新高考物理一轮复习考点精讲精练第15章第65讲 热学实验（复习讲义）（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理一轮复习考点精讲精练第15章第65讲 热学实验（复习讲义）（2份，原卷版+解析版），共16页。
\l "_Tc25375" 02体系构建•思维可视 PAGEREF _Tc25375 \h 3
\l "_Tc9526" 03核心突破•靶向攻坚 PAGEREF _Tc9526 \h 4
\l "_Tc32321" 考点一 用油膜法估测油酸分子的大小 PAGEREF _Tc32321 \h 4
\l "_Tc21794" 知识点1 实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析 PAGEREF _Tc21794 \h 4
\l "_Tc10920" 考向1 实验原理与操作 PAGEREF _Tc10920 \h 5
\l "_Tc23305" 考向2 数据处理与误差分析 PAGEREF _Tc23305 \h 7
\l "_Tc14520" 考点二 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系 PAGEREF _Tc14520 \h 8
\l "_Tc3623" 知识点 实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析 PAGEREF _Tc3623 \h 9
\l "_Tc20892" 考向1 原型实验数据处理与误差分析 PAGEREF _Tc20892 \h 9
\l "_Tc20071" 考向2 创新实验数据处理与误差分析 PAGEREF _Tc20071 \h 12
\l "_Tc2870" 04真题溯源•考向感知 PAGEREF _Tc2870 \h 14


热学实验
用油膜法估测油酸分子的大小
实验目的
掌握油膜法的基本原理和操作方法
实验器材
油酸、酒精、浅盘、水等
实验原理
利用油酸分子在水面上形成 层的原理来估算分子大小
实验步骤
1. 制备油酸酒精溶液
2. 在浅盘中形成油膜
3. 测量油膜面积并计算油酸分子直径
注意事项
1. 实验用具清洁，避免混用
2. 油酸酒精溶液浓度小于0.1%
3. 浅盘水平放置，水位适当，视线垂直板面
误差分析
1. 体积计算误差
2. 油膜形状画线误差
3. 数格子法估算误差
探究等温情况下气体压强与体积的关系
实验目的
研究等温条件下气体压强与体积的定量关系
实验器材
注射器、润滑油、温度计等
实验原理
在等温条件下，一定质量的气体压强与体积成反比
实验步骤
1. 封闭一定质量的气体
2. 改变气体体积，测量不同体积下的压强
3. 记录数据并分析压强与体积的关系
注意事项
1. 注射器活塞涂润滑油以保持封闭气体 不变
2. 移动活塞 ，避免用手直接接触封闭气体部分以保持温度恒定
误差分析
实验中应尽量避免外部因素对气体温度和质量的影响
数据处理
1.算出玻璃板上轮廓范围内坐标方格的个数，算出油酸薄膜的面积 S。计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个。
2.根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 V。
3. 计算油酸薄膜的厚度 d= 即为油酸分子的大小。比较算出的分子直径，看其数量级是否为 10-10m，若不是10-10m 需重做实验

考点一 用油膜法估测油酸分子的大小
\l "_Tc25045" 知识点1 实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
1．原理与操作
2．注意事项
(1)将所有的实验用具擦洗干净，不能混用；
(2)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜；
(3)浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。
3．误差分析
(1)纯油酸体积的计算引起误差；
(2)油膜形状的画线引起误差；
(3)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差。
\l "_Tc16322" 考向1 实验原理与操作
例1 按要求完成下列填空；
(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）。
(2)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，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。若每一小方格的边长为25mm，试问：这种估测方法是将每个油酸分子视为 模型。图中油酸膜的面积为 m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m。（计算结果均保留2位有效数字）
【变式训练1-1】在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
(1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成 （填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸的体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径d= 。
(2)某小组对已经配制好的油酸酒精溶液进行下列实验操作，请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：B C（用字母序号表示）。
(3)实验已经测得一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为8×10−12m3；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长为L=1cm，如图所示。由图可知油膜面积为 m2；计算出油酸分子直径为 m。（以上结果均保留1位有效数字）
【变式训练1-2】“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将1mL的油酸溶于酒精，制成1000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL上述溶液为80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，将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的轮廓用彩笔描绘在玻璃板上，再将画有油酸膜轮廓的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积。已知坐标纸中正方形方格边长为1cm。根据以上信息，回答下列问题：
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V是 mL；（结果保留1位有效数字）
(2)如图所示为实验中把玻璃板盖在浅盘上描出1滴油酸酒精溶液滴入水中形成的油酸膜的轮廓，图中正方形小方格的边长为1 cm，则油酸膜的面积是 cm2。
(3)由以上数据，可估算出分子的直径为 m。（结果保留1位有效数字）
(4)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列措施可行的是（ ）
A．油酸浓度适当大一些
B．爽身粉层在水面上适当厚一些
C．轮廓范围内的完整正方形个数即代表油膜铺开的面积
D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
(5)小张同学利用上述方法测量出了油酸的直径为d，已知油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数可用上述字母表示为NA=
\l "_Tc16322" 考向2 数据处理与误差分析
例1某研究小组开展了“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
如图所示为乙同学描出的油膜轮廓，
(1)已知每个正方形小方格的边长为1cm，则油膜的面积约为 m2；已知每104mL油酸酒精溶液中含有纯油酸2mL，测出50滴溶液的体积为1mL，估算油酸分子的直径约为 m（计算结果均保留两位有效数字）。
(2)（多选）实验中丙同学对油酸分子直径的计算结果明显偏大，其原因可能有 ________（填写选项前字母）。
A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
B．油酸中含有大量酒精
C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大
D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数误少记了10滴
E．计算轮廓范围内正方形的个数时舍去了所有不足一格的方格
(3)丁同学利用上述方法测量出了油酸的直径为d，已知油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数可用上述字母表示为NA = 。
【变式训练2-1】在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每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滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为2cm。
(1)下列有关该实验的说法正确的______；
A．本实验也可直接将纯油酸滴水面上测量
B．本实验将油膜看成单分子油膜，忽略了分子的间隙
C．实验时应先将痱子粉均匀薄洒在水面上，再将一滴油酸酒精溶液滴入水面
D．测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，全部舍去
E．一滴油酸酒精溶液滴入水面，油膜的面积会先扩张后又稍微收缩一些
(2)该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 m3；油酸膜的面积是 cm2；按以上实验数据估测出油酸分子的直径为 m（保留一位有效数字）；
(3)某同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，会导致最后结果 （偏大、偏小、不变）。
【变式训练2-2】在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤：
①将4mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入100滴，量筒内的溶液增加1mL。
②往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定。
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将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小。
(1)在上述步骤 后（请填写步骤前面的数字），完成均匀地撒上爽身粉操作；
(2)该实验中每一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V0= mL；
(3)某次实验时，滴下油酸溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是 ；
(4)某次实验时，油膜形状稳定后，数得油膜所占格数约为N格（已知坐标纸正方形小方格边长为L)，则可估算出油酸分子的直径约为 ；（用符号“V0、N、L”表示）
(5)某次实验时，小组计算出的油酸分子直径偏大，导致这一结果的原因可能是_________。
A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点
B．将一溶液滴在水面上时，用的注射器针管比原来的粗
C．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格
D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴

考点二 探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系
知识点 实验目的、器材、原理、步骤、注意事项、误差分析
注意事项：
(1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是注射器活塞上涂润滑油。
(2)为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢和不能用手握住注射器封闭气体部分。
考向1 原型实验数据处理与误差分析
例1用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。
(1)关于实验下列说法正确的是________；
A．实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器在实验过程中晃动
B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性
C．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
D．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正确的操作，并由记录的数据作出了p−1V图像，如图1、2所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度T1 T2（填“>”、“”、“