文档内容
专题 15.4 本专题实验【练】
1．（2022·福建省龙岩第一中学一模）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，将 1mL的油酸加入酒精中
配制成1000mL的油酸酒精溶液，通过注射器测得80滴这样的溶液为1mL，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的
浅水槽中，待油膜界面稳定后，测得油膜面积为253cm2．
①估算油酸分子的直径d=______m（结果保留一位有效数字）．
②将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间，再使用该溶液进行实验会导致分子直径的测量
结果______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
2．（2022·吉林吉林·模拟预测）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1 000
mL溶液中有纯油酸0. 6 mL，用注射器测得1 mL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，图中正方形方格的边长为1 cm，试
求：
（1）油酸膜的面积是________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？_______________．
3．（2022·浙江·高三开学考试）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，
（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；______________；油酸分子是紧挨在一起的；
（2）配置油酸酒精溶液时，油酸酒精溶液的浓度为每 溶液中有纯油酸 ，用注射器测得
上述溶液有100滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，
图中正方形小方格的边长为 ，则估测出油酸分子的直径是_____m；（此结果保留2位有效数字）
（3）在一次实验中得到了如图所示的油膜，如果按此油膜来计算分子直径，你认为测量结果相对真实值
会__________。（填“偏大”、“偏小”或“无系统误差”）4．（2022·北京海淀·二模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、
数据分析等。例如：
（1）实验仪器。用游标卡尺测某容器的深度 ，示数如图1所示，则该容器的深度 __________ 。
（2）实验操作。在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，以下操作会使测量结果偏大的是
__________。
A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，但未发现
B．在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格
C．爽身粉撒得较厚，使得油酸未能充分展开
（3）实验原理。图2为“探究气体等温变化的规律”的实验装置示意图。实验时，测量空气柱的体积 以
及所对应的压强 。
①实验装置需用铁架台固定，而不能用手握住注射器，并且在实验中要缓慢地向下压或向上拉柱塞的原因
是__________。
②用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘制出如图3的曲线后猜想“一定质量的气体，在温度不变的情况
下，其压强 与体积 成反比”。请进一步利用获取的信息分析说明如何检验这个猜想_______。
5．（2022·北京海淀·二模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、
数据分析等。例如：
（1）实验仪器。用游标卡尺测某个杯子的深度h，示数如图所示，则该杯子的深度为h = ______cm。（2）用“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，配制的油酸酒精溶液的浓度为每500mL溶液中有纯油酸
2mL，用注射器取1mL该油酸酒精溶液，滴入烧杯中，记录液滴共 60滴。取1滴该溶液滴入盛水的浅水
盘里，待水面稳定后，在带有坐标方格的玻璃板上描下油膜边界的轮廓线，如图所示。坐标中一个小正方
格的边长是1cm。根据以上数据和测量结果，估测出的分子直径约为___________。
（3）实验原理。如图为“探究气体等温变化的规律”的实验装置图。实验时，读取空气柱的长度 L以及
此时所对应的压强p。
①对于一定质量的封闭气体，在温度不变的情况下，若p与L的___________保持不变，即得到气体做等温
变化的规律。
②某同学发现，压力表上的数值是有单位的，但是针筒旁代表空气柱长度的数值是没有单位的，他查了一
下该实验装置的说明书，发现也没有对这个数值单位情况的具体说明。请分析说明这种情况的理由。
( )
6．（2022·上海嘉定·二模）用如图甲所示的装置研究“温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”
实验，操作步骤如下：①将压强传感器调零；
②在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器适当刻度处；
③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机；
④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V，以及相应的压强传感器示数p。
（1）请改正以上步骤中的不妥之处：__________；
（2）实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了__________；推动活塞时要缓慢，原因是
_______；
（3）图乙给出的是一次标准、正确实验操作得到的p-V图像，小明在操作过程中，误将手一直握住注射器
的筒壁，猜想小明实验可能得到的p-V图像，并在图中用虚线画出_______；
（4）小明注意操作细节后重新实验，作出p-V图像，如图乙所示，能否根据绘制的图线直接得到气体压强
和体积的关系？如果能，请说明是什么关系；如果不能，请简单说明处理方法。_________。
7．（2022·山东聊城一中高三开学考试）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。
（1）实验时，为判断气体压强与体积的关系，________（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横
截面积。
（2）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。
（3）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活塞
B．推拉活塞时，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活塞及压力表的总质量
（4）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。测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，若以 为纵坐标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且图线仍为直线，下列措施可行的是_________。
A．选用容积较大的注射器 B．实验中气体的体积不要压缩得过小
C．改用p为纵坐标， 为横坐标 D．测出软管中气体的体积
8．（2022·上海·模拟预测） 在“油膜法测分子直径”的实验中，某同学操作如下：
①取 1.0 mL 油酸配成 250 mL 油酸酒精溶液；
②用滴管吸取1.0mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了 20 滴；
③在边长约 10 cm 的正方形浅盘内注入适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，用滴管滴入一滴溶液；
④待油膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油酸膜的轮廓（如图所示），每个方格的边
长为 1.0 cm。
（1）该实验中一滴油酸酒精溶液含________ml油酸；
（2）由上述数据估算得到油酸分子直径的数量级约为________m；
（3）若该同学在计算油酸膜面积时，对不完整的方格均不计数，由此估算得到的油酸分子直径数量级将
________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（4）已知油酸分子的直径约为 8×10−10 m，该同学实验结果产生偏差的可能原因是：_________，理由是：
_______。
9．（2022·上海·模拟预测）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用体积为A的纯油酸配置成体积为B
的油酸酒精溶液，再用滴管取体积为C的油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。把1滴该溶液滴入盛水
的、表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用油性笔在玻璃板上描出油酸膜的
轮廓，测得面积为S，如图。（1）此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水面上散开，则形成的油膜可视为_______
油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________；
（2）估算出油酸分子的直径大小是________（用以上字母表示）；
（3）（单选）用油膜法估算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．质量 B．体积 C．摩尔质量 D．摩尔体
积
（4）（单选）某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是_______。
A．油酸中含有大量酒精
B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开
C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留
D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1ml油酸酒精溶液的滴数多记了10滴
10．（2022·全国·高三专题练习）在“油膜法估测分子直径”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
将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分
子的直径为___________。
(2)某同学实验中先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，测量并计算一滴油酸酒精
溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：
A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜
B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积
C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上
D．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
以上操作的合理顺序是___________（填字母代号）。
(3)若实验时痱子粉撒的太厚，则所测的分子直径会___________（选填“偏大”或“偏小”）。
(4)本实验中油膜的形成是分子力的作用效果。图甲为分子力F随分子间距r的变化图线，图乙为某同学参
照图甲所做的分子势能E 随分子间距r的变化图线。请你对图乙的合理性做出分析，填在下面表格相应的
p
位置中。指出合理或不合理之处并简述理由
合理之处 ___________________________
___________________________
不合理之处
11．（2022·北京·101中学三模）用如图装置验证等温状态下气体的实验定律，已知压力表通过细管与注射
器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。（1）甲同学实验中，测得的实验数据如下表所示，仔细观察“ ”一栏中的数值，发现越来越小，造
成这一现象的可能原因是______；
序号 V（mL） p（×105Pa） （×105Pa·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．推动活塞时，动作过快
B．实验时外界大气压强发生了变化
C．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
（2）乙同学在实验中操作规范，读数正确，经描点连线得V− 图，图像是一条倾斜直线，分析其未过坐
标原点的最可能的原因______________。12．（2022·上海市杨浦高级中学模拟预测）如图（a）是研究一定质量的气体在体积不变的时候，其压强
与温度关系的实验装置。与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件。将试管放
在大烧杯的凉水中，逐次加入热水并搅拌，通过计算机记录并处理数据。
（1）开始实验时，压强传感器__________（选填“需要”或者“不需要”）调零；
（2）计算机屏幕显示如图（b）的压强 p 与摄氏温度 t 的关系图像，图线与 p 轴的交点 I 为
____________________的压强。另一组同学在相同环境下采用不同容积的试管做实验，获得的 关系图
像与图（b）相比，两组图像的斜率__________（选填“相同”或“不同”），且都经过图（b）中的
__________点；
（3）温度传感器中的热敏元件用金属铂制成，在 范围内其电阻值 随温度t变化的线性关系如
图（c）所示。温度传感器的测温原理是通过测量与电阻值成正比、比例系数为k的电压值U来显示温度值，
则 ____________________。
13．（2022·上海市南洋模范中学模拟预测）利用DIS研究一定质量温度不变时气体压强与体积关系，需要
器材有注射器，数据采集器，传感器，计算机及相关连线。
（1）所用的传感器是___________传感器。此传感器_______（选填“需要”“不需要”）调零。
（2）在实验操作中正确的是( )
A．推拉活塞动作要快，以免气体进入或漏出B．推拉活塞时，手可以握住整个注射器
C．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，应立即重新接上，继续实验
D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气
（3）一组同学实验测得数据记录以下：
实验次数 1 2 3 4 5 6
p（kPa） 95.4 89.1 83.4 78.5 106.8 116.7
V（mL） 14 15 16 17 13 11
pV（kPa·mL） 1335.6 1336.5 1334.4 1338.4 1400.4
表格中第4次pV数值为_________。其中第六次数据中pV的乘积明显比前几次大，同学们试着分析可能造
成的原因：甲同学认为是进气造成的，乙同学认为是温度升高造成，丙同学认为甲乙两位同学所说的两种
情况都有可能。你认为哪个同学分析正确，并说明理由。______________
（4）以注射器中封闭的气体为研究对象进行实验，并在p-V图上作出相应的图线，尔后查阅资料了解到注
射器和传感器连管内还有一定体积的气体，对实验数据进行修正，又重新在 p-V图上作出图线，两条图线
如图中①，②。其中最接近双曲线的是___________
14．（2022·海南·模拟预测）（1）某同学应用如图1所示的装置做“探究气体等温变化的规律”的实验。
设计了如下的实验步骤，其中有错误的步骤是______（填步骤前的数字序号）．
①利用注射器选取一段空气柱为研究对象，保持气体的质量和温度不变．
②把柱塞快速地向下压或向上拉，读取空气柱的长度l（可得到空气柱体积V）与压强p的几组数据．③作出 图像。
④改变空气柱或环境温度，重复实验。
若图像中的各点位于过原点的同一条直线上，说明一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体
积成_______（填“正比”或“反比”）。图2是该同学在不同环境温度下，对同一段空气柱实验，得出的
两条等温线a和b，对应的温度分别为 、 ，则 _______ （填“>”“=”或“<”）。
15．（2022·河南许昌·模拟预测）用“油膜法估测分子的大小”的实验步骤如下：
A．用滴管将浓度为0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入 1mL的油酸酒精溶液的滴数
N，求出_____；
B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.1%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入
一滴油酸酒精溶液，使之充分扩散，形成_____；
C．待油酸薄膜的形状稳定后，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 1cm的正方形为单位，数出轮廓内正
方形的个数约为M个，计算出油酸薄膜的面积。
利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径d的表达式为d=_____m。
16．（2022·上海市复兴高级中学二模）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，多次记录注射器上的体
积刻度V和压强传感器读数p，绘出的 图像可能为( )
A． B． C． D．（2）用第（1）问中获得的数据绘制 图像，如图（b）所示，则连接注射器与压强传感器之间软管
内气体的体积为________________。
（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、V、V 表示）。
1 2
（4）第（3）问中，若读出注射器上的体积刻度为V 之后，用手握住注射器左侧的大部分位置，向外拉动
3
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V 部分的图线。( )
3
