高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練習(xí) 第15章第2練　實(shí)驗(yàn)十九 用油膜法估測(cè)油酸分子的大小 實(shí)驗(yàn)二十 探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系（含詳解）

1．用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是____________________________________。實(shí)驗(yàn)中為了測(cè)量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以____________________________________________________________________________________________________________________。為得到油酸分子的直徑，還需測(cè)量的物理量是________________________________。2．(2024·浙江省模擬)如圖是“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)的部分操作步驟：(1)下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是________。A．圖中的操作步驟順序是：丙→丁→乙→甲B．油酸酒精溶液配制好后，不能擱置很久才做實(shí)驗(yàn)C．往淺盤中滴入油酸酒精溶液后應(yīng)立即描繪油膜輪廓(2)若實(shí)驗(yàn)時(shí)油酸酒精溶液中純油酸占總體積的0.2%，用注射器測(cè)得100滴這樣的油酸溶液為1mL，取1滴這樣的溶液滴入淺盤中，即滴入淺盤中的油酸體積為________cm3。(3)不同實(shí)驗(yàn)小組向水面滴入一滴油酸酒精溶液時(shí)得到以下油膜形狀，做該實(shí)驗(yàn)最理想的是________。3.在“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，將1mL的純油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器測(cè)得1mL溶液為80滴，再滴入1滴這樣的溶液到準(zhǔn)備好的淺盤中，描出的油膜輪廓如圖所示，每格邊長(zhǎng)是0.5cm，根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為________mL；(2)油膜的面積為________cm2；(3)油酸分子的直徑約為________m；(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(4)從油酸酒精溶液滴入淺盤到油膜穩(wěn)定過程中，油膜的面積大小變化情況是____________；(5)甲、乙、丙三位同學(xué)分別在三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組做“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)，但都發(fā)生了操作失誤。其中會(huì)導(dǎo)致所測(cè)的分子直徑d偏小的是________。A．甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒少了一點(diǎn)，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實(shí)際濃度比計(jì)算值大一些B．乙同學(xué)在計(jì)算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯(cuò)了一個(gè)注射器把溶液滴在水面上，這個(gè)拿錯(cuò)的注射器的針頭比原來的細(xì)，每滴油酸酒精溶液的體積比原來的小C．丙同學(xué)在計(jì)算油膜面積時(shí)，把凡是不足一格的油膜都不計(jì)，導(dǎo)致計(jì)算的面積比實(shí)際面積小一些4．(2023·湖北十堰市期末)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。在橡膠套和柱塞間封閉著一段空氣柱，空氣柱的長(zhǎng)度L可以從刻度尺讀取，空氣柱的壓強(qiáng)p可以從與空氣柱相連的壓力表讀取。緩慢地向下壓或向上拉柱塞，保持空氣柱的溫度不變，測(cè)量空氣柱的長(zhǎng)度及對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)，得到如圖乙所示的p－L圖像。(1)為了更直觀地處理數(shù)據(jù)，將圖乙化曲為直，繪制了如圖丙所示的擬合直線，則圖丙的橫坐標(biāo)為________(填“eq\f(1,L)”“eq\r(L)”“eq\f(1,\r(L))”或“L2”)。(2)本實(shí)驗(yàn)探究的是氣體等溫變化時(shí)壓強(qiáng)p與體積V變化的規(guī)律，但測(cè)量時(shí)卻測(cè)量了空氣柱的長(zhǎng)度L，用L代替V的理由是________。A．空氣柱的橫截面積S恒定B．空氣柱的溫度恒定C．空氣柱的壓強(qiáng)恒定(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論為________。A．一定量的氣體等溫變化時(shí)，壓強(qiáng)與體積成正比B．一定量的氣體等溫變化時(shí)，壓強(qiáng)與體積成反比C．一定量的氣體等容變化時(shí)，壓強(qiáng)與溫度成正比D．一定量的氣體等容變化時(shí)，壓強(qiáng)與溫度成反比5．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律，注射器中密封了一定質(zhì)量的氣體。(1)測(cè)得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以________________為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖，作出的圖線如圖乙所示。(2)實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作正確的是________。A．改變氣體體積時(shí)應(yīng)快速推拉柱塞B．推拉柱塞時(shí)，手不能握住注射器含有氣體的部分C．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先利用天平測(cè)量出注射器、柱塞及壓力表的總質(zhì)量(3)為能更準(zhǔn)確地測(cè)出氣體的壓強(qiáng)，某同學(xué)直接用軟管連通注射器和另一壓強(qiáng)傳感器(測(cè)量壓強(qiáng)更準(zhǔn)確)，如圖丁所示。用(1)中方法作出的圖線如圖丙所示，而該圖線不過原點(diǎn)，為減小這一實(shí)驗(yàn)誤差，請(qǐng)寫出一條改進(jìn)建議：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。6．(2024·上海市模擬)圖(a)是“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)實(shí)驗(yàn)中，連接注射器與壓強(qiáng)傳感器之間軟管內(nèi)的氣體不可忽略。移動(dòng)活塞，多次記錄注射器上的體積刻度V和壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)p，繪出的p－eq\f(1,V)圖像可能為________。(2)用第(1)問中獲得的數(shù)據(jù)繪制eq\f(1,p)－V圖像，如圖(b)所示，則連接注射器與壓強(qiáng)傳感器之間軟管內(nèi)氣體的體積為________。(3)若用天平測(cè)出若干粒大米的質(zhì)量為m，然后將這些米粒裝入上述裝置中的注射器內(nèi)，移動(dòng)活塞，多次記錄注射器上的體積刻度V和壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)p，繪出圖(c)所示的圖像，則可求出大米的密度為______________(用m、V1、V2表示)。(4)第(3)問中，若讀出注射器上的體積刻度為V3之后，用手握住注射器左側(cè)的大部分位置，向外拉動(dòng)活塞，其余操作無誤，繼續(xù)采集若干數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D(c)中大致畫出大于V3部分的圖線。第2練實(shí)驗(yàn)十九：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小實(shí)驗(yàn)二十：探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系1．使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測(cè)出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，從而得到一滴溶液中純油酸的體積單分子層油膜的面積解析實(shí)驗(yàn)前將油酸稀釋，目的是使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜。可以用累積法測(cè)量多滴溶液的體積后計(jì)算得到一滴溶液中純油酸的體積。油酸分子直徑等于一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積與形成的單分子層油膜的面積之比，即d＝eq\f(V,S)，故還需要測(cè)量單分子層油膜的面積。2．(1)B(2)2.0×10－5(3)C解析(1)根據(jù)題意，由實(shí)驗(yàn)原理可知，用油膜法估測(cè)油酸分子的大小的實(shí)驗(yàn)步驟為丙→乙→丁→甲，故A錯(cuò)誤；油酸酒精溶液配制好后，不能擱置很久才做實(shí)驗(yàn)，避免酒精揮發(fā)，濃度發(fā)生變化，實(shí)驗(yàn)有誤差，故B正確；應(yīng)等油酸完全散開穩(wěn)定后才開始描繪油膜輪廓，故C錯(cuò)誤。(2)根據(jù)題意可知，1滴這樣的溶液中的油酸體積為V＝eq\f(1,100)×0.2%mL＝2.0×10－5cm3(3)最理想的情況是爽身粉很薄，容易被油酸酒精溶液沖開，近似圓形，故選C。3．(1)2.5×10－6(2)35(3)7×10－10(4)先變大后變小(5)A解析(1)一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積V＝eq\f(1,80)×eq\f(1,5000)mL＝2.5×10－6mL(2)由題圖可知，油膜所占坐標(biāo)紙的格數(shù)約140個(gè)，油膜的面積為S＝140×0.5×0.5cm2＝35cm2(3)油酸分子的直徑約為d＝eq\f(V,S)≈7×10－10m(4)從油酸酒精溶液滴入淺盤到油膜穩(wěn)定過程中，由于酒精的揮發(fā)，油膜的面積大小變化情況是先變大后變小。(5)甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒少了一點(diǎn)，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實(shí)際濃度比計(jì)算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積比實(shí)際值小，由d＝eq\f(V,S)，可知所測(cè)的分子直徑d偏小，A正確；乙同學(xué)在計(jì)算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯(cuò)了一個(gè)注射器把溶液滴在水面上，這個(gè)拿錯(cuò)的注射器的針頭比原來的細(xì)，一滴油酸酒精溶液的實(shí)際體積變小，一滴油酸酒精溶液中純油酸的實(shí)際體積變小，但體積V還是按原來的計(jì)算的，比實(shí)際體積大，由d＝eq\f(V,S)，可知所測(cè)的分子直徑d偏大，B錯(cuò)誤；丙同學(xué)在計(jì)算油膜面積時(shí)，把凡是不足一格的油膜都不計(jì)，導(dǎo)致計(jì)算的面積比實(shí)際面積小一些，由d＝eq\f(V,S)，可知所測(cè)的分子直徑d偏大，C錯(cuò)誤。4．(1)eq\f(1,L)(2)A(3)B解析(1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(pV,T)＝C，V＝SL，可得p＝eq\f(CT,S)·eq\f(1,L)，故橫坐標(biāo)為eq\f(1,L)。(2)氣體的體積V＝SL，其中S為空氣柱的橫截面積，由于空氣柱的橫截面積S不變，所以用L代替V，故選A。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論為一定量的氣體等溫變化時(shí)，壓強(qiáng)與體積成反比，故選B。5．(1)eq\f(1,V)(或體積的倒數(shù))(2)B(3)選用容積較大的注射器(或?qū)嶒?yàn)中氣體的體積不能壓縮得過小或測(cè)出軟管中氣體的體積等)解析(1)反比例函數(shù)是曲線，正比例函數(shù)是過原點(diǎn)的直線，所以要作p－eq\f(1,V)圖像，則應(yīng)以eq\f(1,V)為橫坐標(biāo)。(2)若急速推拉柱塞，則有可能造成漏氣和等溫條件的不滿足，所以應(yīng)緩慢推拉柱塞，故A錯(cuò)誤；推拉柱塞時(shí)，手不能握住注射器含有氣體的部分，若手握著含有氣體的部分，會(huì)造成溫度變化，故B正確；因壓強(qiáng)由壓力表測(cè)量，不是由平衡條件計(jì)算，所以實(shí)驗(yàn)前不需要利用天平測(cè)量出注射器、柱塞及壓力表的總質(zhì)量，故C錯(cuò)誤。(3)某同學(xué)直接用軟管連通注射器和另一壓強(qiáng)傳感器，用(1)中方法作出的圖線如題圖丙所示，該圖線不過原點(diǎn)，顯然是軟管里的氣體體積沒計(jì)算，體積的測(cè)量值偏小造成的，所以選用容積較大的注射器可改善(或?qū)嶒?yàn)中氣體的體積不能壓縮得過小或測(cè)出軟管中氣體的體積等)。6．(1)C(2)V1(3)eq\f(m,V1＋V2)(4)見解析圖解析(1)由于連接注射器與壓強(qiáng)傳感器之間軟管內(nèi)的氣體不可忽略，當(dāng)壓強(qiáng)增加后，軟管內(nèi)原來的氣體體積也應(yīng)該減小，但軟管體積未變，則注射器中有氣體進(jìn)入軟管，相當(dāng)于注射器漏氣，由pV＝nRT得p＝nRT·eq\f(1,V)，因漏氣使n減小，故p與eq\f(1,V)不是線性關(guān)系，當(dāng)V越小時(shí)，壓強(qiáng)越大，進(jìn)入軟管內(nèi)的氣體越多，則nRT越小，斜率越小，故繪出的p－eq\f(1,V)圖像可能為C。(2)設(shè)連接注射器與壓強(qiáng)傳感器之間軟管內(nèi)氣體的體積為V0，根據(jù)玻意耳定律p(V＋V0)＝C，則有eq\f(1,p)＝eq\f(V＋V0,C)由題圖(b)可知，當(dāng)eq\f(1,p)＝0時(shí)，V＝－V1，代入上式得V0＝V1(3)設(shè)大米的體積為V米，以注射器內(nèi)及軟管內(nèi)封閉的氣體為研究對(duì)象，由玻意耳定律p(V＋V0－V米