“减小”）。
　
减小　
减小　
解析：设大气压强为p0，根据玻意耳定律有pV＝C管内、外气体的压强差
Δp＝p－p0
联立解得V－1＝＋·Δp
若图像的纵截距为b、斜率为k，则有b＝，k＝
解得p0＝
根据理想气体状态方程有＝C'
管内、外气体的压强差Δp＝p－p0
联立解得V－1＝＋·Δp
可知，若实验过程中环境的温度升高，C'T增大，则V－1-Δp图像的斜率
减小，纵截距会减小。
课时跟踪检测
1. 〔多选〕（2025·广西高考8题）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实
验中（　　）
A. 估测油酸分子大小时，油酸分子可以视为球形
B. 油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动
C. 计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形
D. 与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜
1
2
3
4
5
6
√
√
解析：在估测油酸分子大小时，可以把油酸分子简化为球形处理，并认为它们紧密排布，A正确；分子在不停地做热运动，所以油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动，B正确；计算油膜面积时，根据画有油
膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个
的舍去，多于半个的算一个，C错误；为了使油酸充分展开，获得一块单
分子油膜，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中，故油酸酒精溶液更容
易在水面形成单分子油膜，D错误。
1
2
3
4
5
6
2. （2026·河北石家庄期末）小刘同学在进行“用油膜法估测分子的大
小”的实验。
（1）该同学先取1.0 mL的油酸注入1 000 mL的容量瓶内，然后向瓶中加
入酒精，直到液面达到1 000 mL的刻度为止，摇动容量瓶使油酸在酒精中
充分溶解，形成油酸酒精溶液。然后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量
筒，滴了50滴时量筒恰好达到1.0 mL。则一滴溶液中含有纯油酸的体积
为 mL。
2×10－5　
解析：一滴溶液中含有纯油酸的体积为V＝× mL＝2×10－5mL。
1
2
3
4
5
6
（2）接着该同学在边长约为50 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细石
膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一
滴油酸酒精溶液，待水面上的油酸膜尽可能展开且稳定后，将事先准备好
的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状。
1
2
3
4
5
6
（3）将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上，算出完
整的方格有65个，大于半格的有15个，小于半格的有20个。则计算油酸分
子直径时油膜的面积为 cm2，油酸分子的直径约为
m。（结果均保留2位有效数字）
80　
2.5×10－9　
解析：油膜的面积为S＝×1.02cm2＝80 cm2，
油酸分子的直径约为d＝＝2.5×10－9m。
1
2
3
4
5
6
（4）该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，关于出现
这种结果的原因，下列说法可能正确的是 （填正确选项前字母）。
A. 油酸未完全散开
B. 油酸溶液的浓度低于实际值
C. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格
A　
1
2
3
4
5
6
解析：根据d＝，油酸未完全散开，S偏小，d偏大，A正确；根据V＝
× mL，油酸溶液的浓度低于实际值，的测量值偏小，根据d＝
，V偏小，d偏小，B错误；计算油膜面积时，若将所有不足一格的方格计
为一格，则S偏大，根据d＝，d偏小，C错误。
1
2
3
4
5
6
3. （2026·江苏常州模拟）某实验小组完成“用油膜法测量油酸分子的大
小”的实验。
（1）完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是 （填正
确选项前字母）。
A. 将油酸分子视为球形 B. 油膜中分子沿直线排列
C. 将油膜看成单分子层 D. 油酸分子紧密排列无间隙
B　
解析：将油酸分子视为球形，与本实验有关，A不符合题意；油膜中分子沿直线排列，与本实验无关，B符合题意；将油膜看成单分子层，与本实验有关，C不符合题意；油酸分子紧密排列无间隙，与本实验有关，D不符合题意。
1
2
3
4
5
6
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是 （填正确选项
前字母）。
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
B　
解析：实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用，B正确，A、C、D错误。
1
2
3
4
5
6
（3）待水面稳定后，测得所形成的油膜的形状如图所示。已知油酸酒精
混合溶液的浓度为0.1％，用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入
的滴数直到量筒内溶液达到1.0 mL为止，恰好滴了50滴。坐标中正方形小
方格的边长为20 mm，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是
m。（结果保留2位有效数字）
8.2×10
－10　
1
2
3
4
5
6
解析：一滴油酸溶液含纯油酸的体积为V＝×0.1％mL＝2.0×10－5mL，
油膜的面积为S＝61×202×10－6 m2＝2.44×10－2m2，
油酸分子的直径是d＝＝8.2×10－10m。
1
2
3
4
5
6
（4）甲、乙、丙、丁四位同学分别在四个实验小组做该实验，但都发生
了操作错误。这四位同学的错误操作导致实验测得的油酸分子直径偏大的
是 （填正确选项前字母）。
D　
A. 甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒
精溶液
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
C. 丙在求每滴油酸体积时，1 mL的溶液的滴数多记了5滴
D. 丁在实验时，发现油膜的形状如图所示，然后按此油膜正常计算直径
1
2
3
4
5
6
解析：根据V＝×0.1％mL，甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液，酒精挥发导致溶液浓度增大，浓度的测量值偏小，油膜体积的测量值偏小，分子直径的测量值偏小，A不符合题意；乙拿错的注射器的针管比原来的粗，1滴溶液的体积比原来的大，油膜体积的测量值偏小，分子直径的测量值偏小，B不符合题意；丙在求每滴油酸体积时，1 mL的溶液的滴数多记了5滴，根据V＝×0.1％mL，油膜体积的测量值偏小，分子直径的测量值偏小，C不符合题意；丁在实验时，油酸酒精溶液没有散开，油膜面积的测量值偏小，分子直径的测量值偏大，D符合题意。
1
2
3
4
5
6
（5）通过实验得出油酸分子直径为d，查阅资料得知这种油酸的密度为
ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为NA＝ 。
解析：一个油酸分子的体积为V1＝π，1摩尔油酸的体积为V0＝，阿伏加德罗常数为NA＝，解得NA＝。
　
1
2
3
4
5
6
4. （2026·广东珠海模拟）在“探究气体等温变化的规律”实验中，实验
装置如图甲所示。用注射器封闭一定质量的空气，连接到气体压强传感器
上，用传感器测量封闭气体的压强，用注射器刻度读出气体体积。
（1）实验中，为找到体积与压强的关系， （选填“需要”或
“不需要”）测量空气柱的横截面积。
不需要　
解析：实验中不需要测量空气柱的横截面积，只需要测量空气柱的长度即可。
1
2
3
4
5
6
（2）多次改变封闭气体的体积，测量出不同体积时气体的压强，用电脑
记录下来，并生成p-V图像如图乙所示，由图乙可猜测p与V可能
（选填“成正比”“成反比”或“不成比例”）。
成反
比　
解析：多次改变封闭气体的体积，测量出不同体积时气体的压强，用电脑
记录下来，并生成p-V图像如图乙所示，由图乙可猜测p与V可能成反比。
1
2
3
4
5
6
（3）实验完成后，某同学作出的图像如图丙所示（其中实线为实验所
得，虚线为参考双曲线的一支），造成这一现象的原因可能是 。
（填选项前字母）
BC　
A. 操作实验时用手握住注射器
B. 实验时环境温度降低了
C. 注射器内气体向外泄漏
D. 有外部气体进入注射器内
解析：由图像可知，在同一体积下，实验测得的压强比理想值偏小，则根
据pV＝CT可知原因可能是环境温度降低，也可能是注射器内气体向外泄
漏，质量减小。故选B、C。
1
2
3
4
5
6
5. （2026·北京顺义区模拟）某实验小组用图1所示的实验装置来进行“探
究气体等温变化的规律”实验。
（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和 。
解析：在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和质量。
质量
1
2
3
4
5
6
（2）关于该实验的操作，下列说法正确的是 。
A. 在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性
B. 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
C. 推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的
温度
D. 实验必须测量柱塞的横截面积，以获知被封闭气体的体积
AC　
1
2
3
4
5
6
解析：在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性，故A正确；实验时应缓慢推拉柱塞等稳定后再读数，以避免气体温度发生变化，故B错误； 推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度，故C正确；实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，选项D错误。
1
2
3
4
5
6
（3）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，实
验小组在不同的环境温度下进行了实验，得到的p-V图像如图2所示，由图
可知，这两次实验气体的温度大小关系为T1 （选填“＜”“＝”或
“＞”）T2。
解析：因温度T2时对应的图像的pV值较大，可知该温度较高，即这两次实验气体的温度大小关系为T1＜T2。
＜　
1
2
3
4
5
6
（4）实验小组同学做出 p-图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验
数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离，则
描绘的图线可能如图3的 （选填“①”或“②”）所示。
解析：根据＝C可知若漏气，则C减小，即图像的斜率减小，则图像为②。
V　
1
2
3
4
5
6
6. （2026·辽宁盘锦模拟）某物理探究小组用如图甲所示实验装置测定一
个不规则形状的小物块的体积。小组成员先将注射器通过细软管与压强传
感器相连，将不规则形状的小物块放置到注射器内，然后用活塞将注射器
筒封闭。该小组成员缓慢推动活塞，根据注射器上的刻度和压强传感器显
示的压强记录多组p、V值，做出对应的V-图像如图乙所示。
1
2
3
4
5
6
（1）缓慢推动活塞的目的是保证气体的 不发生变化。
解析：缓慢推动活塞的目的是保证气体的温度不发生变化。
温度　
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3
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5
6
（2）若不考虑细软管内气体的体积，不规则的小物块的体积为
cm3（保留2位有效数字）。
解析：根据玻意耳定律有p＝C
整理得V＝C＋V物
结合图乙可知小物块的体积V物＝2.0 mL＝2.0 cm3。
2.0　
1
2
3
4
5
6
（3）若考虑细软管内气体的体积，则测得的小物块的体积 （选
填“大于”“等于”或“小于”）真实体积。
解析：若考虑细软管内气体的体积V管，根据玻意耳定律有p
＝C
整理得V＝C＋V物－V管
可知小物块的体积测量值为，故小物块的体积小于真实体积。
小于　
1
2
3
4
5
6
THANKS
演示完毕 感谢观看实验19　用油膜法估测油酸分子的大小
实验20　探究气体等温变化的规律
1.〔多选〕（2025·广西高考8题）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中（　　）
A.估测油酸分子大小时，油酸分子可以视为球形
B.油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动
C.计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形
D.与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜
2.（2026·河北石家庄期末）小刘同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验。
（1）该同学先取1.0 mL的油酸注入1 000 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到1 000 mL的刻度为止，摇动容量瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。然后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，滴了50滴时量筒恰好达到1.0 mL。则一滴溶液中含有纯油酸的体积为　　　　 mL。
（2）接着该同学在边长约为50 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴油酸酒精溶液，待水面上的油酸膜尽可能展开且稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状。
（3）将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上，算出完整的方格有65个，大于半格的有15个，小于半格的有20个。则计算油酸分子直径时油膜的面积为　　　　 cm2，油酸分子的直径约为　　　　 m。（结果均保留2位有效数字）
（4）该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是　　　　（填正确选项前字母）。
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液的浓度低于实际值
C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格
3.（2026·江苏常州模拟）某实验小组完成“用油膜法测量油酸分子的大小”的实验。
（1）完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是　　　　（填正确选项前字母）。
A.将油酸分子视为球形
B.油膜中分子沿直线排列
C.将油膜看成单分子层
D.油酸分子紧密排列无间隙
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是　　　　（填正确选项前字母）。
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.对油酸溶液起到稀释作用
C.有助于测量一滴油酸的体积
D.有助于油酸的颜色更透明便于识别
（3）待水面稳定后，测得所形成的油膜的形状如图所示。已知油酸酒精混合溶液的浓度为0.1％，用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0 mL为止，恰好滴了50滴。坐标中正方形小方格的边长为20 mm，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是　　　　 m。（结果保留2位有效数字）
（4）甲、乙、丙、丁四位同学分别在四个实验小组做该实验，但都发生了操作错误。这四位同学的错误操作导致实验测得的油酸分子直径偏大的是　　　　（填正确选项前字母）。
A.甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液
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
C.丙在求每滴油酸体积时，1 mL的溶液的滴数多记了5滴
D.丁在实验时，发现油膜的形状如图所示，然后按此油膜正常计算直径
（5）通过实验得出油酸分子直径为d，查阅资料得知这种油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为NA＝　　　　。
4.（2026·广东珠海模拟）在“探究气体等温变化的规律”实验中，实验装置如图甲所示。用注射器封闭一定质量的空气，连接到气体压强传感器上，用传感器测量封闭气体的压强，用注射器刻度读出气体体积。
（1）实验中，为找到体积与压强的关系，　　　　（选填“需要”或“不需要”）测量空气柱的横截面积。
（2）多次改变封闭气体的体积，测量出不同体积时气体的压强，用电脑记录下来，并生成p-V图像如图乙所示，由图乙可猜测p与V可能　　　　（选填“成正比”“成反比”或“不成比例”）。
（3）实验完成后，某同学作出的图像如图丙所示（其中实线为实验所得，虚线为参考双曲线的一支），造成这一现象的原因可能是　　　　。（填选项前字母）
A.操作实验时用手握住注射器 B.实验时环境温度降低了
C.注射器内气体向外泄漏 D.有外部气体进入注射器内
5.（2026·北京顺义区模拟）某实验小组用图1所示的实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。
（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和　　　　。（2）关于该实验的操作，下列说法正确的是　 　　。
A.在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性
B.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
C.推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度
D.实验必须测量柱塞的横截面积，以获知被封闭气体的体积
（3）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，实验小组在不同的环境温度下进行了实验，得到的p-V图像如图2所示，由图可知，这两次实验气体的温度大小关系为T1　　　　（选填“＜”“＝”或“＞”）T2。
（4）实验小组同学做出 p-图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离，则描绘的图线可能如图3的　　　　（选填“①”或“②”）所示。
6.（2026·辽宁盘锦模拟）某物理探究小组用如图甲所示实验装置测定一个不规则形状的小物块的体积。小组成员先将注射器通过细软管与压强传感器相连，将不规则形状的小物块放置到注射器内，然后用活塞将注射器筒封闭。该小组成员缓慢推动活塞，根据注射器上的刻度和压强传感器显示的压强记录多组p、V值，做出对应的V-图像如图乙所示。
（1）缓慢推动活塞的目的是保证气体的　　　　不发生变化。
（2）若不考虑细软管内气体的体积，不规则的小物块的体积为　　　　 cm3（保留2位有效数字）。
（3）若考虑细软管内气体的体积，则测得的小物块的体积　　　　（选填“大于”“等于”或“小于”）真实体积。
实验19　用油膜法估测油酸分子的大小
实验20　探究气体等温变化的规律
1.AB　在估测油酸分子大小时，可以把油酸分子简化为球形处理，并认为它们紧密排布，A正确；分子在不停地做热运动，所以油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动，B正确；计算油膜面积时，根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，C错误；为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中，故油酸酒精溶液更容易在水面形成单分子油膜，D错误。
2.（1）2×10－5　（3）80　2.5×10－9　（4）A
解析：（1）一滴溶液中含有纯油酸的体积为
V＝× mL＝2×10－5mL。
（3）油膜的面积为S＝×1.02cm2＝80 cm2，
油酸分子的直径约为d＝＝2.5×10－9m。
（4）根据d＝，油酸未完全散开，S偏小，d偏大，A正确；根据V＝× mL，油酸溶液的浓度低于实际值，的测量值偏小，根据d＝，V偏小，d偏小，B错误；计算油膜面积时，若将所有不足一格的方格计为一格，则S偏大，根据d＝，d偏小，C错误。
3.（1）B　（2）B　（3）8.2×10－10　（4）D　（5）
解析：（1）将油酸分子视为球形，与本实验有关，A不符合题意；油膜中分子沿直线排列，与本实验无关，B符合题意；将油膜看成单分子层，与本实验有关，C不符合题意；油酸分子紧密排列无间隙，与本实验有关，D不符合题意。
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用，B正确，A、C、D错误。
（3）一滴油酸溶液含纯油酸的体积为V＝×0.1％mL＝2.0×10－5mL，
油膜的面积为S＝61×202×10－6 m2＝2.44×10－2m2，
油酸分子的直径是d＝＝8.2×10－10m。
（4）根据V＝×0.1％mL，甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液，酒精挥发导致溶液浓度增大，浓度的测量值偏小，油膜体积的测量值偏小，分子直径的测量值偏小，A不符合题意；乙拿错的注射器的针管比原来的粗，1滴溶液的体积比原来的大，油膜体积的测量值偏小，分子直径的测量值偏小，B不符合题意；丙在求每滴油酸体积时，1 mL的溶液的滴数多记了5滴，根据V＝×0.1％mL，油膜体积的测量值偏小，分子直径的测量值偏小，C不符合题意；丁在实验时，油酸酒精溶液没有散开，油膜面积的测量值偏小，分子直径的测量值偏大，D符合题意。
（5）一个油酸分子的体积为V1＝π，1摩尔油酸的体积为V0＝，阿伏加德罗常数为NA＝，解得NA＝。
4.（1）不需要　（2）成反比　（3）BC
解析：（1）实验中不需要测量空气柱的横截面积，只需要测量空气柱的长度即可。
（2）多次改变封闭气体的体积，测量出不同体积时气体的压强，用电脑记录下来，并生成p-V图像如图乙所示，由图乙可猜测p与V可能成反比。
（3）由图像可知，在同一体积下，实验测得的压强比理想值偏小，则根据pV＝CT可知原因可能是环境温度降低，也可能是注射器内气体向外泄漏，质量减小。故选B、C。
5.（1）质量　（2）AC　（3）＜　（4）②
解析：（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和质量。
（2）在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性，故A正确；实验时应缓慢推拉柱塞等稳定后再读数，以避免气体温度发生变化，故B错误； 推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度，故C正确；实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，选项D错误。
（3）因温度T2时对应的图像的pV值较大，可知该温度较高，即这两次实验气体的温度大小关系为T1＜T2。
（4）根据＝C可知若漏气，则C减小，即图像的斜率减小，则图像为②。
6.（1）温度　（2）2.0　（3）小于
解析：（1）缓慢推动活塞的目的是保证气体的温度不发生变化。
（2）根据玻意耳定律有p＝C
整理得V＝C＋V物
结合图乙可知小物块的体积V物＝2.0 mL＝2.0 cm3。
（3）若考虑细软管内气体的体积V管，根据玻意耳定律有p＝C
整理得V＝C＋V物－V管
可知小物块的体积测量值为，故小物块的体积小于真实体积。
1 / 1实验19　用油膜法估测油酸分子的大小
实验20　探究气体等温变化的规律
实验基础必备
一、用油膜法估测油酸分子的大小
原理装置 操作要求 数据处理
1.实验原理 油酸酒精溶液滴在水面上形成　　　　油膜，用d＝　　　　计算出油膜的厚度，这个厚度就近似等于油酸分子的　　　　，如图。 　 2.实验器材 盛水浅盘、注射器、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉、油酸酒精溶液、烧杯（或量筒）、彩笔 1.取纯油酸1 mL，配制成500 mL油酸酒精溶液。 2.用注射器将油酸酒精溶液n滴滴入量筒中，记下体积Vn。由V0＝　　　　算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。 3.向浅盘里倒入约2 cm深的水，撒上　　　　粉或细石膏粉。 4.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。 5.待油膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在　　　　上画出油膜的形状。 6.玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S 1.根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。 2.根据一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和油膜的面积S，即可算出油膜的厚度，即油酸分子的大小
注意事项 1.在水面上撒爽身粉时，注意不要触动浅盘中的水。 2.在玻璃板上描绘轮廓时动作轻而迅速，眼睛视线要始终与玻璃板垂直。 3.油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免浓度改变，产生误差。 4.待测油膜扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓
误差分析 1.纯油酸体积的计算引起误差。 2.画油膜形状时不准确带来误差。 3.数格子法本身是一种估算的方法，从而会带来误差
二、探究气体等温变化的规律
实验思路与实验器材 操作要求 数据处理
1.实验思路 利用注射器封闭一段空气柱作为研究对象，在　　　　不变的情况下，测量气体在不同体积时的压强，再分析气体压强与　　　　的关系。 2.物理量的测量 （1）空气柱的体积：空气柱的长度可以通过　　　　读取，空气柱的长度与横截面积的乘积就是体积。 （2）空气柱的压强：从与注射器内空气柱相连的压力表读取。 3.实验器材 带铁夹的铁架台、注射器、柱塞（与压力表密封连接）、压力表、橡胶套、刻度尺 1.实验装置（如图） 2.研究注射器柱塞和橡胶套间密封的空气柱，在实验过程中，空气柱的　　　和　　　　不变。 3.用手把柱塞向下压，选取几个位置，同时读出刻度尺读数与压强。 4.用手把柱塞向上拉，选取几个位置，同时读出刻度尺读数与　　　 1.以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标建立p-V坐标系，画出气体等温变化的p-V图像，由于图像是曲线，不能说明压强与体积成反比。 2.以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，建立p-坐标系，画出气体等温变化的p-图像，图像是　　　　的倾斜直线，说明压强与体积成　　　　
注意事项 1.适用条件是温度保持不变，所以操作要缓慢，才能保证温度不变。 2.要等到示数稳定之后，再去读数。 3.研究对象为一定质量的气体，要防止漏气
误差分析 1.实验的过程中存在漏气现象会造成误差，在实验的过程中要保证橡胶套的气密性。 2.下压柱塞或上拉柱塞过快，会造成气体温度升高，引起实验误差。 3.在读压力表和刻度尺示数时都会引起读数误差，因此要多测几次取平均值
教材原型实验
　
（2026·北京顺义模拟）利用“油膜法估测分子直径”实验体现了构建分子模型的物理思想，应用了通过对宏观量的测量来间接测量微观量的方法。
（1）某同学进行了下列操作：
A.向浅盘中倒入约2 cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上
B.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上扩展为形状稳定的油酸薄膜
C.取一定量的无水酒精和油酸，制成油酸酒精溶液。测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V
D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S
E.将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上
正确操作的合理顺序是　　　　　 （填字母代号）；
（2）若油酸酒精溶液体积浓度为0.10％，通过计算得到一滴溶液的体积为8.0×10－3mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为　　　　m。（计算结果保留2位有效数字）
（3）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是（　　）
A.滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B.计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
C.水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开
D.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2026·云南昆明模拟）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成　　　　（选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸的体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径d＝　　　　。
（2）某小组对已经配制好的油酸酒精溶液进行下列实验操作，请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：B　　　　C（用字母序号表示）。
（3）实验已经测得一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为8×10－12m3；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N，小方格的边长为L＝1 cm，如图所示。由图可知油膜面积为　　　m2；计算出油酸分子直径为　　　　 m。（以上结果均保留1位有效数字）
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
★（2026·福建厦门模拟）“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。
（1）某次实验中，数据表格内第2次至第8次压强没有记录，但其它操作规范。根据表格中第1次和第9次数据，推测出第7次的压强p7，其最接近的值是　　　　　。（选填：“A”或“B”或“C”或“D”）
次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
压强p/kPa 100.1 p7 179.9
体积V/m3 18 17 16 15 14 13 12 11 10
A.128.5 kPa B.138.4 kPa
C.149.9 kPa D.163.7 kPa
（2）若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，则封闭气体的真实体积为　　　（用V和V0表示）。
（3）从理论上讲p-图像可能接近下列哪个图？　　　　（填正确选项前字母）。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2026·山西太原模拟）某实验小组用如图所示的装置来探究气体的等温变化规律和大气压强，带有刻度的注射器内封闭了一定质量的理想气体，推动活塞来改变管内气体的体积V，用压强传感器测出管内、外气体的压强差Δp，多次改变V，测出多组V与Δp的对应值，并作出V－1-Δp图像，回答下列问题。
（1）下列说法正确的是　　　　（填正确选项前字母）。
A.若实验过程中注射器的气密性不好，对探究实验规律无影响
B.为了方便的拉活塞，手可握住注射器含气柱的部分
C.实验的过程要保持环境的温度和大气的压强不变
（2）做出的V－1-Δp图像如图乙所示，若图像的纵截距为b、斜率为k，则大气压强p0＝　　　　，若实验过程中环境的温度升高，则V－1-Δp图像的斜率会　　　　（选填“增大”或“减小”），纵截距会　　　　（选填“增大”或“减小”）。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
实验19　用油膜法估测油酸分子的大小
实验20　探究气体等温变化的规律
实验基础必备
一、单分子　　直径　　爽身　玻璃板
二、温度　体积　刻度尺　质量　温度　压强　过原点　反比
教材原型实验
【典例1】　（1）CABED　（2）2.0×10－9　（3）AC
解析：（1）本实验首先要制备油酸酒精溶液，并明确一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，同时通过量筒测出N滴油酸酒精溶液的体积；再向浅盘中倒入约2 cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上；然后将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘里的水面上，待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状；接着将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。最后用一滴溶液里纯油酸的体积除以其面积，恰好就是油酸分子的直径。故正确操作的步骤为CABED。
（2）一滴油酸酒精溶液中油酸的体积
V＝8.0×10－3×10－6 m3×0.10％＝8.0×10－12m3
油酸分子的直径d＝＝＝2.0×10－9 m。
（3）若将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，故A正确；计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则计算所用的面积S偏大，会导致计算结果偏小，故B错误；水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故C正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D错误。
【典例2】　（1）单层　　（2）FDE　（3）1×10－2　8×10－10
解析：（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性；若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸的体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径d＝。
（2）配制好油酸酒精溶液后，步骤为：往浅盘里倒入约2 cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上；用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，故将它们按操作先后顺序排列为BFDEC。
（3）由题图可知油膜面积为
S＝111L2＝111×12×10－4 m2≈1×10－2m2
油酸分子的直径为d＝＝m＝8×10－10m。
【典例3】　（1）C　（2）V＋V0　（3）D
解析：（1）根据气体等温变化规律，可得p1V1＝p7V7，代入数据解得p7＝150 kPa，与C选项接近。
（2）实验所测体积只是注射器内气体体积，若连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，则封闭气体的真实体积为V＋V0。
（3）根据气体等温变化规律有pV＝C，即p（V＋V0）＝C
整理得p＝·，图像的斜率为，随着增大，斜率减小，图线向下弯曲，故选D。
【典例4】　（1）C　（2）　减小　减小
解析：（1）为了确保所研究气体的质量一定，实验过程中需要注射器的气密性良好，否则对探究实验规律有影响，故A错误；为了确保气体温度不变，实验中不能用手握住注射器的空气柱部分，故B错误；为了探究气体的等温变化规律，实验中要保持环境的温度和大气的压强不变，故C正确。
（2）设大气压强为p0，根据玻意耳定律有pV＝C
管内、外气体的压强差Δp＝p－p0
联立解得V－1＝＋·Δp
若图像的纵截距为b、斜率为k，则有b＝，k＝
解得p0＝
根据理想气体状态方程有＝C'
管内、外气体的压强差Δp＝p－p0
联立解得V－1＝＋·Δp
可知，若实验过程中环境的温度升高，C'T增大，则V－1-Δp图像的斜率减小，纵截距会减小。
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