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2026年高考物理一轮讲义+练习(湖南专用)第66讲热学实验(复习讲义)(学生版+解析)
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\l "_Tc204109304" 01考情解码·命题预警 PAGEREF _Tc204109304 \h 1
\l "_Tc204109305" 02体系构建·思维可视 PAGEREF _Tc204109305 \h 3
\l "_Tc204109306" 03核心突破·靶向攻坚 PAGEREF _Tc204109306 \h 3
\l "_Tc204109307" 考点一 用油膜法估测油酸分子的大小 PAGEREF _Tc204109307 \h 3
\l "_Tc204109308" 知识点1 用油膜法估测油酸分子的大小 PAGEREF _Tc204109308 \h 4
\l "_Tc204109309" 考向1 用油膜法估测油酸分子的大小 PAGEREF _Tc204109309 \h 5
\l "_Tc204109310" 考点二 探究气体等温变化的规律 PAGEREF _Tc204109310 \h 7
\l "_Tc204109311" 知识点1 探究气体等温变化的规律 PAGEREF _Tc204109311 \h 8
\l "_Tc204109312" 考向1 教材原型实验 PAGEREF _Tc204109312 \h 9
\l "_Tc204109313" 考向2 创新拓展实验 PAGEREF _Tc204109313 \h 12
\l "_Tc204109314" 04真题溯源·考向感知 PAGEREF _Tc204109314 \h 16
考点一 用油膜法估测油酸分子的大小
\l "_Tc25045" 知识点1 用油膜法估测油酸分子的大小
一、实验原理
实验采用油酸在水面上形成一层 单分子 油膜的方法估测油酸分子的大小。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,其中的酒精溶于水,并很快挥发,在水面上形成如图甲所示形状的一层纯 油酸 薄膜。如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积,即可算出油酸分子的大小。用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积,用S表示单分子油膜的面积,用d表示油酸分子的直径,如图乙所示,则d= VS 。
二、实验器材
清水、浅盘、注射器(或胶头滴管)、坐标纸、玻璃板、爽身粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、烧杯(或量筒)、彩笔。
三、实验过程
1.在 浅盘 中盛入适量的水(约2 cm深),静置一段时间使水处于稳定状态。
2.用注射器(或胶头滴管)取事先配好的体积浓度为k的 油酸酒精 溶液,逐滴滴入烧杯(或量筒)中,记下滴入1 mL溶液的滴数N。
3.将适量爽身粉(或石膏粉) 均匀 地撒在水面上。
4.用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴 油酸酒精 溶液滴在水面上。
5.待油酸膜的面积稳定后,把玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出 油膜 的形状。
四、数据处理
1.计算一滴溶液中油酸的体积:V=kN(mL)。
2.计算油膜的面积S:以边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,大于半个的算 一个 ,不足半个的 舍去 。
3.计算油酸的分子直径:d=VS(注意单位统一)。
五、注意事项
1.在水面上撒爽身粉(或石膏粉)时,注意不要触动浅盘中的水。
2.在有机玻璃板上描绘轮廓时动作要轻而迅速,眼睛视线要始终与玻璃板垂直。
3.油酸酒精溶液配制后不要长时间放置,以免改变浓度,产生误差。
4.注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内。当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时,会发现针头下方的粉层已被排开,是由针头中酒精挥发所致,不影响实验效果。
5.本实验只要求估算油酸分子的大小,实验结果数量级符合要求即可。
\l "_Tc17630" 考向 用油膜法估测油酸分子的大小
例1 (2025·湖南娄底第一中学模拟)(2024江苏扬州重点高中3月质检)某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
(1)实验中要让油酸在水面尽可能散开,形成单分子油膜,并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为______(填选项前的字母)。
A.控制变量法B.等效替代法C.理想化模型法
(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是______。
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.对油酸溶液起到稀释作用
C.有助于测量一滴油酸的体积
D.有助于油酸的颜色更透明便于识别
(3)该小组进行下列实验操作,请选出需要的实验操作,并将它们按操作先后顺序排列:______。
A.B.C.
D.E.F.
(4)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中,计算结果明显偏小,可能是由于______(填选项)。
A.油酸未完全散开
B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C.求每滴体积时,1mL的溶液的滴数少记了10滴
D.油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多
(5)已知实验室中使用的酒精油酸溶液每104mL溶液中含有2mL油酸,又用滴管测得每50滴这种酒精油酸溶液的总体积为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)。油酸分子的大小 m。(结果保留一位有效数字)
【答案】.(1)C (2)B (3)DBFEC (4)D (5)
【解析】(1)将油酸分子看成球形,在水面上形成单分子油膜。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。故选C。
(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用,进一步减小油酸的面密度,更能保证形成单分子油膜。故选B。
(3)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为: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:往浅盘里倒入约2cm深的水,水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上,用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定,将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上,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。则实验操作顺序为DBFEC。
(4)油酸未完全散开,测得油酸的面积偏小,则测得分子直径偏大,故A不符合题意;计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,测得油酸的面积偏小,则测得分子直径偏大,故B不符合题意;求每滴体积时,1mL的溶液的滴数少记了10滴,可知,纯油酸的体积将偏大,则计算得到的分子直径将偏大,故C不符合题意;油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多,导致油酸浓度增大,形成的油膜面积偏大,则直径的测量值偏小,故D符合题意。故选D。
(5)一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为,根据多余半格算一格,不足半格舍掉,由图可知,约61个小格,则油酸的面积为,则油酸分子的直径为
(1)一滴油酸溶液的平均体积:。
(2)一滴油酸溶液中含纯油酸的体积:V=×油酸溶液的体积比。(体积比=)
(3)油膜的面积S=n×1 cm2。(n为有效格数,小方格的边长为1 cm多于半个的算一个,不足半个的舍去)
(4)分子直径d=。(代入数据时注意统一单位和有效数字的保留)
【变式训练1】(2025·北京市市辖区·模拟题)做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)下列实验步骤的正确顺序是__________(填写实验步骤前的序号)。
a.往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
b.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定
c.将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小
d.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,再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积
e.将玻璃板放在浅盘上,然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
(2)实验中,所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积,用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有n滴,把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中每个小正方形格的边长为a,则油酸薄膜的面积S=__________;可求得油酸分子的直径为__________(用、、、n、S表示)。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大,可能是因为__________。
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
C.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
D.用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
【答案】 (1)dabbed;(2) ;(3)BC
【详解】(1)实验过程应先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,再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积,后往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上,再用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定,随后将玻璃板放在浅盘上,然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上,最后将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。即实验步骤的正确顺序是dabec。
(2)根据数格子的办法, 多于半格算一格, 少于半格舍去, 油膜的总格数为71格,则油膜总面积为
由于所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积,则溶液的浓度为
用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有n滴,则一滴溶液中纯油酸的体积为
油酸分子直径为
解得
(3)A.油膜中含有大量未溶解的酒精,导致油膜面积测量值偏大,根据上述可知,油酸分子直径测量值偏小,故A错误;
B.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格,导致油膜面积测量值偏小,根据上述可知,油酸分子直径测量值偏大,故B正确;
C.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开,导致油膜面积测量值偏小,根据上述可知,油酸分子直径测量值偏大,故C正确;
D.用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴,导致油酸体积测量值偏小,根据上述可知,油酸分子直径测量值偏小,故D错误。
【变式训练2】.(2025湖南常德重点高中质检)(1)如图 1 反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的 4 个步骤,将它们按操作先后 顺序排列应是 (用符号表示);
(2)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1000mL
溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL 上述溶液有 75 滴,把 1 滴该溶液滴入盛水的 浅盘里,待水面稳定后,画出油膜的形状。如图 2 所示,坐标纸中正方形方格的边长为
1cm,试求:
①油酸膜的面积是 2 cm ;
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL;
③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。(结果保留两位有效数字)
(3)如果实验中油膜没有完全散开,测得的油酸分子直径 。(选填“偏大”或“偏 小”)
【答案】.(1) bcad (2)134~137 810-6 5.8~6.0 −10 (3)偏大
【解析】(1) “用油膜法估测分子的大小”实验中,首先要测量 1 滴油酸酒精溶液中含纯 油酸的体积,然后将 1 滴油酸酒精溶液滴入水槽中,在玻璃板上画出油酸油面的轮廓,最后 计算油酸油面的面积,则将它们按操作先后顺序排列应是 bcad;
(2)①通过油膜的格子数可知,油酸膜的面积是
S=135×1cm2=135cm2
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是
(3)如果实验中油膜没有完全散开,则 S 测量值偏小,则测得的油酸分子直径偏大
。
考点二 探究气体等温变化的规律
知识点1 探究气体等温变化的规律
一、实验器材
带铁夹的铁架台、 注射器 、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、 橡胶套 、刻度尺。
二、实验步骤与操作
1.如图甲所示,组装实验器材。
2.注射器两端有柱塞和橡胶套,管内密封一段 空气 柱,这段空气柱就是我们的研究对象。在实验过程中,我们可以近似认为空气柱的质量和 温度 不变。
3.用手把柱塞向下压,选取几个位置,同时读出刻度尺读数与 压力表 读数,记录数据。
4.用手把柱塞向上拉,选取几个位置,同时读出 刻度尺 读数与压力表读数,记录数据,计算出气体体积,也可以直接用刻度尺读数作为空气柱体积。
5.以压强p为纵坐标,以体积的倒数1V为横坐标,把以上各组数据在坐标系中描点,观察图像,进一步确定p与1V的关系。
三、数据记录与处理
1.设计表格记录数据
2.根据数据
绘制p-1V图像(如图乙所示)。
3.实验结论
在 温度 不变的条件下,一定质量的理想气体,气体压强与体积成 反比 。
四、误差分析
1.漏气造成空气柱质量变化。
改进措施:给注射器柱塞涂润滑油,使橡胶套尽量密封,压强不要 太大 。
2.空气柱温度不恒定造成误差。
改进措施:尽量在恒温环境操作,移动柱塞尽量 缓慢 。
3.空气柱体积和气压测量不准确。
改进措施:采用较细的注射器和准确度高的压力表。
五、注意事项
1.适用条件是温度保持不变,所以操作要缓慢,才能保证 温度 不变。
2.要等到示数稳定之后,再去读数。
3.研究对象为一定质量的气体,要防止 漏气 。
考向1 教材原型实验
例1 (2025·湖南·模拟预测)某实验小组用如图所示的装置,做“探究气体等温变化的规律”的实验。则:
(1)有关此实验,下列说法正确的是__________。
A.在柱塞上涂抹润滑油的目的是为了防止漏气,以保证气体质量不变
B.用手握住注射器,便于更好的推动柱塞
C.实验中应缓慢推动柱塞以保证气体的温度不变
D.该实验一定要测量柱塞的横截面积
(2)实验中,根据测量的多组数据绘制出p−V图像,如图所示。根据所得到的曲线 (选填“能”或“不能”)得出一定质量的气体在温度不变时,气体压强p与体积V成反比。若要更直观地探究一定气体压强p与体积V的变化规律,应绘制某温度下,一定质量气体的 (选填“1p−1V”或“p−1V”)图像。
(3)如图所示,某小组在环境温度明显升高时,其他操作规范且正确,最终得到的图像可能是 ;如果实验过程中,随着压强增大橡皮塞缓慢漏气,则可能的图像是 。
A.B.C.D.
【答案】(1)AC
(2) 不能 p−1V
(3) B D
【详解】(1)A.在柱塞上涂抹润滑油的目的是为了防止漏气,以保证气体质量不变,选项A正确;
B.实验时不能用手握住注射器推动柱塞,以防气体温度变化,选项B错误;
C.实验中应缓慢推动柱塞以保证气体的温度不变,选项C正确;
D.该实验因注射器各处截面积都相同,则可以用长度代替体积,则不需要测量柱塞的横截面积,选项D错误。
故选AC。
(2)[1][2]实验中,根据测量的多组数据绘制出p−V图像,根据所得到的曲线不能得出一定质量的气体在温度不变时,气体压强p与体积V成反比。气体做等温变化,可得pV=C,若要更直观地探究一定气体压强p与体积V的变化规律,应绘制某温度下,一定质量气体的p−1V图像,若图像为过原点的直线,则说明一定质量的气体在温度不变时,气体压强p与体积V成反比。
(3)[1]某小组在环境温度明显升高时,其他操作规范且正确,根据p=CT1V,可知p−1V图像的斜率变大,则最终得到的图像可能是B;
[2]如果实验过程中,随着压强增大橡皮塞缓慢漏气,根据p=CT1V,可知p−1V图像的斜率变小,则可能的图像是D。
【变式训练1】(2025·浙江·一模)用图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验
(1)下列说法正确的是
A.实验时需要用手扶住注射器外壁
B.实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞,是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦
C.封闭一定质量的气体时,先要摘除橡胶套,拉动柱塞使之移到适当位置后,再用橡胶套封闭注射器的注射孔
(2)某实验小组进行了两次规范的实验,并由记录的数据作出了p—V图像,如图甲、乙图线所示。若两次实验气体的质量一定,则气体温度T甲 T乙;若两次实验气体的温度不变,则气体质量m甲 m乙(两空均选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)C
(2) > >
【详解】(1)[1]A.实验时为防止温度发生变化,不能用手握注射器推拉柱塞,故A错误;
B.实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞,是为了防止温度发生变化,故B错误;
C.在封闭一定质量的气体时,要先摘除橡胶套,拉动柱塞使之移到适当位置后,再用橡胶套封闭注射器的注射孔,故C正确。
故选C。
(2)[1]在p-V图象中,根据
pVT=C
可得
pV=CT
即离坐标原点越远的等温线温度越高,故
T甲>T乙
[2]由克拉珀龙方程
pV=mMRT
式中m是气体的质量,M是摩尔质量,R是摩尔气体常量,可知在相同情况下,当温度T不变时,所选气体的质量m越大,pV值越大,可知
m甲>m乙
考向2 创新拓展实验
例2.(2025·全国·模拟预测)两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。
(1)第一个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实验过程中,下列操作正确的是 。(填正确答案标号)
A.应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积
B.实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量
C.推拉柱塞时,手不可以握住整个注射器
D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好,以保证空气柱的质量一定
②实验时,缓慢推动活塞,注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低,测得多组空气柱的压强p和体积V的数据,则实验得到的图像应为下图中的 。(填正确答案标号)
(2)第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验,实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据并作出图像,发现图线不过坐标原点,如图丙所示。造成这一结果的原因是 ;图丙中的物理含义是 。
【答案】 (1) CD A (2) 胶管的容积不可忽略 连接压强传感器和注射器的胶管的容积
【详解】(1)①应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积,以避免操作动作过快使空气柱的温度发生改变,A项错误;B.因压强由压力表测得,不是由平衡条件计算出的,所以实验前不需要利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量,B项错误;C.实验过程中手不能握住注射器前端,以免改变空气柱的温度,使气体发生的不是等温变化,C项正确;实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好,以保证空气柱的质量一定,D项正确。②[2]根据理想气体状态方程,可得,可知随着环境温度逐渐降低,图像的斜率会逐渐减小,A项正确。
根据玻意耳定律得,解得,造成这一结果的原因是胶管的容积不可忽略;图丙中的物理含义是连接压强传感器和注射器的胶管的容积
【变式训练1】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 。
【答案】 (1)不需要 (2) 时 不同 II (3)
【解析】(1)压强传感器测量的实际压强,不需要调零。
(2)由图可知图线与p轴的交点I为时的压强。
[3]根据理想气体状态方程有; 则采用不同体积的试管做实验,关系图像斜率不同。
由发现,无论体积如何,当压强为零时,温度一定为,故采用不同容积的试管做实验,获得的关系图像都经过图(b)中的II点。
(3) 根据图c,可知根据题意有综合得则
【变式训练2】(2025·安徽·模拟预测)某实验小组的同学在实验室利用图示的实验装置完成“探究一定质量气体的压强和体积的关系”实验。
(1)实验时,为判断气体的压强和体积的定性关系, (填“需要”或“不需要”)测出针筒内空气柱的横截面积;
(2)关于该实验,下列说法正确的是_____;(填选项前字母序号)
A.推拉活塞时,动作要慢
B.实验中要用手握住针筒前端以保持注射器稳定
C.若实验中不慎将活塞拉出针筒,将活塞塞回针筒后可继续实验
(3)若连接注射器与压强传感器的塑料管内的气体体积V0不能忽略,小组同学测得注射器内气体压强为p,体积为V,为了在直角坐标系中得到直线,应该作 (填“p−1V”或“V−1p”)图线,图线与纵轴的截距为 。
【答案】(1)不需要
(2)A
(3) V−1p −V0
【详解】(1)由玻意耳定律有p1l1S=p2l2S,等式两边的面积消去了,所以不需要测出针筒内空气柱的横截面积。
(2)A.为了保证气体的温度不变,推拉活塞时,动作要慢,故A正确;
B.用手握住注射器,会改变气体的温度,故B错误;
C.若实验中不慎将活塞拉出针筒,气体的质量发生变化,应该重新做实验,故C错误。
故选A。
(3)[1][2]塑料管中的气体体积为V0,则pV+V0=C,则有V=Cp−V0,所以应作V−1p图,且图线与纵轴的截距为:−V0。
1.(2024·上海·高考真题)实验是人类认识物质世界的宏观性质与微观结构的重要手段之一,也是物理学研究的重要方法。
1. 通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为( )
A. B. C. D.
2. 验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示,用支架将封有一定质量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中,随着水温的缓慢下降,记录多组气体温度和体积的数据。
(1)不考虑漏气因素,符合理论预期的图线是____________
A. B.
C. D.
(2)下列有助于减小实验误差的操作是____________
A.实验前测量并记录环境温度 B.实验前测量并记录大气压强
C.待温度读数完全稳定后才记录数据 D.测量过程中保持水面高于活塞下端
【答案】(1). C (2). ①. A ②. C
【解析】(1)通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为或,故选C。
(2)①实验过程中压强不变,根据,可得
可知,在压强不变的情况下,气体体积与热力学温度成正比,与摄氏温度成一次函数关系,故A正确,BCD错误。
②环境温度不影响实验数据,实验前测量并记录环境温度并不能减小实验误差,故A错误;
本实验压强不变,实验前测量并记录大气压强不能减小实验误差,故B错误;待温度读数完全稳定后才记录数据,稳定后的数据更加接近真实数据,故能减小误差,故C正确;测量过程中保持水面高于活塞下端不能减少误差,故D错误。
2.(2023·山东·高考真题)利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,注射器内封闭一定质量的空气,下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘,托盘中放入砝码,待气体状态稳定后,记录气体压强p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和),逐次增加砝码质量,采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
回答以下问题:
(1)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的气体 。
A.p与V成正比 B.p与1V成正比
(2)若气体被压缩到V=10.0mL,由图乙可读出封闭气体压强为 Pa(保留3位有效数字)。
(3)某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了ΔV,则在计算pV乘积时,他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而 (填“增大”或“减小”)。
【答案】 B 2.04×105 增大
【详解】(1)[1]在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的气体,p与1V成正比。
故选B。
(2)[2]若气体被压缩到V=10.0mL,则有
1V=110.0mL−1=100×10−3mL−1
由图乙可读出封闭气体压强为
p=2.04×105Pa
(3)[3]某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了ΔV,则在计算pV乘积时,根据
p(V0+ΔV)−pV0=pΔV
可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而增大。
3.(2023·江苏·高考真题)在“探究气体等温变化的规律”的实验中,实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是( )
A.把柱塞快速地向下压
B.把柱塞缓慢地向上拉
C.在橡胶套处接另一注射器,快速推动该注射器柱塞
D.在橡胶套处接另一注射器,缓慢推动该注射器柱塞
【答案】B
【详解】因为该实验是要探究气体等温变化的规律;实验中要缓慢推动或拉动活塞,目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变;为了方便读取封闭气体的体积不需要在橡胶套处接另一注射器。
故选B。
4.(2023·浙江·高考真题)以下实验中,说法正确的是( )
A.在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中,充电时电流逐渐增大,放电时电流逐渐减小
B.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,滴入油酸酒精溶液后,需尽快描下油膜轮廓,测出油膜面积
C.“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中,光照强度增加,光敏电阻阻值减小;温度升高,金属热电阻阻值增大
D.“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中,如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上,原线圈接入10V的交流电时,副线圈输出电压不为零
【答案】CD
【详解】A.在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中,充电时电流逐渐减小,放电时电流逐渐增大,故A错误;
B.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,滴入油酸酒精溶液后,需待油酸溶液全部散开,形状稳定后,用一玻璃板轻轻盖在浅盘上,然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上,测出油膜面积,故B错误;
C.“观察光敏电阻特性”实验中,光照强度增加,光敏电阻阻值减小;“观察金属热电阻特性”实验中,温度升高,金属热电阻阻值增大,故C正确;
D.“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中,如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上,原线圈接入10V的交流电时,变压器的效果减弱,副线圈磁通量还是会发生变化,副线圈输出电压不为零,故D正确。
故选CD。
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
用油膜法估测油酸分子的大小
选择题
非选择题
探究气体等温变化的规律热实验
选择题
非选择题
考情分析:
1.从近几年湖南高考试题看热学实验相关内容考查频率相对不高,但仍是重要组成部分,题型、难度等具有一定特点,且常与热学其他知识综合考查。
2.从命题思路上看,试题情景为
考查内容多基于教材中的热学实验原理,如探究等温条件下气体压强与体积的关系实验,可能会在教材原型实验基础上,通过改变实验装置或实验条件等方式进行创新考查,要求考生灵活运用所学实验知识,理解实验的本质和原理。
复习目标:
目标一:对于 “用油膜法估测油酸分子直径” 实验,要透彻理解其核心原理,即把油酸分子视为球形,且油酸在水面上形成单分子层油膜,油膜的厚度就等于油酸分子的直径。
目标二:针对 “探究等温条件下气体压强与体积的关系” 实验,要深刻理解实验依据的玻意耳定律,明确实验中 “等温” 条件的重要性,以及如何保证实验过程中气体温度不变(如缓慢操作,避免气体与外界发生明显热交换;实验装置避免阳光直射等)。
空气柱高度d/cm
空气柱体积V/mL
压强p/(105 Pa)
1V/mL-1
相关试卷
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