【得分宝典】高中物理 实验过关专题四.doc

得分宝典之高中物理实验过关专题四 典例解析 例1 利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是（）a一滴油的体积和它的密度b一滴油的体积和它散成油膜的最大面积c一滴油的质量和它的密度d一滴油形成油膜的厚度和它的密度解析：利用单分子油膜法估测分子的直径时，油应在水面上尽可能散成单分子油膜，只有单分子油膜的厚度才是分子的直径，因此d中，s应为油散成的油膜的最大面积，所以只有b项正确。答案：b点评： 高考真题解析 1（2010上海）用dis研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下： 把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接；移动活塞，记录注射器的刻度值v，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；用图像处理实验数据，得出如图2所示图线，（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_；（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_和_；（3）如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表_。解析：（1）用润滑油凃活塞 慢慢抽动活塞、活塞导热 （3）体积读数值比实际值大。根据，c为定值，则。答案：（1）用润滑油凃活塞（2）慢慢抽动活塞、活塞导热 （3）注射器与此压强传感器连接部位的体积 过关测试 1某同学在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，计算出的分子直径结果明显偏大，可能是由于（ ）a油酸未完全散开 b油酸中含有大量酒精c计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格d求每滴体积时，lml的溶液的滴数多计了10滴2在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000ml溶液中有纯油酸0.6ml，用注射器测得1ml上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，求： （1）油酸薄膜的面积是_ cm2 。（2）实验测出油酸分子的直径是_ m。（结果保留两位有效数字）（3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？_ 。 （4）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常 数，如果已知体积为的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为，这种油的密度为，摩尔质量为，则阿伏加德罗常数的表达式为_。2（1）115120均可 （2）均可（3）让油膜在水面上形成单分子油膜 （4） 3在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，有下列操作步骤，请补充实验步骤c的内容及实验步骤e中的计算式：a用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入1 ml的油酸酒精溶液的滴数n；b将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足够大，且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；c_d将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1 cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m；e用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径d= _cm4（1）用油膜法估测油酸分子直径的大小现将1滴配置好的油酸溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面上尽可能散开，待液面稳定后，在水面上形成油酸的_油膜；把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示，已知坐标方格边长为l，按要求数出油膜轮廓线包括的方格是n个，则油酸的面积约是_cm2；已知1滴油酸溶液中含纯油酸的体积为v0，由以上数据估测出油酸分子的直径为_cm. 4 单分子层 nl2 5（2012青浦等四区联考）某学生用注射器和弹簧秤来测大气压强，已知注射器的活塞横截面积为s，实验有以下步骤： a读出初状态气体的体积v1b将活塞移到某一适当位置，用橡皮帽将注射器小孔封住c读出活塞被拉出一定距离后气体的体积v2和弹簧秤拉力fd用弹簧秤将活塞拉出一定的距离e水平固定注射器（1）该学生的实验步骤的顺序应该是 。（用字母表示）（2）其测得大气压的表达式为 p0 。5（1）ebadc ；p0（2） 解析：（1）根据实验的正确程序，应是先安装器材，记录初状态和末状态，对数据分析得出结论。故顺序为ebadc ；（2）根据活塞受力情况可知，f=ps，p=p0-p2；而p1v1= p2v2；以上几式联立可得第二类 测量型实验大题过关典例解析 例2 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验简要步骤如下： a根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积v.b用浅盘装入约2 cm深的水. c将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上. d将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积s.e用公式求出薄膜厚度，即油酸分子的大小. 上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：（1） _（2） _高考真题解析 1（2011全国卷1）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： 往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 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。 将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空： （1）上述步骤中，正确的顺序是_。（填写步骤前面的数字） （2）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为_m。（结果保留l位有效数字）解析：（1） （2）510-10m 答案：（1） （2）510-10m过关测试 1在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：取油酸1.00ml注入250ml的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250ml的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液。用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.00ml为止，恰好共滴了100滴。在水盘内注入蒸馏水，静置后滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜。测得此油膜面积为3.60102cm2利用数据可求得油酸分子的直径为_m.（结果保留一位有效数字）2在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。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。将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：（1）上述步骤中，正确的顺序是_.（填写步骤前面的数字）（2）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2，由此估算出油酸分子的直径为_m.（结果保留l位有效数字）3在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104ml溶液中有纯油酸6ml，用注射器量得1ml上述溶液中有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为20mm。则： 油酸膜的面积是_m2； 每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_m.4（1）用游标为50分度的卡尺测量某圆筒的外径时，卡尺上的示数如图6所示，可读出圆筒的外径为_mm 。（2）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，以下几个主要的操作步骤相应要获得的实验数据是：a配制酒精油酸溶液时，必须记录并算出_ 。b用滴管取配制好的酒精油酸溶液，然后逐滴滴入量筒中，这一步骤是为了测出_ _ 。c用滴管将配制好的酒精油酸溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜的形状稳定后，这一步骤是为了测出 。4（1）15.14mm （2）a酒精油酸溶液的浓度（或每ml酒精油酸溶液中油酸的体积） b一滴酒精油酸溶液的体积（或n滴酒精油酸溶液的总体积）c一滴酒精油酸溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积解析：（1）根据读数规则，先看小格数，来确定精度，然后，读主尺整毫米数为15mm，再读游标尺的小数部分0.14mm，所以，读数为15.14mm。 （2） a酒精油酸溶液的浓度（或每ml酒精油酸溶液中油酸的体积） b一滴酒精油酸溶液的体积（或n滴酒精油酸溶液的总体积） c一滴酒精油酸溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积5在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：取油酸1.00ml注入250ml的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250ml的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.00ml为止，恰好共滴了100滴在水盘内注入蒸馏水，静置后滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜测得此油膜面积为3.60102cm2（1）这种粗测方法是将每个分子视为_，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为_，这层油膜的厚度可视为油分子的_.（2）利用数据可求得油酸分子的直径为_m第三类 探究型实验大题过关典例解析 例3 （1）利用油膜可粗略地测定分子的大小和阿伏伽德罗常数。若已知n滴油的总体积为v，一滴油形成的油膜面积为s，则每个油分子的直径d=_；（2） 利用扫描隧道显微镜（stm）可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律，下面的照片是一些晶体材料表面的stm图象：通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征，则：（1）构成这些晶体材料的原子在物质表面排列的共同特点是 ； （2）推测这些晶体材料在外观形状和机械强度、传热、导电等性质方面的特点是 。解析：（1）根据题意，得一滴油酸体积为v/n，直径d=；（2） 在确定方向上原子有规律地排列；在不同方向上原子的排列规律一般不同；原子排列具有一定对称性等（只要答出其中一点或有其中任意一点的意思即可得满分） 形状规则；机械强度、传热、导电等性质方面，因不同方向而有所不同即各向异性（只要答出其中一点或有其中任意一点的意思即可得满分）答案：（1） （2）在确定方向上原子有规律地排列；在不同方向上原子的排列规律一般不同；原子排列具有一定对称性等（只要答出其中一点或有其中任意一点的意思即可得满分） 形状规则；机械强度、传热、导电等性质方面，因不同方向而有所不同即各向异性（只要答出其中一点或有其中任意一点的意思即可得满分）点评：高考真题解析 1（2011上海）在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，（1）某同学操作步骤如下：取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。改正其中的错误： （2）若油酸酒精溶液体积浓度为，一滴溶液的体积为，其形成的油膜面积为，则估测出油酸分子的直径为 m。 2（2009上海）利用图（a）实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置，管内塞有潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端a吹气，棉球从另一端b飞出，测得玻璃管内部截面积s，距地面高度h，棉球质量m，开始时的静止位置与管口b的距离x，落地点c与管口b的水平距离l。然后多次改变x，测出对应的l，画出l2-x关系图线，如图（b）所示，并由此得出相应的斜率k。 （1）若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从b端飞出的速度v0_。（2）假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加速度g，大气压强p0均为已知，利用图（b）中拟合直线的斜率k可得，管内气体压强p 。（3）考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦，则（2）中得到的p与实际压强相比_（填偏大、偏小）。过关测试 1用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：向体积为v1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为v2；用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为v0；先往边长为3040cm的浅盘里倒入2cm深的水；用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓范围内正方形的总数为n。则上述过程遗漏的步骤是_；油酸分子直径的表达式d =_.1将痱子粉均匀撒在水面上 d= 解析：在上述步骤中，没有撒痱子粉的步骤，所以，遗漏的步骤是将痱子粉均匀撒在水面上；直径的表达式是d=v油/s=。2利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05 %（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 ml的量筒、盛有适量清水的4550cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸下面是实验步骤：a用滴管将浓度为0.05 %的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 ml油酸酒精溶液时的滴数nb将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数nc将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 d将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积s cm2用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小_（单位：cm） 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔和坐标纸。（1）要完成本实验，还欠缺的器材有 。（2）已知油酸酒精溶液中，油酸的体积比浓度为0.05%，1ml这样的溶液共80滴，现将1滴溶液滴在水面上这滴溶液中纯油酸的体积是_m3。（3）用彩笔描绘出的油膜轮廓线后，印在坐标纸上，如图所示已知坐标纸每一小格的边长为1cm ，则油膜的面积为_m2 。（4）根据上面的数据，估算油酸分子的直径大约是_m（结果取一位有效数字）。3（1）量筒、痱子粉 （2）6.2510-12 （3）1.2510-2 （4）510-10解析：（1）还需要有量筒，以便测量油酸的体积；痱子粉，以便形成明显的轮廓；（2）一滴油酸的体积是v=0.05% 1 10-6/80m3= 6.2510-12；（3）从图中可以读出有125个小格，所以，面积为12510-4m2= 12510-2 m2（4）d=v/s=510-10m。4油酸酒精溶液的浓度为每1000cm3油酸酒精溶液中有油酸0.6cm3，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1cm3。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。（1） 若每一小方格的边长为20mm，则油酸薄膜的面积约为_m2；（2） 根据上述数据，估算油酸分子的的直径为_m.42.3210-2； 5.210-10第四类 设计型实验大题过关典例解析 1用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1ml的量筒、盛有适量清水的4550cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸（1）下面是实验步骤，请填写所缺的步骤ca用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1ml油酸酒精溶液时的滴数n ；b将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n ；c_；d将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积scm2。（2）用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小_（单位：cm）解析：由题目中前后步骤可以得出，c应是“将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上”； （2）n滴油酸的体积为n/nml；这些油酸溶液中含有的纯油酸体积为0.05% n/nml；所以，油酸大小为d=。答案：（1）将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 （2）点评：这个实验中，一般注意两点：一是纯油酸体积的求法；二是油酸铺展开形成的面积大小的计量方法；这两个问题解决了，本实验的其他问题迎刃而解。在不同的问题中，已知条件的给出情况不一样，所以，在后面的问题中，注意从题目中挖掘出这两个关键问题。高考真题解析 1（2011广东）如图3所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是（ ） a铅分子做无规则热运动 b铅柱受到大气压力作用c铅柱间存在万有引力作用 d铅柱间存在分子引力作用解析：考查分子力、大气压力、万有引力之间的区别。选d项。答案：d过关测试 1在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104ml溶液中有纯油酸5ml，用注射器测得1ml上述溶液有液滴50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1cm.则：油膜的面积约为多少？（保留两位有效数字）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？根据上述数据，估算出油酸分子的直径。（保留一位有效数字）184cm2（82 cm2 85 cm2都给分） 3（2012上海虹口）如图所示，图为一气体温度计的结构示意图。储有一定质量理想气体的测温泡p通过细管与水银压强计左臂a相连，压强计右管b和c与大气相通。移动右