資源簡介

物理
第講　實驗：用油膜法估測油酸分子的大小
探究氣體等溫變化的規律
考點一　實驗：用油膜法估測油酸分子的大小
一、實驗思路
如圖所示，測出一滴油酸酒精溶液在水面上形成的單分子油膜面積，將油酸分子看成球形，用d＝計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個厚度d就是油酸分子的直徑。
二、實驗器材
清水、酒精、油酸、燒杯(或量筒)、淺盤(邊長約30～40 cm)、注射器(或滴管)、帶有坐標方格的玻璃板(或有機玻璃板、坐標紙)、彩筆、爽身粉、容量瓶(500 mL)。
三、實驗步驟
1．用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以免給實驗帶來誤差。
2．配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶內注入酒精，直到液面達到500 mL刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這樣就得到了500 mL含1 mL純油酸的油酸酒精溶液。
3．用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度讀取該段溶液的總體積VN，再把它一滴一滴地滴入燒杯中，記下液滴的總滴數N(或者用滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并記下量筒內增加一定體積VN時的滴數N)。
4．根據V0＝算出每滴油酸酒精溶液的體積V0。
5．向淺盤里倒入約2 cm深的水，并將爽身粉均勻地撒在水面上。
6．用注射器或滴管在水面上滴一滴油酸酒精溶液。
7．待油酸薄膜的形狀穩定后，將帶有坐標方格的玻璃板(或有機玻璃板)放在淺盤上，并用彩筆在玻璃板上描畫出油酸薄膜的形狀。
四、數據處理
1．根據畫有油膜輪廓的玻璃板上的坐標方格，計算輪廓范圍內正方形的個數，不足半個的舍去，多于半個的算一個。然后，把正方形的個數乘單個正方形的面積就得到油膜的面積S(或者將畫有油酸薄膜輪廓的有機玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數，不足半個的舍去，多于半個的算一個，算出油酸薄膜的面積S)。
2．根據油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴溶液中純油酸的體積V，并代入公式d＝算出油膜的厚度d。
3．重復實驗，多測幾次油膜的厚度，求平均值，即為油酸分子的直徑大小。
五、誤差分析
產生原因 減小辦法
偶然誤差： (1)油酸酒精溶液配制后長時間放置，溶液的濃度改變，會給實驗帶來較大誤差； (2)利用小格子數計算油膜面積時，輪廓的不規則性容易帶來計算誤差； (3)測量燒杯(或量筒)內溶液增加一定體積的滴數時，體積觀測不準確會帶來誤差； (4)油膜輪廓的畫線不準會帶來誤差 (1)為減小濃度的變化，可將配好的溶液密封； (2)計算輪廓范圍內小格子個數時，不足半個的舍去，多于半個格子的算一個。方格邊長越小，計算出的面積越精確； (3)選用內徑小的注射器，讀數時正視(或選用內徑小的量筒，讀數時平視)； (4)畫圖時圖線輪廓邊緣清晰
系統誤差： 將油酸分子看成球形且緊密排列，忽略了分子間隙 —
六、注意事項
1．注射器針頭高出水面的高度應在1 cm之內，當針頭靠水面很近(油酸酒精溶液未滴下)時，會發現針頭下方的粉層已被排開，這是由于針頭中酒精揮發所致，不影響實驗效果。
2．待測油酸膜擴散后又收縮，要在穩定后再畫輪廓，擴散后又收縮有兩個原因：一是水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復，二是酒精揮發后液面收縮。
3．當重做實驗時，水從淺盤的一側邊緣倒出，在這側邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持淺盤的清潔。
例1　利用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為0．05%(體積分數)的油酸酒精溶液、最小刻度為0．1 mL的量筒、盛有適量清水的規格為30 cm×40 cm的淺盤、爽身粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙。
(1)下面是實驗步驟，請填寫所缺的步驟C。
A．用滴管將濃度為0．05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時的滴數N；
B．將爽身粉均勻地撒在淺盤內的水面上，用滴管吸取濃度為0．05%的油酸酒精溶液，從靠近水面處向淺盤中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到穩定時油酸薄膜有足夠大的面積且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數n；
C．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數，算出油酸薄膜的面積為S cm2。
(2)用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的直徑大小為________ cm。
例2　在做“用油膜法估測分子直徑的大小”的實驗中：
(1)在本實驗中“將油酸分子看成緊密排列的球體，在水面形成單分子油膜”，體現的物理思想方法是________。
(2)若所用油酸酒精溶液的濃度約為每104 mL溶液中有純油酸6 mL。用注射器測得1 mL上述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，描出的油酸膜的輪廓形狀和尺寸如圖甲所示，坐標中正方形方格的邊長為1 cm，由此可估測油酸分子的直徑是________ m。(保留一位有效數字)
(3)如圖乙所示，將配制好的油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盤，下列說法正確的是________。
A．滴入油酸酒精溶液時，注射器針頭下端應遠離水面
B．為清晰顯示油膜的邊界，應滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉
C．滴入油酸酒精溶液后，出現如圖乙所示的圖樣是因為爽身粉撒得太少太薄
D．配制好的油酸酒精溶液放置太久，會導致分子直徑測量值偏小
考點二　實驗：探究氣體等溫變化的規律
一、實驗思路
本實驗的方法為控制變量法，即控制氣體的質量和溫度一定，探究氣體壓強與體積的關系。
二、實驗器材
鐵架臺、壓力表、注射器(帶橡膠套、柱塞)、刻度尺。
三、實驗步驟
1．按如圖所示，組裝實驗器材，在注射器下端的開口套緊橡膠套，密封一定質量的空氣。
2．測量空氣柱的體積V和壓強p。空氣柱的長度l可以通過刻度尺讀取，空氣柱長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V；空氣柱的壓強p可以從與注射器內空氣柱相連的壓力表讀取。
3．把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，再讀取一組空氣柱的長度與壓強的數據。
4．重復步驟3，獲取多組數據。
四、數據處理
1．以壓強p為縱坐標，以體積V為橫坐標，在坐標紙上描點作圖，分析p與V之間的關系。某次實驗的p V圖像如圖甲。
2．p V圖像不是線性關系圖像，很難判斷p與V的關系。由圖甲猜想p可能與V成反比，p還可能與V2成反比，……可以進一步通過圖像來檢驗這些猜想。
先以壓強p為縱坐標，以體積的倒數為橫坐標，把采集的各組數據在坐標紙上描點。如果p 圖像中的各點位于過原點的同一條直線上，就說明壓強跟體積的倒數成正比，即壓強與體積成反比。如果不在同一條直線上，再嘗試其他關系。
3．根據多次實驗的數據均可作出乙圖，由此可得到結論：一定質量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積的倒數成正比，即壓強與體積成反比。
五、誤差分析
1．漏氣造成空氣柱質量變化。
改進措施：給注射器柱塞涂潤滑油，使橡膠套盡量密封，壓強不要太大。
2．空氣柱溫度不恒定造成誤差。
改進措施：盡量在恒溫環境操作，移動柱塞盡量緩慢，且不能用手握住注射器封閉氣體部分。
3．空氣柱體積和氣壓測量不準確。
改進措施：采用較細的注射器和準確度高的壓力表。
例3　(1)“探究氣體等溫變化的規律”的實驗裝置如圖1所示，下列說法正確的是________。
A．實驗過程中應保持被封閉氣體的質量和溫度不發生變化
B．實驗中為找到體積與壓強的關系，一定要測量空氣柱的橫截面積
C．在柱塞上涂潤滑油，可以減小摩擦，從而減小氣體壓強測量的誤差
D．處理數據時采用p 圖像，是因為p 圖像比p V圖像更直觀
(2)如圖2是甲、乙兩同學在實驗中得到的p 圖像，若兩人實驗時均操作無誤且選取的坐標標度相同，所用氣體種類、質量及裝置均相同，則兩圖線斜率不同的原因可能是______________________________________________________________________________
____________。
例4　(2023·山東高考)利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內封閉一定質量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器相連。活塞上端固定一托盤，托盤中放入砝碼，待氣體狀態穩定后，記錄氣體壓強p和體積V(等于注射器示數V0與塑料管容積ΔV之和)。逐次增加砝碼質量，采集多組數據并作出擬合曲線如圖乙所示。
回答以下問題：
(1)在實驗誤差允許范圍內，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質量的氣體________。
A．p與V成正比 B．p與成正比
(2)若氣體被壓縮到V＝10．0 mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強為________ Pa(保留3位有效數字)。
(3)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，他的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值會隨p的增大而________(填“增大”或“減小”)。
例5　某同學通過圖1所示的實驗裝置，利用玻意耳定律來測定一顆形狀不規則的冰糖的體積。
(1)圖1中的A是________傳感器。
(2)將冰糖裝進注射器，通過推、拉活塞改變封閉氣體的體積和壓強。操作中，不能用手握住注射器封閉氣體部分，是為了________________；若實驗過程中不慎將活塞拔出針筒，則必須廢除之前獲得的數據，重做實驗，這是為了________________。
(3)實驗中通過活塞所在刻度讀取了多組氣體體積V及對應壓強p，為了在xOy坐標系中獲得直線圖像，應取y軸、x軸分別為________。
(4)選擇合適的坐標后，該同學通過描點作圖，得到直線的函數圖像如圖2所示，若已知傳感器和注射器連接處的軟管容積為V0，則這顆冰糖的體積為________。
課時作業
1．(2023·江蘇高考)在“探究氣體等溫變化的規律”的實驗中，實驗裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱為研究對象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是(　　)
A．把柱塞快速地向下壓
B．把柱塞緩慢地向上拉
C．在橡膠套處接另一注射器，快速推動該注射器柱塞
D．在橡膠套處接另一注射器，緩慢推動該注射器柱塞
2．用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是________________________________________________________________________。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以__________________
_______________________________________________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是__________________________________。
3．用油膜法估測分子直徑的實驗步驟如下：
A．向淺盤中倒入適量的水，并向水面均勻地撒入爽身粉；
B．將1 mL純油酸加入酒精中，得到2×103 mL的油酸酒精溶液；
C．把玻璃板放在方格紙上，計算出薄膜的面積S(坐標紙中正方形小方格的邊長為20 mm)；
D．將配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下50滴溶液的體積；
E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面穩定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓；
F．根據得到的數據，估算出油酸分子的直徑。
(1)上述步驟中，正確的順序是________(填步驟前的字母)。
(2)如圖所示為描出的油膜輪廓，油膜的面積約為________ m2。
(3)已知50滴溶液的體積為1 mL，估算油酸分子的直徑約為________ m(保留兩位有效數字)。
4．在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，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、表面撒有爽身粉的淺盤里，待水面穩定后，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________(用題中已給出的字母表示)。
(3)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，還需要知道油酸的________。
A．質量 B．體積
C．摩爾質量 D．摩爾體積
(4)某同學計算出的油酸分子直徑明顯偏大，可能的原因是________。
A．油酸酒精溶液中含有大量酒精
B．爽身粉撒太多，油膜未能充分展開
C．計算油膜面積時，將所有不完整的方格都作為一格保留
D．計算每滴溶液中純油酸的體積時，1 mL油酸酒精溶液的滴數多記了10滴
5．使用如圖1裝置做“探究氣體壓強與體積的關系”的實驗，已知壓力表通過細管與注射器內的空氣柱相連，細管隱藏在柱塞內部未在圖中標明。
(1)甲同學在實驗中，測得的實驗數據如表所示，仔細觀察“p·V”一欄中的數值，發現越來越小，造成這一現象的可能原因是________。
序號 V(mL) p(×105 Pa) p·V(×105 Pa·mL)
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．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力越來越大
B．實驗時環境溫度升高了
C．實驗時外界大氣壓強發生了變化
D．實驗時注射器內的氣體向外發生了泄漏
(2)乙同學在實驗中操作規范，讀數正確，經描點連線得V 圖像如圖2所示，已知該圖像為一條傾斜直線，但未過原點，其原因可能是____________________________________________。
6．如圖甲是某實驗小組利用氣體壓強傳感器探究“溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系”的實驗裝置。
(1)主要操作步驟如下，請補充缺失的內容：
①用注射器封閉一定質量的空氣，將注射器與壓強傳感器連接；
②從__________讀取并記錄氣體的體積V，同時從__________讀取并記錄對應的氣體壓強值p；
③緩慢推動(或拉動)活塞，再記錄一組V和p的值；
④重復上述步驟③，多次測量。
(2)用采集的各組數據在坐標紙上描點，繪制曲線如圖乙所示，根據繪制的p V圖線，________(選填“能”或“不能”)直觀判斷空氣柱的壓強與體積成反比。
(3)該同學測得封閉氣體的壓強p和體積V的多組數據，在坐標系中描點作圖，作出的圖線如圖丙所示。
①由圖可知該同學選用的橫軸為________；
②圖線后半段向上彎曲的原因可能是________。
A．改變氣體體積時推動活塞速度過快
B．推動活塞時，手握住注射器含有氣體的部分
C．推動活塞時有漏氣現象
D．拉動活塞時有進氣現象
7．(2024·河南省濟洛平許四市高三下三模)某同學想探究氣體壓強與體積的關系。如圖a所示儀器，在一有毫米刻度的直尺上固定一根一端封閉的細直均勻玻璃管，封閉端內腔頂部對準直尺的零刻度線，管內有一段被水銀封閉的空氣柱。
操作步驟如下：
①如圖b所示，用鐵支架固定木板，釘上白紙，用重垂線檢查使木板豎直，并在紙上作出一條豎直方向的直線。
②使直尺貼近白紙。從刻度尺上讀出空氣柱長度l，用鉛筆畫出水銀柱長度h′。
③將h′投影到豎直線上，量出水銀柱投影的高度h(mm)，將所得l、h的值填入事先設計好的表格中。
④使玻璃管在圖示平面內按不同角度傾斜，逐次測出l、h值并填入表內。
⑤分別計算封閉氣體壓強p值、體積V值(由于玻璃管是均勻的，設其截面積為S)。
根據實驗完成下列填空：
(1)測得本地大氣壓強值為h0(mmHg)，若某次使玻璃管開口向上豎直放置，測得空氣柱長度l1，水銀柱投影高度h1，則此狀態下，空氣柱的壓強寫作p1＝(h0＋h1) mmHg。另一次使玻璃管開口向下豎直放置(水銀未溢出)，測得空氣柱長度l2，水銀柱投影高度h2。若實驗成功，則h0、l1、h1、l2、h2應驗證滿足的關系為____________。
(2)為了更直觀得出氣體的壓強p和體積V是否成反比例關系，可將p V圖像轉化為________圖像。
(3)①將被封閉的空氣柱置于另一溫度環境中，重復實驗操作步驟；②換用不同氣柱重復實驗操作步驟。綜合實驗和日常學習可以總結出“氣體的體積和壓強成反比”成立的條件為：____________________。
（答案及解析）
例1　利用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為0．05%(體積分數)的油酸酒精溶液、最小刻度為0．1 mL的量筒、盛有適量清水的規格為30 cm×40 cm的淺盤、爽身粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙。
(1)下面是實驗步驟，請填寫所缺的步驟C。
A．用滴管將濃度為0．05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時的滴數N；
B．將爽身粉均勻地撒在淺盤內的水面上，用滴管吸取濃度為0．05%的油酸酒精溶液，從靠近水面處向淺盤中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到穩定時油酸薄膜有足夠大的面積且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數n；
C．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數，算出油酸薄膜的面積為S cm2。
(2)用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的直徑大小為________ cm。
[答案]　(1)待薄膜輪廓穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上　(2)
[解析]　(1)待薄膜輪廓穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上。
(2)每滴油酸酒精溶液的體積為 cm3，n滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為V＝×0．05% cm3，所以單個油酸分子的直徑大小為d＝＝ cm。
例2　在做“用油膜法估測分子直徑的大小”的實驗中：
(1)在本實驗中“將油酸分子看成緊密排列的球體，在水面形成單分子油膜”，體現的物理思想方法是________。
(2)若所用油酸酒精溶液的濃度約為每104 mL溶液中有純油酸6 mL。用注射器測得1 mL上述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，描出的油酸膜的輪廓形狀和尺寸如圖甲所示，坐標中正方形方格的邊長為1 cm，由此可估測油酸分子的直徑是________ m。(保留一位有效數字)
(3)如圖乙所示，將配制好的油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盤，下列說法正確的是________。
A．滴入油酸酒精溶液時，注射器針頭下端應遠離水面
B．為清晰顯示油膜的邊界，應滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉
C．滴入油酸酒精溶液后，出現如圖乙所示的圖樣是因為爽身粉撒得太少太薄
D．配制好的油酸酒精溶液放置太久，會導致分子直徑測量值偏小
[答案]　(1)建模法　(2)6×10－10　(3)D
[解析]　(1)此實驗把油酸分子看成緊密排列的球體，把在水面上形成的油膜看成是單分子油膜，是建立模型的方法。
(2)由題圖甲可知，油膜所占方格數約為129個，則油膜的面積S＝129×1 cm2＝129 cm2；每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積V＝×＝8×10－6 mL；則油酸分子的直徑d＝＝＝6×10－8 cm＝6×10－10 m。
(3)滴入油酸酒精溶液時，注射器針頭下端應靠近水面，使油酸均勻散開，防止液滴飛濺，故A錯誤；為清晰顯示油膜的邊界，應先撒上爽身粉再滴入油酸酒精溶液，故B錯誤；由題圖乙可知油膜沒有充分展開，說明水面上爽身粉撒得太多太厚，故C錯誤；配制好的油酸酒精溶液放置太久，由于酒精揮發，則油酸酒精溶液的濃度會偏大，則每滴油酸酒精溶液的油酸含量偏多，則計算油酸體積時使用的濃度數據偏小，即得到的油酸體積V偏小，則根據d＝可知分子直徑的測量值偏小，故D正確。
例3　(1)“探究氣體等溫變化的規律”的實驗裝置如圖1所示，下列說法正確的是________。
A．實驗過程中應保持被封閉氣體的質量和溫度不發生變化
B．實驗中為找到體積與壓強的關系，一定要測量空氣柱的橫截面積
C．在柱塞上涂潤滑油，可以減小摩擦，從而減小氣體壓強測量的誤差
D．處理數據時采用p 圖像，是因為p 圖像比p V圖像更直觀
(2)如圖2是甲、乙兩同學在實驗中得到的p 圖像，若兩人實驗時均操作無誤且選取的坐標標度相同，所用氣體種類、質量及裝置均相同，則兩圖線斜率不同的原因可能是______________________________________________________________________________
____________。
[答案]　(1)AD　(2)設定的溫度不同
[解析]　(1)本實驗采用的方法是控制變量法，所以要保持被封閉氣體的質量和溫度不變，A正確；由于注射器的橫截面積不變，所以只需測出空氣柱的長度即可，B錯誤；涂潤滑油的主要目的是防止漏氣，使被封閉氣體的質量不發生變化，而不是為了減小摩擦，C錯誤；一定質量的氣體等溫變化時，壓強p與體積V成反比，p 圖像是一條過原點的直線，而p V圖像是雙曲線的一支，所以p 圖像比p V圖像更直觀，D正確。
(2)在圖2中作平行于縱軸的輔助線，可知甲、乙兩同學所用氣體的體積相同時，甲所用氣體的壓強較大；根據生活經驗可知，當某種氣體的質量和體積一定時，溫度越高，壓強越大，所以兩圖線斜率不同的原因可能是實驗設定的溫度不同，甲同學所用氣體的溫度較高。
例4　(2023·山東高考)利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內封閉一定質量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器相連。活塞上端固定一托盤，托盤中放入砝碼，待氣體狀態穩定后，記錄氣體壓強p和體積V(等于注射器示數V0與塑料管容積ΔV之和)。逐次增加砝碼質量，采集多組數據并作出擬合曲線如圖乙所示。
回答以下問題：
(1)在實驗誤差允許范圍內，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質量的氣體________。
A．p與V成正比 B．p與成正比
(2)若氣體被壓縮到V＝10．0 mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強為________ Pa(保留3位有效數字)。
(3)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，他的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值會隨p的增大而________(填“增大”或“減小”)。
[答案]　(1)B　(2)204×103　(3)增大
[解析]　(1)在實驗誤差允許范圍內，圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線，說明在等溫情況下，一定質量的氣體p與成正比，即p與V成反比，故B正確，A錯誤。
(2)若氣體被壓縮到V＝10．0 mL，則有＝ mL－1＝100×10－3 mL－1，由圖乙可讀出封閉氣體壓強為p＝204×103 Pa。
(3)該同學的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值為p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV，其中ΔV為定值，可知pΔV會隨p的增大而增大。
例5　某同學通過圖1所示的實驗裝置，利用玻意耳定律來測定一顆形狀不規則的冰糖的體積。
(1)圖1中的A是________傳感器。
(2)將冰糖裝進注射器，通過推、拉活塞改變封閉氣體的體積和壓強。操作中，不能用手握住注射器封閉氣體部分，是為了________________；若實驗過程中不慎將活塞拔出針筒，則必須廢除之前獲得的數據，重做實驗，這是為了________________。
(3)實驗中通過活塞所在刻度讀取了多組氣體體積V及對應壓強p，為了在xOy坐標系中獲得直線圖像，應取y軸、x軸分別為________。
(4)選擇合適的坐標后，該同學通過描點作圖，得到直線的函數圖像如圖2所示，若已知傳感器和注射器連接處的軟管容積為V0，則這顆冰糖的體積為________。
[答案]　(1)壓強　(2)保持氣體溫度不變　保持氣體質量不變　(3)V、　(4)b＋V0
[解析]　(1)實驗需要測量氣體的體積與壓強，氣體體積可以由注射器上的刻度直接讀出，因此傳感器A是壓強傳感器。
(2)實驗需要保持氣體溫度與質量不變，操作中，不能用手握住注射器封閉氣體部分，是為了保持氣體溫度不變；若實驗過程中不慎將活塞拔出針筒，則必須廢除之前獲得的數據，重做實驗，這是為了保持氣體質量不變。
(3)(4)由玻意耳定律知p(V＋V0－V冰糖)＝C，即V＝C－V0＋V冰糖，p＝，要獲得直線圖像，應取y軸和x軸分別為V、，且由題圖2知，b＝－V0＋V冰糖，所以冰糖的體積為V冰糖＝b＋V0。
課時作業
1．(2023·江蘇高考)在“探究氣體等溫變化的規律”的實驗中，實驗裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱為研究對象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是(　　)
A．把柱塞快速地向下壓
B．把柱塞緩慢地向上拉
C．在橡膠套處接另一注射器，快速推動該注射器柱塞
D．在橡膠套處接另一注射器，緩慢推動該注射器柱塞
答案：B
解析：該實驗探究一定質量的氣體等溫變化的規律，所以應保證氣體在狀態變化過程中的質量不變、溫度不變，因此實驗中要保證空氣柱封閉，不能接另一注射器注入或抽出氣體，保證氣體質量不變；另外實驗中要緩慢下壓或上拉柱塞，使注射器內封閉氣體與外界有足夠時間進行熱交換，保證氣體溫度不變。故選B。
2．用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是________________________________________________________________________。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以__________________
_______________________________________________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是__________________________________。
答案：使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜　把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1 mL油酸酒精溶液的滴數，得到一滴溶液中純油酸的體積　單分子層油膜的面積
解析：用油膜法估測分子直徑時，需使油酸在水面上形成單分子層油膜，為使油酸盡可能地散開，將油酸用酒精稀釋。要測出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，需要測量一滴油酸酒精溶液的體積，可用累積法，即測量出1 mL油酸酒精溶液的滴數。根據V＝Sd，要求得油酸分子的直徑d，則需要測出單分子層油膜的面積，以及一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積。
3．用油膜法估測分子直徑的實驗步驟如下：
A．向淺盤中倒入適量的水，并向水面均勻地撒入爽身粉；
B．將1 mL純油酸加入酒精中，得到2×103 mL的油酸酒精溶液；
C．把玻璃板放在方格紙上，計算出薄膜的面積S(坐標紙中正方形小方格的邊長為20 mm)；
D．將配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下50滴溶液的體積；
E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面穩定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓；
F．根據得到的數據，估算出油酸分子的直徑。
(1)上述步驟中，正確的順序是________(填步驟前的字母)。
(2)如圖所示為描出的油膜輪廓，油膜的面積約為________ m2。
(3)已知50滴溶液的體積為1 mL，估算油酸分子的直徑約為________ m(保留兩位有效數字)。
答案：(1)BDAECF　(2)0．0224　(3)4．5×10－10
解析：(1)題中所述步驟中，正確的順序是BDAECF。
(2)由圖可知，油膜輪廓內的小正方形格數約為56，則油膜的面積約為56×4 cm2＝0．0224 m2。
(3)1滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為V＝×10－6 m3＝10－11 m3，則油酸分子的直徑約為d＝＝ m≈4．5×10－10 m。
4．在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，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、表面撒有爽身粉的淺盤里，待水面穩定后，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________(用題中已給出的字母表示)。
(3)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，還需要知道油酸的________。
A．質量 B．體積
C．摩爾質量 D．摩爾體積
(4)某同學計算出的油酸分子直徑明顯偏大，可能的原因是________。
A．油酸酒精溶液中含有大量酒精
B．爽身粉撒太多，油膜未能充分展開
C．計算油膜面積時，將所有不完整的方格都作為一格保留
D．計算每滴溶液中純油酸的體積時，1 mL油酸酒精溶液的滴數多記了10滴
答案：(1)單分子　直徑　(2) 　(3)D　(4)B
解析：(1)此估測方法是將每個油酸分子視為球形，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數為，體積為C的油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V＝，1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V0＝，油酸分子的直徑大小為d＝＝。
(3)用油膜法估算出油酸分子的直徑后，可以根據球的體積公式估算出1個油酸分子的體積，要測定阿伏加德羅常數，還需要知道NA個油酸分子的總體積，即油酸的摩爾體積，故選D。
(4)油酸酒精溶液中含有大量酒精，若一滴油酸酒精溶液中所含油酸的體積計算準確，油膜的面積測量正確，就不會造成實驗結果明顯偏大，故A錯誤；爽身粉撒太多，油膜未能充分展開，S測量值偏小，會造成d測量值偏大，故B正確；計算油膜面積時，將所有不完整的方格都作為一格保留，S測量值偏大，會造成d測量值偏小，故C錯誤；計算每滴溶液中純油酸的體積時，1 mL油酸酒精溶液的滴數多記了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，會造成d測量值偏小，故D錯誤。
5．使用如圖1裝置做“探究氣體壓強與體積的關系”的實驗，已知壓力表通過細管與注射器內的空氣柱相連，細管隱藏在柱塞內部未在圖中標明。
(1)甲同學在實驗中，測得的實驗數據如表所示，仔細觀察“p·V”一欄中的數值，發現越來越小，造成這一現象的可能原因是________。
序號 V(mL) p(×105 Pa) p·V(×105 Pa·mL)
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．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力越來越大
B．實驗時環境溫度升高了
C．實驗時外界大氣壓強發生了變化
D．實驗時注射器內的氣體向外發生了泄漏
(2)乙同學在實驗中操作規范，讀數正確，經描點連線得V 圖像如圖2所示，已知該圖像為一條傾斜直線，但未過原點，其原因可能是____________________________________________。
答案：(1)D
(2)連接壓力表和注射器內空氣柱的細管中有氣體未計入
解析：(1)實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大，不會影響氣體的壓強與體積的測量，A錯誤；實驗時若環境溫度升高了，則由氣體壓強的微觀解釋分析可知，“p·V”值將增大，B錯誤；實驗時封閉氣體壓強與外界大氣壓強無關，C錯誤；實驗時若注射器內的氣體向外發生了泄漏，由氣體壓強的微觀解釋分析可知，“p·V”值減小，D正確。
(2)V 圖像是一條傾斜直線，但未過原點，而是過(0，－V0)點，則p·(V＋V0)＝恒量，其原因可能是連接壓力表和注射器內空氣柱的細管中有氣體未計入。
6．如圖甲是某實驗小組利用氣體壓強傳感器探究“溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系”的實驗裝置。
(1)主要操作步驟如下，請補充缺失的內容：
①用注射器封閉一定質量的空氣，將注射器與壓強傳感器連接；
②從__________讀取并記錄氣體的體積V，同時從__________讀取并記錄對應的氣體壓強值p；
③緩慢推動(或拉動)活塞，再記錄一組V和p的值；
④重復上述步驟③，多次測量。
(2)用采集的各組數據在坐標紙上描點，繪制曲線如圖乙所示，根據繪制的p V圖線，________(選填“能”或“不能”)直觀判斷空氣柱的壓強與體積成反比。
(3)該同學測得封閉氣體的壓強p和體積V的多組數據，在坐標系中描點作圖，作出的圖線如圖丙所示。
①由圖可知該同學選用的橫軸為________；
②圖線后半段向上彎曲的原因可能是________。
A．改變氣體體積時推動活塞速度過快
B．推動活塞時，手握住注射器含有氣體的部分
C．推動活塞時有漏氣現象
D．拉動活塞時有進氣現象
答案：(1)注射器刻度　壓強傳感器　(2)不能　(3)①　②AB
解析：(1)根據題圖甲可知，應從注射器刻度讀取并記錄氣體的體積V，同時從壓強傳感器讀取并記錄對應的氣體壓強值p。
(2)根據繪制的p V圖線，不能直觀判斷空氣柱的壓強與體積成反比，原因是p V圖線是曲線，只能猜想p與V成反比，需要將曲線轉化為直線進一步檢驗。
(3)①根據玻意耳定律有pV＝C，則有p＝C·，圖丙中圖像的前一部分為過原點的傾斜的直線，可知該同學選用的橫軸為。
②若改變氣體體積時推動活塞速度過快，外界對封閉氣體快速做功，因缺少充分的熱交換，封閉氣體溫度升高，與緩慢推動活塞到同一位置相比，所測氣體壓強會偏高，則隨著的增大，圖線向上彎曲，A正確；推動活塞時，手握住注射器含有氣體的部分，人體的溫度高于封閉氣體的溫度，導致封閉氣體溫度升高，與正確操作并推動活塞到同一位置相比，所測氣體壓強會偏高，則隨著的增大，圖線向上彎曲，B正確；若推動活塞時有漏氣現象，與正確操作并推動活塞到同一位置，且無漏氣現象相比，氣體的質量減小，則所測氣體壓強減小，即隨著的增大，壓強偏小，則圖線向下彎曲，C錯誤；若拉動活塞時有進氣現象，與正確操作并拉動活塞到同一位置，且無進氣現象相比，氣體的質量增大，則所測氣體壓強增大，即隨著的減小，壓強偏大，隨著的增大，壓強偏小，則圖線向下彎曲，D錯誤。
7．(2024·河南省濟洛平許四市高三下三模)某同學想探究氣體壓強與體積的關系。如圖a所示儀器，在一有毫米刻度的直尺上固定一根一端封閉的細直均勻玻璃管，封閉端內腔頂部對準直尺的零刻度線，管內有一段被水銀封閉的空氣柱。
操作步驟如下：
①如圖b所示，用鐵支架固定木板，釘上白紙，用重垂線檢查使木板豎直，并在紙上作出一條豎直方向的直線。
②使直尺貼近白紙。從刻度尺上讀出空氣柱長度l，用鉛筆畫出水銀柱長度h′。
③將h′投影到豎直線上，量出水銀柱投影的高度h(mm)，將所得l、h的值填入事先設計好的表格中。
④使玻璃管在圖示平面內按不同角度傾斜，逐次測出l、h值并填入表內。
⑤分別計算封閉氣體壓強p值、體積V值(由于玻璃管是均勻的，設其截面積為S)。
根據實驗完成下列填空：
(1)測得本地大氣壓強值為h0(mmHg)，若某次使玻璃管開口向上豎直放置，測得空氣柱長度l1，水銀柱投影高度h1，則此狀態下，空氣柱的壓強寫作p1＝(h0＋h1) mmHg。另一次使玻璃管開口向下豎直放置(水銀未溢出)，測得空氣柱長度l2，水銀柱投影高度h2。若實驗成功，則h0、l1、h1、l2、h2應驗證滿足的關系為____________。
(2)為了更直觀得出氣體的壓強p和體積V是否成反比例關系，可將p V圖像轉化為________圖像。
(3)①將被封閉的空氣柱置于另一溫度環境中，重復實驗操作步驟；②換用不同氣柱重復實驗操作步驟。綜合實驗和日常學習可以總結出“氣體的體積和壓強成反比”成立的條件為：____________________。
答案：(1)(h0＋h1)l1＝(h0－h2)l2
(2)p 或 V
(3)氣體的種類不變，質量不變，溫度不變(或氣體物質的量不變，溫度不變)
解析：(1)玻璃管開口向上時，封閉氣體壓強為p1＝(h0＋h1) mmHg，體積為V1＝l1·S，玻璃管開口向下時，封閉氣體壓強為p2＝(h0－h2) mmHg，體積為V2＝l2·S，根據玻意耳定律可得p1V1＝p2V2，即(h0＋h1)l1＝(h0－h2)l2。
(2)根據玻意耳定律可知pV＝C，所以有p＝或＝，由此可知，為了更直觀得出氣體的壓強p和體積V是否成反比例關系，可將p V圖像轉化為p 或 V圖像。
(3)由玻意耳定律可知，“氣體的體積和壓強成反比”成立的條件為：氣體的種類不變，質量不變，溫度不變或氣體物質的量不變，溫度不變。
15(共52張PPT)
第十五章　熱學
第5講　實驗：用油膜法估測油酸分子的大小探究氣體等溫變化的規律
目錄
1
2
3
考點一　實驗：用油膜法估測油酸分子的大小
考點二　實驗：探究氣體等溫變化的規律
課時作業
考點一　實驗：用油膜法估測油酸分子的大小
5．向淺盤里倒入約2 cm深的水，并將爽身粉均勻地撒在水面上。
6．用注射器或滴管在水面上滴一滴油酸酒精溶液。
7．待油酸薄膜的形狀穩定后，將帶有坐標方格的玻璃板(或有機玻璃板)放在淺盤上，并用彩筆在玻璃板上描畫出油酸薄膜的形狀。
四、數據處理
1．根據畫有油膜輪廓的玻璃板上的坐標方格，計算輪廓范圍內正方形的個數，不足半個的舍去，多于半個的算一個。然后，把正方形的個數乘單個正方形的面積就得到油膜的面積S(或者將畫有油酸薄膜輪廓的有機玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數，不足半個的舍去，多于半個的算一個，算出油酸薄膜的面積S)。
五、誤差分析
產生原因 減小辦法
偶然誤差： (1)油酸酒精溶液配制后長時間放置，溶液的濃度改變，會給實驗帶來較大誤差； (2)利用小格子數計算油膜面積時，輪廓的不規則性容易帶來計算誤差； (3)測量燒杯(或量筒)內溶液增加一定體積的滴數時，體積觀測不準確會帶來誤差； (4)油膜輪廓的畫線不準會帶來誤差 (1)為減小濃度的變化，可將配好的溶液密封；
(2)計算輪廓范圍內小格子個數時，不足半個的舍去，多于半個格子的算一個。方格邊長越小，計算出的面積越精確；
(3)選用內徑小的注射器，讀數時正視(或選用內徑小的量筒，讀數時平視)；
(4)畫圖時圖線輪廓邊緣清晰
系統誤差： 將油酸分子看成球形且緊密排列，忽略了分子間隙 —
六、注意事項
1．注射器針頭高出水面的高度應在1 cm之內，當針頭靠水面很近(油酸酒精溶液未滴下)時，會發現針頭下方的粉層已被排開，這是由于針頭中酒精揮發所致，不影響實驗效果。
2．待測油酸膜擴散后又收縮，要在穩定后再畫輪廓，擴散后又收縮有兩個原因：一是水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復，二是酒精揮發后液面收縮。
3．當重做實驗時，水從淺盤的一側邊緣倒出，在這側邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持淺盤的清潔。
例1　利用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為0．05%(體積分數)的油酸酒精溶液、最小刻度為0．1 mL的量筒、盛有適量清水的規格為30 cm×40 cm的淺盤、爽身粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙。
(1)下面是實驗步驟，請填寫所缺的步驟C。
A．用滴管將濃度為0．05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時的滴數N；
B．將爽身粉均勻地撒在淺盤內的水面上，用滴管吸取濃度為0．05%的油酸酒精溶液，從靠近水面處向淺盤中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到穩定時油酸薄膜有足夠大的面積且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數n；
C．____________________________________________________________________________________________________________________________________；
D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數，算出油酸薄膜的面積為S cm2。
(2)用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的直徑大小為________ cm。
待薄膜輪廓穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上
例2　在做“用油膜法估測分子直徑的大小”的實驗中：
(1)在本實驗中“將油酸分子看成緊密排列的球體，在水面形成單分子油膜”，體現的物理思想方法是________。
(2)若所用油酸酒精溶液的濃度約為每104 mL溶液中有純
油酸6 mL。用注射器測得1 mL上述溶液為75滴，把1滴該溶液
滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，描出的油酸膜的輪廓形狀
和尺寸如圖甲所示，坐標中正方形方格的邊長為1 cm，由此可
估測油酸分子的直徑是________ m。(保留一位有效數字)
建模法
6×10－10
(3)如圖乙所示，將配制好的油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盤，下列說法正確的是________。
A．滴入油酸酒精溶液時，注射器針頭下端應遠離水面
B．為清晰顯示油膜的邊界，應滴入油酸酒精溶液后再
撒上爽身粉
C．滴入油酸酒精溶液后，出現如圖乙所示的圖樣是因為爽身粉撒得太少太薄
D．配制好的油酸酒精溶液放置太久，會導致分子直徑測量值偏小
D
考點二　實驗：探究氣體等溫變化的規律
一、實驗思路
本實驗的方法為控制變量法，即控制氣體的質量和溫度一定，探究氣體壓強與體積的關系。
二、實驗器材
鐵架臺、壓力表、注射器(帶橡膠套、柱塞)、刻度尺。
三、實驗步驟
1．按如圖所示，組裝實驗器材，在注射器下端的開
口套緊橡膠套，密封一定質量的空氣。
2．測量空氣柱的體積V和壓強p。空氣柱的長度l可以通過刻度尺讀取，空氣柱長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V；空氣柱的壓強p可以從與注射器內空氣柱相連的壓力表讀取。
3．把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，再讀取一組空氣柱的長度與壓強的數據。
4．重復步驟3，獲取多組數據。
四、數據處理
1．以壓強p為縱坐標，以體積V為橫坐標，在坐標紙上描點
作圖，分析p與V之間的關系。某次實驗的p V圖像如圖甲。
五、誤差分析
1．漏氣造成空氣柱質量變化。
改進措施：給注射器柱塞涂潤滑油，使橡膠套盡量密封，壓強不要太大。
2．空氣柱溫度不恒定造成誤差。
改進措施：盡量在恒溫環境操作，移動柱塞盡量緩慢，且不能用手握住注射器封閉氣體部分。
3．空氣柱體積和氣壓測量不準確。
改進措施：采用較細的注射器和準確度高的壓力表。
AD
設定的溫度不同
B
(2)若氣體被壓縮到V＝10．0 mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強為________ Pa(保留3位有效數字)。
(3)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則在計算pV乘積時，他的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值會隨p的增大而________(填“增大”或“減小”)。
204×103
增大
例5　某同學通過圖1所示的實驗裝置，利用玻意耳定律來測定一顆形狀不規則的冰糖的體積。
(1)圖1中的A是________傳感器。
(2)將冰糖裝進注射器，通過推、拉活塞改變封閉氣體的體積和壓強。操作中，不能用手握住注射器封閉氣體部分，是為了________________；若實驗過程中不慎將活塞拔出針筒，則必須廢除之前獲得的數據，重做實驗，這是為了________________。
壓強
保持氣體溫度不變
保持氣體質量不變
b＋V0
課時作業
1．(2023·江蘇高考)在“探究氣體等溫變化的規律”的實驗中，實驗裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱為研究對象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是(　　)
A．把柱塞快速地向下壓
B．把柱塞緩慢地向上拉
C．在橡膠套處接另一注射器，快速推動該注射器柱塞
D．在橡膠套處接另一注射器，緩慢推動該注射器柱塞
解析：該實驗探究一定質量的氣體等溫變化的規律，所以應保證氣體在狀態變化過程中的質量不變、溫度不變，因此實驗中要保證空氣柱封閉，不能接另一注射器注入或抽出氣體，保證氣體質量不變；另外實驗中要緩慢下壓或上拉柱塞，使注射器內封閉氣體與外界有足夠時間進行熱交換，保證氣體溫度不變。故選B。
2．用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是____________________________________________。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以________________________________________________________________________________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是____________________。
使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜
把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1 mL油酸酒精溶液的滴數，得到一滴溶液中純油酸的體積
單分子層油膜的面積
解析：用油膜法估測分子直徑時，需使油酸在水面上形成單分子層油膜，為使油酸盡可能地散開，將油酸用酒精稀釋。要測出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，需要測量一滴油酸酒精溶液的體積，可用累積法，即測量出1 mL油酸酒精溶液的滴數。根據V＝Sd，要求得油酸分子的直徑d，則需要測出單分子層油膜的面積，以及一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積。
3．用油膜法估測分子直徑的實驗步驟如下：
A．向淺盤中倒入適量的水，并向水面均勻地撒入爽身粉；
B．將1 mL純油酸加入酒精中，得到2×103 mL的油酸酒精溶液；
C．把玻璃板放在方格紙上，計算出薄膜的面積S(坐標紙中正方形小方格的邊長為20 mm)；
D．將配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下50滴溶液的體積；
E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面穩定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓；
F．根據得到的數據，估算出油酸分子的直徑。
(1)上述步驟中，正確的順序是________(填步驟前的字母)。
(2)如圖所示為描出的油膜輪廓，油膜的面積約為________ m2。
(3)已知50滴溶液的體積為1 mL，估算油酸分子的直徑約為_____________ m (保留兩位有效數字)。
BDAECF
0．0224
4．5×10－10
4．在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，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、表面撒有爽身粉的淺盤里，待水面穩定后，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________(用題中已給出的字母表示)。
單分子
直徑
(3)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，還需要知道油酸的________。
A．質量 　 　　　B．體積　　　　C．摩爾質量 　　　　 D．摩爾體積
(4)某同學計算出的油酸分子直徑明顯偏大，可能的原因是________。
A．油酸酒精溶液中含有大量酒精
B．爽身粉撒太多，油膜未能充分展開
C．計算油膜面積時，將所有不完整的方格
都作為一格保留
D．計算每滴溶液中純油酸的體積時，1 mL
油酸酒精溶液的滴數多記了10滴
D
B
(3)用油膜法估算出油酸分子的直徑后，可以根據球的體積公式估算出1個油酸分子的體積，要測定阿伏加德羅常數，還需要知道NA個油酸分子的總體積，即油酸的摩爾體積，故選D。
(4)油酸酒精溶液中含有大量酒精，若一滴油酸酒精溶液中所含油酸的體積計算準確，油膜的面積測量正確，就不會造成實驗結果明顯偏大，故A錯誤；爽身粉撒太多，油膜未能充分展開，S測量值偏小，會造成d測量值偏大，故B正確；計算油膜面積時，將所有不完整的方格都作為一格保留，S測量值偏大，會造成d測量值偏小，故C錯誤；計算每滴溶液中純油酸的體積時，1 mL油酸酒精溶液的滴數多記了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，會造成d測量值偏小，故D錯誤。
5．使用如圖1裝置做“探究氣體壓強與體積的關系”的實驗，已知壓力表通過細管與注射器內的空氣柱相連，細管隱藏在柱塞內部未在圖中標明。
(1)甲同學在實驗中，測得的實驗數據如表所示，仔細觀察“p·V”一欄中的數值，發現越來越小，造成這一現象的可能原因是_____。
A．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩
擦力越來越大
B．實驗時環境溫度升高了
C．實驗時外界大氣壓強發生了變化
D．實驗時注射器內的氣體向外發生
了泄漏
序號 V(mL) p(×105 Pa) p·V(×105 Pa·mL)
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
D
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　連接壓力表和注射器內空氣柱的細管中有氣體未計入
6．如圖甲是某實驗小組利用氣體壓強傳感器探究“溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系”的實驗裝置。
(1)主要操作步驟如下，請補充缺失的內容：
①用注射器封閉一定質量的空氣，將注射器與壓強傳感器連接；
②從__________讀取并記錄氣體的體積V，同時從__________讀取并記錄對應的氣體壓強值p；
③緩慢推動(或拉動)活塞，再記錄一組V和p的值；
④重復上述步驟③，多次測量。
注射器刻度
壓強傳感器
(2)用采集的各組數據在坐標紙上描點，繪制曲線如圖乙所示，根據繪制的p V圖線，________(選填“能”或“不能”)直觀判斷空氣柱的壓強與體積成反比。
(3)該同學測得封閉氣體的壓強p和體積V的多組數據，
在坐標系中描點作圖，作出的圖線如圖丙所示。
①由圖可知該同學選用的橫軸為________；
②圖線后半段向上彎曲的原因可能是________。
A．改變氣體體積時推動活塞速度過快
B．推動活塞時，手握住注射器含有氣體的部分
C．推動活塞時有漏氣現象
D．拉動活塞時有進氣現象
不能
7．(2024·河南省濟洛平許四市高三下三模)某同學想探究氣體壓強與體積的關系。如圖a所示儀器，在一有毫米刻度的直尺上固定一根一端封閉的細直均勻玻璃管，封閉端內腔頂部對準直尺的零刻度線，管內有一段被水銀封閉的空氣柱。
操作步驟如下：
①如圖b所示，用鐵支架固定木板，釘上白紙，用重垂
線檢查使木板豎直，并在紙上作出一條豎直方向的直線。
②使直尺貼近白紙。從刻度尺上讀出空氣柱長度l，用鉛筆畫出水銀柱長度h′。
③將h′投影到豎直線上，量出水銀柱投影的高度h(mm)，將所得l、h的值填入事先設計好的表格中。
④使玻璃管在圖示平面內按不同角度傾斜，逐次測出l、h值并填入表內。
⑤分別計算封閉氣體壓強p值、體積V值(由于玻璃管是均勻的，設其截面積為S)。
根據實驗完成下列填空：
(1)測得本地大氣壓強值為h0(mmHg)，若某次使玻璃管開口向上豎直放置，測得空氣柱長度l1，水銀柱投影高度h1，則此狀態下，空氣柱的壓強寫作p1＝(h0＋h1) mmHg。另一次使玻璃管開口向下豎直放置(水銀未溢出)，測得空氣柱長度l2，水銀柱投影高度h2。若實驗成功，則h0、l1、h1、l2、h2應驗證滿足的關系為____________________。
(2)為了更直觀得出氣體的壓強p和體積V是否成反比例關系，可將p V圖像轉化為________圖像。
(h0＋h1)l1＝(h0－h2)l2
(3)①將被封閉的空氣柱置于另一溫度環境中，重復實驗操作步驟；②換用不同氣柱重復實驗操作步驟。綜合實驗和日常學習可以總結出“氣體的體積和壓強成反比”成立的條件為：____________________________________________________
___________________。
　　　　　　　　　　氣體的種類不變，質量不變，溫度不變(或氣體物質的量不變，溫度不變)

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