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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200 cm3的油酸酒精溶液，测得1 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0.20 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)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
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
________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
(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
的图像如图乙所示，两次图像斜
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
缓慢上拉柱塞，使其到达状态
（体积为
）。若此时突然提升柱
塞，使其快速到达体积
，则此时
可能对应下图中的状态________（填“
”“
”或“
”），图中
、
、
为同一等温线上的点；
(3)实验小组绘制了
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。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
可以从刻度尺上读取，空气柱的压强
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
(2)A 同学在不同温度下进行了两次实验，得到的
图像如图乙所示，分析可知两次实验的温度大小关
系为
____
（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
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
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．
(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
图像如
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
(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
图线，发现图线
不通过坐标原点，如图乙、丙所示。则造成这一结果的原因是________
(3)若A 组同学利用所得实验数据作出的
图线，应该是___________
A．
B．
C．
D．
(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
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”）
参考答案
1．(1)A
(2)5×10-10
(3) 多 大
2．(1)B
(2)
(3)D
3．(1)AD
(2)气体质量不同
4．(1)C
(2)
(3)②
5．(1)B
(2)>
(3)注射器内气体向外泄露
6．(1)不需要
(2)AC
(3)
7．(1) 温度 不会
(2)A
(3)A 组封闭气体的质量大于B 组封闭气体的质量
8．(1)A
(2)胶管内存在气体
(3)B
(4)C
(5)A
