2027届高考物理一轮复习：用油膜法估测油酸分子的大小　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

1.掌握用油膜法估测油酸分子大小的原理和方法。2.学会探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系的实验原理、操作方法及误差分析，学会用图像法处理实验数据。第2讲

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

【目标要求】0201目录CONTENTS实验：用油膜法估测油酸分子大小实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系第2讲

实验十九：用油膜法估测油酸分子大小实验二十：探究等温情况下一定质量气体压强与体积关系主题一、用油膜法估测油酸分子的大小1.实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小。当把一滴用酒精稀释过的油酸酒精溶液滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图甲所示形状的一层纯油酸薄膜。如果算出一定体积的油酸在水面上形成的

油膜的面积，即可算出油酸分子的大小。用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示油酸分子的直径，如图乙所示，则d＝____。单分子

一、实验：用油膜法估测油酸分子的大小2.实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉、量筒、彩笔等。3.实验过程(1)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面到达500mL刻度线为止。(2)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。S

一、实验：用油膜法估测油酸分子的大小

一、实验：用油膜法估测油酸分子的大小S

【讨论交流】(1)若实验过程中发现，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则计算得到的油酸分子直径将

(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。一、实验：用油膜法估测油酸分子的大小偏大(2)若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，则计算得到的油酸分子直径将

(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。偏小【典例1】“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下：①向1mL的油酸中加酒精，直至总量达到500mL；②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1mL；③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状；⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20mm，数出轮廓范围内小方格的个数N。根据以上信息，回答下列问题：(1)由图可知油膜面积为

m2；计算出油酸分子直径为

m(结果均保留两位有效数字)。一、实验：用油膜法估测油酸分子的大小4.6×10－24.3×10－10(2)在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是

。A.等效替代法

B.类比法C.理想模型法

D.控制变量法C一、实验：用油膜法估测油酸分子的大小(3)若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于

。A.油酸未完全散开B.油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D.求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴AC拓展:用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的

。A.摩尔质量

B.摩尔体积C.质量

D.体积B主题一、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系1.实验器材：铁架台、

、橡胶套、压力表等(如图所示)。2.实验数据的获取空气的压强p可以从仪器上方的压力表读出，空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V。把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。注射器

二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系4.实验结论一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，即pV＝C。【讨论交流】本实验应用控制变量法，探究在气体质量和温度不变的情况下(即等温过程)，气体的压强和体积的关系。(1)实验中为保证封闭气体质量不变，应该注意什么？(2)实验中为保证封闭气体温度不变，应该注意什么？(1)为保证质量不变，即为保证气体密闭，应在柱塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内、外气体的压强差不宜过大。二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系(2)为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位。同时，改变体积过程应缓慢，即应缓慢推、拉柱塞。

二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系B(2)若气体被压缩到V＝10.0mL，由图乙可读出封闭气体压强为

Pa(保留3位有效数字)。2.04×105二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系(3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算pV乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而

(填“增大”或“减小”)。增大

【典例3】图(a)是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。(1)实验中，连接注射器与压强传感器之间软管内的气体不可忽略。移动活塞，多次记录注射C二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系即pV＝C，这个常数要________当压强增加后，软管内原来的气体体积也应该减小，但软管体积未变，则注射器中有气体进入软管，相当于注射器漏气。

减小

V1二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

二、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系(3)若用天平测出若干粒大米的质量为m，然后将这些米粒装入上述装置中的注射器内，移动活塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，绘出图(c)所示的图像，则可求出大米的密度为__________(用m、V1、V2表示)。

＝V2＋V1(4)第(3)问中，若读出注射器上的体积刻度为V3之后，用手握住注射器左侧的大部分位置，向外拉动活塞，其余操作无误，继续采集若干数据，请在图(c)中大致画出大于V3部分的图线。

温度升高C减小【练习1】在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：(1)有关该实验的下列说法正确的是

。A.图中的操作步骤顺序是：丙→丁→乙→甲B.油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验C.往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓B课堂练习(2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.3%，用注射器测得200滴这样的油酸酒精溶液为1mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的纯油酸体积为

cm3。1.5×10－5课堂练习(3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是

。C【练习2】某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。课堂练习(1)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以

为横坐标，在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示。

(2)实验过程中，下列操作正确的是

。A.改变气体体积时应快速推拉柱塞B.推拉柱塞时，手不能握住注射器含有气体的部分C.实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量B(3)为能更准确地测出气体的压强，某同学直接用软管连通注射器和另一压强传感器(测量压强更准确)，如图丁所示。用(1)中方法作出的图线如图丙所示，而该图线不过原点，为减小这一实验误差，请写出一条改进建议：___________________________________________________________________________________________。选用容积较大的注射器(或实验中气体的体积不能压缩得过小或测出软管中气体的体积等)课堂练习【练习3】“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下：A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓中的方格数(正方形小方格的边长为2cm)，求油膜面积S(如图所示)B.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画在玻璃板上C.向浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉或细石膏粉D.用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径E.在1mL纯油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为1000mLF.用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得60滴溶液体积为1mL(1)上述实验步骤的合理顺序是：E

。FCBAD课堂练习(2)根据上述数据，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是

mL(保留2位有效数字)。1.7×10－5课堂练习

(3)根据上述数据及图中的面积，估测出油酸分子的直径是

m(保留2位有效数字)。7.1×10－10油酸薄膜面积为S＝60×2×2cm2＝240cm2

(4)关于本实验，下列说法正确的有

。A.选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可

能散开，形成单分子油膜AB.若油酸没有充分散开，油酸分子直径的计算结果将偏小C.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子

直径的计算结果将偏小D.结束实验时，需要将水从浅盘的一角倒出，在这个角的边缘会遗留

少许油酸。为了保持浅盘的清洁，不影响下次使用，可以用适量水

清洗，并用脱脂棉擦去课堂练习【练习4】某小组探究气体在等温变化时压强随体积变化的规律。实验方案如下：在带刻度的注射器内密封一段掺入酒精蒸气的空气，然后将注射器与气体压强传感器连接管相连接。气体压强p由传感器测量，气体体积V等于注射器读数与连接管的容积(1cm3)之和。(1)实验时手不要握注射器筒，且应缓慢推动注射器活塞，其目的是

。减小热传递和做功对气体温度的影响课堂练习

序号123456789p/kPa99.0110.0120.9135.4154.7181.2223.3291.1330.0V/cm321.019.017.015.013.011.09.07.05.00.0480.0530.0590.0670.0770.0910.1110.1430.200课堂练习

A.部分酒精蒸气进入气体压强传感器连接管B.在测量第9个数据点时发现注射器筒壁出现

模糊，部分酒精蒸气液化成反比B课堂练习【练习5】在探究气体压强与体积关系实验中，某兴趣小组设计如图甲实验装置。已知重力加速度为g，注射器水平放置且外壁固定在水