文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
专题11 热学类实验解答总结
【本专题涉及到的常见的实验】
1、实验：用油膜法估测油酸分子的大小
2、实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
【方法总结提升】
1、实验：用油膜法估测油酸分子的大小
（1）对“V”的测量
①配制一定浓度的油酸酒精溶液，设其浓度为n；
②用注射器吸取一段油酸酒精溶液，读出它的体积为V0；
③再把它一滴滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数N；
④则一滴油酸酒精溶液中，纯油酸的体积V＝n.
（2）对“S”的测量
①浅盘里盛水，把适量的爽身粉均匀撒在水面上；
②用注射器向水面上滴1 滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将带方格的玻璃板放
在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状；
③数出轮廓范围内正方形的个数n0，不足半个的舍去，多于半个的算一个；
④用正方形的个数乘单个正方形的面积S0(即n0S0)计算出油膜的面积S.
2、实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
(1)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，以免影响密闭气体的温度．为保证气体密闭，应在活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．
(2)实验中所用的压力表精度较高，而气柱体积是直接在注射器上读出的，其误差会直
接影响实验结果．
(3)在等温过程中，气体的压强与体积的关系在p－V 图像中呈现为双曲线，如图甲．
处理实验数据时，要通过变换，即画p－图像，把双曲线变为直线，说明p 和V 成反比，
如图乙．这是科学研究中常用的数据处理的方法，因为一次函数反映的物理规律比较直观，
容易得出相关的对实验研究有用的参数．
【例题1】某实验小组为完成“用油膜法估算油酸分子的大小”的实验，操作如下：
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
①取1.0mL 油酸配成500mL 油酸酒精溶液；
②用注射器吸取1.0mL 油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了50 滴；
③在浅盘内注入适量的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，用注射器滴入一滴溶液；
④待油膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油酸的轮廓（如图所示，每
个方格的边长为1.0cm）。
（1）“将油酸分子看成球形”所采用的方法是
A．理想模型法 B．控制变量法
C．等效替代法 D．极限思维法
（2）该实验中一滴油酸酒精溶液含 mL 油酸；由上述数据估算得到油酸分子的直径
约为 m（保留一位有效数字）。
（3）若实验中最终测得的油酸分子直径偏大，可能原因是
A．爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开
B．配置好的油酸酒精溶液放置时间过长
C．计算油酸膜的面积时，将所有不完整方格作为完整方格处理
D．用注射器测得50 滴油酸酒精溶液为1mL 时，不小心错记为40 滴
【例题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
密封了一定质量的理想气体。
（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
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
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）为能更准确地测出气体的压强，某同学直接用细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，下列措施不可行的是 。
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．测出细软管中气体的体积
【例题3】在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每
104mL 溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL 上述溶液有75 滴，把1 滴该溶液滴入表面
撒有痱子粉的盛水浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出
油酸膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图，坐标系中正方形方格的边
长为1cm。试求：
①油酸膜的面积是 cm2。
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL。
③某次实验测得油膜面积为S，纯油酸的体积为V，则油酸分子直径D= 。（用
题中给定的字母表示）
④某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能的原因是由于下列选
项中的 。
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
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，1mL 的溶液的滴数误多记了10 滴
【例题4】在“用DIS 研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”中，一小组
的同学测得一组实验数据如下：
次数
1
2
3
4
5
6
101.
111.2
123.5
138.
158.3
184.3
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
3
7
10
9
8
7
6
5
（1）图（a）为实验器件，实验中气体的压强可以通过压强传感器测量，气体的体积则通
过 获得；
（2）利用DIS 实验软件上提供的数据处理功能，上述数据生成的
图像如图（b）所示，
其中的曲线称为“等温线”。接着该组同学保持密闭的气体质量不变，又用热毛巾包着注
射器进行了第二次实验，若将第二次测量的数据仍画在图（b）中，请你在图中画出第二次
实验的等温线 ：
（3）为了验证“一定质量的气体在温度保持不变时，其压强与体积成反比”假设该组同学
利用上述数据作
图像，如图（c）所示，发现图线没通过原点，与横坐标有一段截距，
请分析误差的原因是 。
1．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
a．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
b．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；
c．根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；
d．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；
e．往浅盘里倒入约2cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。完成下
列填空：
①上述步骤中，正确实验步骤的排列顺序是 （填写步骤前面的字母）。
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
②在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是 。
A．等效替代法 B．理想模型法 C．控制变量法 D．比值定义法
2．某实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
（1）实验中把油酸分子简化为球形处理，体现的科学思维方法为 。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想化模型法
（2）已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为c，测得N 滴这种油酸酒精溶液的总体积
为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在有边长为a 的正方形小格的玻璃板上描出
油膜的轮廓如图所示，油膜面积为 ，油酸分子的直径为 。
3．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每10⁴mL 溶
液中有纯油酸6mL。用注射器测得 1mL 上述溶液有75 滴，把1 滴该溶液滴入表面撒有痱
子粉的盛水浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸膜
的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图，坐标系中正方形方格的边长为
1cm。试求：
①每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL。
②某次实验测得油膜面积为S，纯油酸的体积为 V，则油酸分子直径D= 。 （用
题中给定的字母表示）
4．在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们可以通过宏观量的测量间接计算微观量。
（i）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。
（ii）实验中，若测量并计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
，测量并
计算出油膜的面积为
，则油酸分子的直径为 m。（计算结果保留两
位有效数字）
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（iii）某同学在测量一滴油酸酒精溶液的体积时，少数了2 滴而自己不知，若只考虑这一
因素对实验结果的影响，这种情况会导致分子直径的测量结果 真实值。（选填
“大于”“小于”或“等于”）
5．在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下：
a.将1mL 油酸配制成1000mL 油酸酒精溶液；
b.用小注射器取一段油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到1mL
时一共滴入50 滴；
c.向浅盘中倒入约2cm 深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上；
d.用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液；
e.待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上
描出油酸薄膜的形状，如图所示。
（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL；
（2）已知每一小方格的边长为1cm，则油膜面积为
；
（3）根据上述数据得出油酸分子的直径是 m（保留一位有效数字）。
6．用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。
（1）实验中，为找到体积与压强的关系， （选填“需要”或“不需要”）测空气
柱的横截面积；
（2）关于该实验的操作，下列说法正确的有
A．柱塞上应该涂润滑油 B．应缓慢推拉柱塞
C．用手握注射器推拉柱塞 D．注射器必须固定在竖直平面内
（3）测得多组空气柱的压强P 和体积V 的数据后，以P 为纵坐标，
为横坐标。在坐标
系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现P 与V 的乘积值越来越小，
则用上述方法作出的图像应为图乙中的 （选填“a”或“b”）。
7．某实验小组用图甲所示装置探究气体等温变化规律。
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）实验前他们先讨论了实验注意事项，下列说法中正确的是
A．实验前给注射器柱塞涂润滑油是为了提高装置的气密性，防止漏气
B．实验前给注射器柱塞涂润滑油是为了减小柱塞与注射器间的摩擦力，减小压强的测量
误差
C．为了减小实验误差，实验时推拉注射器柱塞的动作要快
D．为了减小实验误差，实验时不可用手握注射器
（2）由注射器刻度读出空气柱的长度，并记录应对压强传感器的示数。通过推拉注射器的
柱塞，得到多组空气柱长度L 和对应的气体压强p，以气体压强p 为纵轴，空气柱长度L 为
横轴，将得到的数据描点、连线，得到如乙图所示的图像，由此图像可以得出的实验结论
为 ，由于图像是曲线，不好定量分析气体的压强和体积关系，有同学提出以气体
压强p 为纵轴， （空气柱长度L 的相关函数）为横轴，若得到一条过原点的直线，则
表明在温度不变的情况下气体的压强与体积成反比；
（3）他们对同样的封闭气体在两个不同温度下进行实验，得到了如图丙所示的两条图线
a、b，当压强都为
时，横轴坐标分别为
、
，其中a 图像对应的实验
温度为7℃，请你由气体实验定律推断b 图像对应的实验温度应该为 ℃（结果保留两
位有效数字）。（
）
8．在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，通过宏观量的测量间接计算确定微观量。
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（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d= 。
（2）将0.2mL 的纯油酸配制成
的油酸酒精溶液，接着用滴管向量筒内滴加80 滴
上述溶液，量筒中的溶液体积增加了
。若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛
水的浅盘中（水中撒了痱子粉），由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜
的形状如图所示。已知每一小方格的边长为
，则可估算出油酸分子的直径大小是
m（计算结果保留一位有效数字）。
（3）某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏大，可能的原因是
。
A．水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开
B．求每滴溶液中纯油酸的体积时，
溶液的滴数多记了10 滴
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大
9．（1）在用油膜法估测分子大小的实验中，用移液管量取0.10mL 油酸，倒入标注
250mL 的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL 的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量
筒中滴入100 滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL 的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，
向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1 滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在
带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。坐标格的每个小正方形大小为
1cm×1cm。由图可以估算出油膜的面积是
，由此估算出油酸分子的直径是
m（保留1 位有效数字）。
（2）图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48 个
铁原子在铜的表面排列成直径为
的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直
径约为 m（结果保留1 位有效数字）
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
10．做“用DIS 研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验压强时，缓慢推动活塞。
注射器内空传感器气体积逐渐减小，多次测量得到如图所示的
图线（其中实线是实验
所得图线，虚线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变）。
（1）在此实验操作过程中注射器内的气体分子平均动能如何变化？ ，因为
（请简述理由）。
（2）仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合， 造成这一现象的可能原因是
。为了避免这种情况的发生，主要措施是 。
（3）（单选题） 把图像改为
图像， 则
图像应是( )
11．如图甲为“探究一定质量的气体在温度保持不变的条件下压强与体积的关系”的装置，
导热性能良好的注射器中用橡胶塞和柱塞封闭一段空气柱，空气柱的体积
可以通过刻度
读取，空气柱的压强
可以从与注射器内空气柱相连的气压计读取。把柱塞向下压或向上
拉，读取几组空气柱的体积与对应的压强数据。
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）关于该实验操作，下列说法正确的是 。
A．推拉柱塞时应尽量缓慢
B．推拉柱塞时不可手握注射器筒上空气柱部分
C．若实验中橡胶塞脱落，可立即装上并继续本次实验
（2）测得多组空气柱的压强
和体积
的数据后，为了直观看出一定质量的气体在温度不
变的条件下压强与体积的关系，若以
为纵坐标，则应以 （用字母表示）为横坐标
建立坐标系并描点作图；在不断压缩气体过程中，将测得的数据在刚才建立的坐标系中描
点后用平滑曲线连接，得到的图像如图乙中实线所示，则出现这种情况的可能原因是
（写出一种即可）。
12．某同学用如图所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。
将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭
气体的压强p 和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。
（1）为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是( )
A．要尽可能保持环境温度不变
B．实验过程中应缓慢地推动活塞
C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞
D．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油
（2）分别在环境温度为T1、T2
时完成上述探究活动。下列各图能正确且直观地反
映实验过程中，气体压强p 随体积V 变化规律的是( )
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．
B．
C．
D．
（3）实验中发现，气体压强与体积的乘积pV 越来越小，原因可能是( )
A．实验时用手长时间握住注射器气体部分
B．涂抹润滑剂过多，部分进入到密封气体腔内
C．注射器与传感器连接直管内有部分气体
D．实验时注射器内的气体发生了泄露
（4）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
图像可能是图中的 。（选填“A”“B”或“C”）
（5）该同学用第（4）问中图线与纵轴交点坐标（或坐标的绝对值）作为大米体积，由此
求出大米的密度比真实值 （选填“A。偏大”“B。偏小”或“C。相等”）
11
