第18講熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)

【目標(biāo)要求】L掌握四個(gè)基本實(shí)驗(yàn)：(1)用油膜法估測(cè)油酸分子的大小；(2)探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與

體積的關(guān)系；(3)測(cè)量玻璃的折射率；(4)用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)。2.熟練應(yīng)用油膜法、控制變量法、單位圓法、

圖像法。

考點(diǎn)一用油膜法估測(cè)油酸分子的大小

1.原理：認(rèn)為油酸薄膜是由單層的油酸分子緊密排列組成，油膜的厚度就是油酸分子的直徑長(zhǎng)，如圖。

油酸分子

三三姜姿堂至至水

乙

2.對(duì)aVn的測(cè)量

(1)配制一定濃度的油酸酒精溶液，設(shè)其濃度為〃；

(2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，讀出它的體積為外；

(3)再把它一滴滴地滴入燒杯中，記下液滴的總滴數(shù)N-,

(4)則一滴油酸酒精溶液中，純油酸的體積T"。

3.對(duì)“S”的測(cè)量

(1)數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)〃o,不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)；

(2)用正方形的個(gè)數(shù)乘單個(gè)正方形的面積So計(jì)算出油膜的面積S(即〃oSo)。

例1(2024?河北承德市模擬)(1)如圖甲是“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中的4個(gè)步驟,

將它們按操作先后順序排列應(yīng)是(用符號(hào)表示)；

(2)在做“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，將油酸溶于酒精，其濃度為每1000mL溶液

中有0.6mL油酸。用注射器測(cè)得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水

面穩(wěn)定后，畫出油膜的形狀。如圖乙所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm,求：

①油酸膜的面積是cm2；

②每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是n?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；

③按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑是m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(3)若阿伏加德羅常數(shù)為NA,油酸的摩爾質(zhì)量為初，油酸的密度為公則下列說法正確的

是O

A.lkg油酸所含有分子數(shù)為"NA

B.ln?油酸所含分子數(shù)為警

C.1個(gè)油酸分子的質(zhì)量為9

D.油酸分子的直徑約為挈

PNA

答案(l)bcad(2)①133②8610-12③6.0xi(yi。(3)B

解析(1)“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)步驟為：配制油酸酒精溶液一測(cè)定一滴油酸酒精溶液中

純油酸的體積一準(zhǔn)密淺水盤一形成油膜一描繪油膜邊緣-測(cè)量油膜面積一計(jì)算分子直徑。因此操作先后順

序排列應(yīng)是bcado

⑵①題圖乙油膜中大約有133個(gè)小方格，則油酸膜的面積為

2

S=133xl2cm2=i33cm

②每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為

%黑x萼m3=8.Oxio」2m3

③油酸分子的直徑為

,Vo8.0X10-12

(3)1kg油酸所含有分子數(shù)為

韋故A錯(cuò)誤；

1m3油酸所含分子數(shù)為

P,,故B正確；

P

1個(gè)油酸分子的質(zhì)量為磔吟，故C錯(cuò)誤；

NA

設(shè)油酸分子的直徑為力則有

32pN人

解得介3墨，故D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二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.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法

實(shí)驗(yàn)裝置如圖

2.為保證等溫變化，實(shí)驗(yàn)過程中不要用手握住注射器有氣體的部位。同時(shí)，改變體積過程應(yīng)緩慢，以免影

響密閉氣體的溫度。為保證氣體密閉，應(yīng)在柱塞與注射器內(nèi)壁間涂上潤(rùn)滑油，注射器內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差不

宜過大。

3.在等溫過程中，氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系在？％圖像中呈現(xiàn)為雙曲線（其中的一支），如圖甲。處理實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)時(shí)，要通過變換，即畫2［圖像，把雙曲線（其中的一支）變?yōu)橹本€，說明。和廠成反比，如圖乙。這是科

學(xué)研究中常用的數(shù)據(jù)處理的方法，因?yàn)橐淮魏瘮?shù)反映的物理規(guī)律比較直觀，容易得出相關(guān)的對(duì)實(shí)驗(yàn)研究有

用的參數(shù)。

例2（2023?山東卷?13）利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將帶有

刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料管與壓強(qiáng)傳感

器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入祛碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)?和體積

門（等于注射器示數(shù)后與塑料管容積△%之和），逐次增加祛碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線

如圖乙所示。

3

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回答

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圖乙

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實(shí)驗(yàn)

(1)在

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圖乙

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縮到

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(2)若

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據(jù)時(shí)

錄數(shù)

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同學(xué)

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驗(yàn)時(shí)

行實(shí)

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“減

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“增大

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