2027高考物理复习专项练实验：用油膜法估测油酸分子的大小探究等温情况下气体压强与体积的关系

14.3实验：用油膜法估测油酸分子的大小

探究等温情况下气体压强与体积的关系专项训练

2027届高考物理一轮复习

一、实验题

1．如图甲是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤：

(1)下列有关该实验说法正确的是

A．实验步骤正确的操作顺序是③→②→④→①

B．步骤①中计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形

C．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)将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3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0.20m2，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)某实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到如图乙所示的油膜，该油膜形状是由于撒粉太______

（填“多”或“少”）引起的；若按该油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏______（填“大”或

“小”）。

2．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：

①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；

②往浅盘里倒入一定深度的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；

③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；

④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。

⑤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；

完成下列问题：

(1)该实验中，使用到的研究方法是________。

A．等效替代法B．理想模型法C．控制变量法

(2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种溶液的总

体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边

长为1cm的正方形小格的纸上（如图），数出油膜所含大于半格的格子数为62个。

①一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为________mL；

②油酸分子直径的大小d________m。（结果保留一位有效数字）

(3)实验后，某小组发现自己所测得的分子直径d明显偏小，出现这种情况的可能原因是________。

A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开

B．求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少计了10滴

C．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算

D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

3．某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时，一定质量气体的压强和体积关系。装置如图甲所示。

(1)关于实验要点，下列说法正确的是（）

A．活塞上要涂润滑油，以防止气体漏气

B．推拉活塞时，应用手握住整个注射器，使其不要晃动

C．推拉活塞的时间越短越好

D．每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值

1

(2)环境温度不变，该同学按正确操作先后做了两次实验，得到两次p的图像如图乙所示，两次图像斜

V

率不同的原因是____；

4．某实验小组用图甲所示实验装置进行“探究气体等温变化的规律”实验。

(1)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目的是为了减小摩擦，无其它作用

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．实验不需要测量柱塞的横截面积，也能得到被封闭气体的体积变化关系

(2)如图乙所示，实验小组同学从状态A缓慢上拉柱塞，使其到达状态B（体积为V1）。若此时突然提升柱塞，

使其快速到达体积V2，则此时V2可能对应下图中的状态________（填“C”“D”或“E”），图中A、B、

D为同一等温线上的点；

1

(3)实验小组绘制了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。

V

若该偏离是由于实验过程中，注射器中气体出现漏气现象导致的，则描绘的图线可能如图丙的________（填

“①”或“②”）所示。

5．利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶塞和柱塞间封闭着一段空气柱（可视为理想气

体），空气柱的长度L可以从刻度尺上读取，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表上读取。改变并

记录空气柱的长度及对应的压强。

(1)实验过程中，下列说法正确的是（）

A．用手紧握注射器外壁，以保持其稳定

B．在柱塞上涂上润滑油，是为了保证封闭气体的气密性

C．实验时应迅速地向上拉或向下压柱塞然后读数，避免气体与外界发生热交换

D．注射器必须固定在竖直面上

1

(2)A同学在不同温度下进行了两次实验，得到的p图像如图乙所示，分析可知两次实验的温度大小关系

L

为T1____T2（选填“<”“=”或“>”）。

(3)保证空气柱的温度不变，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，B同学多次测量做出的pV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____。

6．一研究小组用如图甲所示装置探究气体等温变化的规律。

(1)实验中，为找到压强与体积的关系，___________（选填“需要”或“不需要”）测量空气柱的横截面积；

(2)关于该实验的操作，下列说法正确的有___________；

A．柱塞上应该涂油

B．用手握住注射器推拉柱塞

C．应缓慢推拉柱塞

(3)丙同学利用测量得到的数据绘制的pV图像如图乙所示，丙同学猜测空气柱的压强跟体积成反比。如

果想检验这个猜想是否合理，应当利用实验数据作出___________图像，如果在误差允许范围内该图线是一

条过原点的直线就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。

7．在“用传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验中，某组同学使用如图所示的实验

装置，正确操作实验获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到p-V

图像。

(1)实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制注射器内封闭的气体________的不发生变

化；外界大气压发生变化时，________（选填“会”或“不会”影响实验结果）。

(2)在压缩气体过程中，某组同学不慎用手握住注射器含空气柱的部分如虚线，（实线为初始温度下的等温

线）做出该同学应该得到的图线，下图中大致正确的是（）

A．B．C．

D．

1

(3)在同一温度环境下，A、B两组同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，得到的p图像如

V

图乙所示。造成图像中A的斜率大于B的斜率的原因是________。

8．用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。

(1)关于该实验下列说法正确的是_______

A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油

B．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器

C．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据

D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得

1

(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出V图线，发现图线不

p

通过坐标原点，如图乙、丙所示。则造成这一结果的原因是________

1

(3)若A组同学利用所得实验数据作出的p图线，应该是___________

V

A．B．

C．D．

1

(4)某同学在推动活塞、压缩气体的过程中测出了几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画

V

出图像如图，则图线弯曲的原因可能是________

A．实验过程中有漏气现象

B．实验过程中气体温度降低

C．实验过程中气体温度升高

D．装置连接处的软管容积不可忽略

(5)该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米，先用天平测出其质量，再将其装入注射器内，重复上

1

述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出V图像可能是

p

图中的_________。（选填“A”“B”或“C”）