專題11熱學(xué)類實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)【本專題涉及到的常見的實(shí)驗(yàn)】1、實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小2、實(shí)驗(yàn)：探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系【方法總結(jié)提升】1、實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大?。?）對(duì)“V”的測(cè)量①配制一定濃度的油酸酒精溶液，設(shè)其濃度為n；②用注射器吸取一段油酸酒精溶液，讀出它的體積為V0；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V＝eq\f(V0,N)n.（2）對(duì)“S”的測(cè)量①淺盤里盛水，把適量的爽身粉均勻撒在水面上；②用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形狀穩(wěn)定后，將帶方格的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下薄膜的形狀；③數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)n0，不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)；④用正方形的個(gè)數(shù)乘單個(gè)正方形的面積S0(即n0S0)計(jì)算出油膜的面積S.2、實(shí)驗(yàn)：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)為保證等溫變化，實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)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)在活塞與注射器內(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(guò)大．(2)實(shí)驗(yàn)中所用的壓力表精度較高，而氣柱體積是直接在注射器上讀出的，其誤差會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．(3)在等溫過(guò)程中，氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系在p－V圖像中呈現(xiàn)為雙曲線，如圖甲．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，要通過(guò)變換，即畫p－eq\f(1,V)圖像，把雙曲線變?yōu)橹本€，說(shuō)明p和V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)．【例題1】某實(shí)驗(yàn)小組為完成“用油膜法估算油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)，操作如下：①取1.0mL油酸配成500mL油酸酒精溶液；②用注射器吸取1.0mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了50滴；③在淺盤內(nèi)注入適量的水，將爽身粉均勻地撒在水面上，用注射器滴入一滴溶液；④待油膜形狀穩(wěn)定后，將繪有方格的玻璃板放在淺盤上，繪出油酸的輪廓（如圖所示，每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為1.0cm）。（1）“將油酸分子看成球形”所采用的方法是A．理想模型法

B．控制變量法C．等效替代法

D．極限思維法（2）該實(shí)驗(yàn)中一滴油酸酒精溶液含mL油酸；由上述數(shù)據(jù)估算得到油酸分子的直徑約為m（保留一位有效數(shù)字）。（3）若實(shí)驗(yàn)中最終測(cè)得的油酸分子直徑偏大，可能原因是A．爽身粉撒得較多，油膜沒有充分展開B．配置好的油酸酒精溶液放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)C．計(jì)算油酸膜的面積時(shí)，將所有不完整方格作為完整方格處理D．用注射器測(cè)得50滴油酸酒精溶液為1mL時(shí)，不小心錯(cuò)記為40滴【例題2】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)量的理想氣體。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為判斷氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，（選填“需要”或“不需要”）測(cè)出空氣柱的橫截面積。（2）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。（3）為能更準(zhǔn)確地測(cè)出氣體的壓強(qiáng)，某同學(xué)直接用細(xì)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。測(cè)得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，若以為縱坐標(biāo)作出的圖線如圖丙所示，而該圖線不過(guò)原點(diǎn)，為減小這一實(shí)驗(yàn)誤差且圖線仍為直線，下列措施不可行的是。A．選用容積較大的注射器B．實(shí)驗(yàn)中氣體的體積不要壓縮得過(guò)小C．改用p為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)D．測(cè)出細(xì)軟管中氣體的體積【例題3】在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，將油酸溶于酒精，其濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL。用注射器測(cè)得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入表面撒有痱子粉的盛水淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油酸膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和大小如圖，坐標(biāo)系中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm。試求：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mL。③某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得油膜面積為S，純油酸的體積為V，則油酸分子直徑D=。（用題中給定的字母表示）④某同學(xué)在用油膜法估測(cè)分子直徑實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能的原因是由于下列選項(xiàng)中的。A．油酸未完全散開B．油酸中含有大量的酒精C．計(jì)算油膜面積時(shí)舍去了所有不足一格的方格D．求每滴體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴【例題4】在“用DIS研究溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”中，一小組的同學(xué)測(cè)得一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：次數(shù)123456101.3111.2123.5138.7158.3184.31098765（1）圖（a）為實(shí)驗(yàn)器件，實(shí)驗(yàn)中氣體的壓強(qiáng)可以通過(guò)壓強(qiáng)傳感器測(cè)量，氣體的體積則通過(guò)獲得；1．在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：a．用注射器將事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定；b．將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積；c．根據(jù)一滴溶液中純油酸的體積和油膜的面積計(jì)算出油酸分子直徑；d．將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上；e．往淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。完成下列填空：①上述步驟中，正確實(shí)驗(yàn)步驟的排列順序是（填寫步驟前面的字母）。②在實(shí)驗(yàn)中將油酸分子看成是球形的，所采用的方法是。A．等效替代法

B．理想模型法

C．控制變量法

D．比值定義法2．某實(shí)驗(yàn)小組做“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)中把油酸分子簡(jiǎn)化為球形處理，體現(xiàn)的科學(xué)思維方法為。A．控制變量法

B．等效替代法

C．理想化模型法（2）已知實(shí)驗(yàn)室中使用的油酸酒精溶液的濃度為c，測(cè)得N滴這種油酸酒精溶液的總體積為V，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在有邊長(zhǎng)為a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的輪廓如圖所示，油膜面積為，油酸分子的直徑為。3．在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，將油酸溶于酒精，其濃度為每10?mL溶液中有純油酸6mL。用注射器測(cè)得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入表面撒有痱子粉的盛水淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油酸膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和大小如圖，坐標(biāo)系中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm。試求：①每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是mL。②某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得油膜面積為S，純油酸的體積為V，則油酸分子直徑D=。（用題中給定的字母表示）4．在“油膜法估測(cè)分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，我們可以通過(guò)宏觀量的測(cè)量間接計(jì)算微觀量。（i）本實(shí)驗(yàn)利用了油酸分子易在水面上形成（選填“單層”或“多層”）分子油膜的特性。（iii）某同學(xué)在測(cè)量一滴油酸酒精溶液的體積時(shí)，少數(shù)了2滴而自己不知，若只考慮這一因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，這種情況會(huì)導(dǎo)致分子直徑的測(cè)量結(jié)果真實(shí)值。（選填“大于”“小于”或“等于”）5．在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)步驟如下：a.將1mL油酸配制成1000mL油酸酒精溶液；b.用小注射器取一段油酸酒精溶液，并將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到1mL時(shí)一共滴入50滴；c.向淺盤中倒入約2cm深的水，并將爽身粉均勻地撒在水面上；d.用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液；e.待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將帶有坐標(biāo)方格的玻璃板放在淺盤上，并用彩筆在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀，如圖所示。（1）每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是mL；（2）已知每一小方格的邊長(zhǎng)為1cm，則油膜面積為；（3）根據(jù)上述數(shù)據(jù)得出油酸分子的直徑是m（保留一位有效數(shù)字）。6．用圖甲所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。（1）實(shí)驗(yàn)中，為找到體積與壓強(qiáng)的關(guān)系，（選填“需要”或“不需要”）測(cè)空氣柱的橫截面積；（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作，下列說(shuō)法正確的有A．柱塞上應(yīng)該涂潤(rùn)滑油

B．應(yīng)緩慢推拉柱塞C．用手握注射器推拉柱塞

D．注射器必須固定在豎直平面內(nèi)（3）測(cè)得多組空氣柱的壓強(qiáng)P和體積V的數(shù)據(jù)后，以P為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)。在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測(cè)得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)P與V的乘積值越來(lái)越小，則用上述方法作出的圖像應(yīng)為圖乙中的（選填“a”或“b”）。7．某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示裝置探究氣體等溫變化規(guī)律。（1）實(shí)驗(yàn)前他們先討論了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，下列說(shuō)法中正確的是A．實(shí)驗(yàn)前給注射器柱塞涂潤(rùn)滑油是為了提高裝置的氣密性，防止漏氣B．實(shí)驗(yàn)前給注射器柱塞涂潤(rùn)滑油是為了減小柱塞與注射器間的摩擦力，減小壓強(qiáng)的測(cè)量誤差C．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)時(shí)推拉注射器柱塞的動(dòng)作要快D．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)時(shí)不可用手握注射器（2）由注射器刻度讀出空氣柱的長(zhǎng)度，并記錄應(yīng)對(duì)壓強(qiáng)傳感器的示數(shù)。通過(guò)推拉注射器的柱塞，得到多組空氣柱長(zhǎng)度L和對(duì)應(yīng)的氣體壓強(qiáng)p，以氣體壓強(qiáng)p為縱軸，空氣柱長(zhǎng)度L為橫軸，將得到的數(shù)據(jù)描點(diǎn)、連線，得到如乙圖所示的圖像，由此圖像可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為，由于圖像是曲線，不好定量分析氣體的壓強(qiáng)和體積關(guān)系，有同學(xué)提出以氣體壓強(qiáng)p為縱軸，（空氣柱長(zhǎng)度L的相關(guān)函數(shù)）為橫軸，若得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則表明在溫度不變的情況下氣體的壓強(qiáng)與體積成反比；8．在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)宏觀量的測(cè)量間接計(jì)算確定微觀量。（1）本實(shí)驗(yàn)利用了油酸分子易在水面上形成（選填“單層”或“多層”）分子油膜的特性。若將含有純油酸體積為V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面積為S的油酸薄膜，則由此可估測(cè)油酸分子的直徑為d=。（3）某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)中得到的計(jì)算結(jié)果和實(shí)際值比較，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果偏大，可能的原因是。A．水面上痱子粉撒得過(guò)多，油酸未完全散開C．計(jì)算油膜面積時(shí)，只數(shù)了完整的方格數(shù)D．油酸酒精溶液長(zhǎng)時(shí)間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度增大9．（1）在用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，用移液管量取0.10mL油酸，倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜，如圖甲所示。坐標(biāo)格的每個(gè)小正方形大小為1cm×1cm。由圖可以估算出油膜的面積是，由此估算出油酸分子的直徑是m（保留1位有效數(shù)字）。（1）在此實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中注射器內(nèi)的氣體分子平均動(dòng)能如何變化？，因?yàn)椋ㄕ?qǐng)簡(jiǎn)述理由）。（2）仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)，該圖線與玻意耳定律不夠吻合，造成這一現(xiàn)象的可能原因是。為了避免這種情況的發(fā)生，主要措施是。11．如圖甲為“探究一定質(zhì)量的氣體在溫度保持不變的條件下壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的裝置，導(dǎo)熱性能良好的注射器中用橡膠塞和柱塞封閉一段空氣柱，空氣柱的體積可以通過(guò)刻度讀取，空氣柱的壓強(qiáng)可以從與注射器內(nèi)空氣柱相連的氣壓計(jì)讀取。把柱塞向下壓或向上拉，讀取幾組空氣柱的體積與對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)。（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法正確的是。A．推拉柱塞時(shí)應(yīng)盡量緩慢B．推拉柱塞時(shí)不可手握注射器筒上空氣柱部分C．若實(shí)驗(yàn)中橡膠塞脫落，可立即裝上并繼續(xù)本次實(shí)驗(yàn)（2）測(cè)得多組空氣柱的壓強(qiáng)和體積的數(shù)據(jù)后，為了直觀看出一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的條件下壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，若以為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以（用字母表示）為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系并描點(diǎn)作圖；在不斷壓縮氣體過(guò)程中，將測(cè)得的數(shù)據(jù)在剛才建立的坐標(biāo)系中描點(diǎn)后用平滑曲線連接，得到的圖像如圖乙中實(shí)線所示，則出現(xiàn)這種情況的可能原因是（寫出一種即可）。12．某同學(xué)用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將注射器活塞移動(dòng)到體積最大的位置，接上軟管和壓強(qiáng)傳感器，記錄此時(shí)注射器內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng)p和體積V；推動(dòng)活塞壓縮氣體，記錄多組氣體的壓強(qiáng)和體積。（1）為保證注射器內(nèi)封閉氣體的溫度不發(fā)生明顯變化，以下說(shuō)法正確的是()A．要盡可能保持環(huán)境溫度不變B