新高考物理一轮复习考点课时练第15章第78练　实验二十：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系（含答案解析）

这是一份新高考物理一轮复习考点课时练第15章第78练　实验二十：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系（含答案解析），共24页。试卷主要包含了1×10－10　A等内容，欢迎下载使用。
分值：50分
1.(9分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
(1)(3分)有关该实验的下列说法正确的是 。
A.图中的操作步骤顺序是：丙→丁→乙→甲
B.油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验
C.往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓
(2)(3分)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.3%，用注射器测得200滴这样的油酸酒精溶液为1 mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的纯油酸体积为 cm3。
(3)(3分)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是 。
2.(9分)(2024·山东烟台市检测)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)(3分)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。
(2)(3分)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柱塞
B.推拉柱塞时，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、柱塞及压力表的总质量
(3)(3分)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。
用(1)中方法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，请写出一条改进建议： 。
3.(10分)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下：
A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓中的方格数(正方形小方格的边长为2 cm)，求油膜面积S(如图所示)
B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上
C.向浅盘中装入约2 cm深的水，并撒上痱子粉或细石膏粉
D.用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径
E.在1 mL纯油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为1 000 mL
F.用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得60滴溶液体积为1 mL
(1)(2分)上述实验步骤的合理顺序是：E 。
(2)(3分)根据上述数据，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL(保留2位有效数字)。
(3)(3分)根据上述数据及图中的面积，估测出油酸分子的直径是 m(保留2位有效数字)。
(4)(2分)关于本实验，下列说法正确的有 。
A.选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜
B.若油酸没有充分散开，油酸分子直径的计算结果将偏小
C.在向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小
D.结束实验时，需要将水从浅盘的一角倒出，在这个角的边缘会遗留少许油酸。为了保持浅盘的清洁，不影响下次使用，可以用适量水清洗，并用脱脂棉擦去
4.(10分)(九省联考·江西·11)某小组探究气体在等温变化时压强随体积变化的规律。实验方案如下：在带刻度的注射器内密封一段掺入酒精蒸气的空气，然后将注射器与气体压强传感器连接管相连接。气体压强p由传感器测量，气体体积V等于注射器读数与连接管的容积(1 cm3)之和。
(1)(3分)实验时手不要握注射器筒，且应缓慢推动注射器活塞，其目的是 。
(2)(3分)下表是小组采集的一组数据，数据真实可靠，请在图中补充描出第6至9个数据点，并画出p－1V图线。
(3)(4分)由p－1V图可知，前8个数据点的分布情况说明：在等温变化时，气体的压强与体积关系为 ；第9个数据点显著偏离上述规律，小组猜想是因为气体的质量减小了，下列哪个选项支持该猜想 。
A.部分酒精蒸气进入气体压强传感器连接管
B.在测量第9个数据点时发现注射器筒壁出现模糊，部分酒精蒸气液化
5.(12分)在探究气体压强与体积关系实验中，某兴趣小组设计如图甲实验装置。已知重力加速度为g，注射器水平放置且外壁固定在水平桌面上，注射器气密性和导热性良好且外界环境温度保持不变，不计一切摩擦。
(1)(3分)用刻度尺测得注射器刻度上40 mL到50 mL的长度为1 cm，注射器活塞的横截面积为S＝ cm2；
(2)取下沙桶，向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，此时的气体压强为大气压p0；
(3)(3分)挂上沙桶，稳定后，测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m，则气体压强的表达式p2＝ (请选用p0、g、S、m表示)；
(4)在沙桶内适量添加沙子，重复步骤(3)；
(5)(6分)以沙桶的总质量m为纵轴，以1V为横轴，绘制m－1V图像，其图像如图乙所示，图中横轴截距为a，纵轴截距为b，可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积V0＝ ，实验时当地的大气压强p0＝ (两空均请选用a、b、g、S表示)。
答案精析
1.(1)B (2)1.5×10－5 (3)C
2.(1)1V(或体积的倒数) (2)B
(3)选用容积较大的注射器(或实验中气体的体积不能压缩得过小或测出软管中气体的体积等)
3.(1)FCBAD (2)1.7×10－5
(3)7.1×10－10 (4)A
解析 (1)上述实验步骤的合理顺序是：在1 mL纯油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为1 000 mL，用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得60滴溶液体积为1 mL，向浅盘中装入约2 cm深的水，并撒上痱子粉或细石膏粉，将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上，将画出油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓中的方格数(正方形小方格的边长为2 cm)，求油膜面积S，用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径。
故上述实验步骤的合理顺序是EFCBAD。
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
V＝11 000×160 mL≈1.7×10－5 mL
(3)估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出60格，则油酸薄膜面积为
S＝60×2×2 cm2＝240 cm2
油酸分子的直径是d＝VS＝1.7×10−5240 cm≈7.1×10－8 cm＝7.1×10－10 m。
(4)计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单分子层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，所以选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜，故A正确；油酸分子直径的公式是d＝VS，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。水面上痱子粉或细石膏粉撒得较多，油膜没有充分散开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大，故B错误；计算时在向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，V偏大，则d偏大，故C错误；油酸不溶于水，应用酒精清洗，故D错误。
4.(1)减小热传递和做功对气体温度的影响
(2)
(3)成反比 B
5.(1)10 (3)p0－mgS (5)1a bgS
解析 (1)注射器活塞的横截面积为
S＝VL＝50−401 cm2＝10 cm2
(3)根据受力平衡可得
p0S＝p2S＋mg
解得气体压强的表达式为
p2＝p0－mgS
(5)根据玻意耳定律可得
p0V0＝p2V＝(p0－mgS)V
整理可得m＝－p0SV0g·1V＋p0Sg
结合m－1V图像可得
p0SV0g＝ba，p0Sg＝b
解得V0＝1a，p0＝bgS。
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
p/kPa
99.0
110.0
120.9
135.4
154.7
181.2
223.3
291.1
330.0
V/cm3
21.0
19.0
17.0
15.0
13.0
11.0
9.0
7.0
5.0
1V/cm－3
0.048
0.053
0.059
0.067
0.077
0.091
0.111
0.143
0.200