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（2022-2024年）3年高考2年模拟汇编专题一热学实验
3年真题
1．（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
【解析】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。
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，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），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．与成正比 B．与成正比
（2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为 （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，则在计算乘积时，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的增大而 （填“增大”或“减小”）。
【答案】 B 增大
【解析】（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，与成正比。
故选B。
（2）[2]若气体被压缩到，则有
由图乙可读出封闭气体压强为
（3）[3]某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，根据
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的增大而增大。
3．（2023·北京·高考真题）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径 。
【答案】
【解析】[1]油酸分子的直径为
2年模拟
4．（2024·全国·模拟预测）为了便于研究一定质量气体在温度不变时气体压强与体积的关系，某兴趣小组同学借助如图所示DIS实验软件系统进行实验，主要步骤如下：
①将压强传感器接入数据采集器；
②将注射器体积调整为18mL，并接入压强传感器；
③打开电脑上“专用软件”，待数据稳定后开始记录气体体积为18mL时的压强值；
④减小注射器内气体体积，重复②③操作，每隔1mL记录一次数据，得到如下表实验数据。
次序 1 2 3 4 5
压强 104.0 112.7 117.9 125.3 132.9
体积 18 17 16 15 14
体积的倒数 0.056 0.059 0.063 0.067 0.071
乘积 1872.0 1915.9 1886.4 1879.5 1860.6
回答下列问题：
(1)根据表中实验数据，以为纵坐标进行拟合，发现是一条不过原点的直线，应该选择表中 为横坐标；
(2)将体积一栏每次的体积加上再重新拟合，发现拟合后的直线过了原点，则每次加上的主要为 的体积（漏气的体积远小于）；
(3)实验小组同学发现将体积一栏每次的体积加上前后，乘积一栏均依次增加，可能原因为 。
【答案】(1)体积的倒数或
(2)连接软管内气体
(3)手握注射器推活塞造成注射器内气体温度升高或没有缓慢移动活塞造成注射器内气体温度升高
【解析】（1）分析题表中数据可知，一定质量气体在温度不变时气体压强与体积的倒数成正比，即图像为一条直线，故应以为纵坐标，体积的倒数为横坐标；
（2）将体积一栏每次的体积加上再重新拟合，发现拟合后的直线过了原点，则加上的主要为连接软管内气体的体积；
（3）实验小组同学发现将体积一栏每次的体积加上前后，乘积一栏依次增加，说明手握注射器推活塞造成注射器内气体温度升高或没有缓慢移动活塞造成注射器内气体温度升高。（说明：只要回答出注射器内气体温度升高就可得分）
5．（2024·河北邯郸·模拟预测）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．往边长约为的浅盘里倒入约深的水，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，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，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，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积 ；可求得油酸分子的直径为 （用、、、、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．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
【答案】(1)DABEC
(2)
(3)AB
【解析】（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，后往边长约为的浅盘里倒入约深的水，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滴，则一滴溶液中纯油酸的体积为
油酸分子直径为
联立解得
（3）A．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
可知油酸分子直径测量值偏大，故A正确；
B．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
可知油酸分子直径测量值偏大，故B正确；
C．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
可知油酸分子直径测量值偏小，故C错误。
故选AB。
6．（2024·安徽·一模）某同学用图示实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射器水平固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时，传感器对活塞的压力F，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力F和体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。
(1)甲同学想通过作出的图像探究等温变化的规律，则还需要测量的物理量有：（ ）
A．气体的温度 B．注射器的内径 C．大气压强 D．被封闭气体的质量
(2)乙同学根据实验数据作出的图像如图，已知图像的斜率为k，图像与纵轴交点的纵坐标的绝对值为b，假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律，若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为 （用k和b表示）；若细管内气体体积不可忽略，则随着的增大，图像的斜率 （选填：变大、变小、不变）。
【答案】(1)B
(2) 变小
【解析】（1）设大气压强为，被封闭气体的横截面积为，对活塞有
气体压强为
若要做的图像，还需要测量气柱的横截面积和大气压，横截面积可以通过测量注射器的内径计算得出。
故选BC。
（2）[1]设气体刚封闭时，气体体积为，此时的压强为，细管内的体积忽略不计，由玻意耳定律得
整理得
则
[2]若细管内的气体体积不可忽略，设细管内的体积为，由玻意耳定律得
（C为定值）
整理得
增大时，图像斜率在变小。
7．（2024·重庆九龙坡·模拟预测）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。
(1)下列说法或操作正确的是_______。（填正确答案标号）
A．在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄露
B．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活塞改变气体体积
C．实验过程中应保持周围环境温度不变
D．多测几组p、V数据，记录并作出图像，若图像为曲线即可说明p、V成反比关系
(2)在操作规范，不漏气的前提下，某同学测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，如果胶管中含有一定质量的气体，作出的图像可能是_______。（填正确答案标号）
A． B． C．
(3)在同一温度环境下，另一位同学对两部分气体重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，得到的图像如图乙所示。两次操作中气体的温度分别为和，则和的大小关系为 （填“”“”或“”）。
【答案】(1)AC
(2)C
(3)>
【解析】（1）A．本实验必须保证气体质量一定，在注射器柱塞上涂抹润滑油可以防止封闭气体泄露，故A正确；
BC．实验必须保证气体温度一定，用手握住注射器或迅速推拉活塞会使气体温度升高，故B错误，C正确；
D．图像为双曲线的一支才能说明p、V成反比，故D错误。
故选AC。
（2）若橡胶管中含有一定质量的气体，由
得
即图像为一次函数，纵轴截距为负数。
故选C。
（3）取任一等容过程，由图可知；由
可知
8．（2024·山西太原·三模）某物理小组利用下图器材探究气体等温变化的规律。
(1)利用控制变量法进行研究。用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的 不变；另一方面，让空气柱的 变化不要太快，保证 不发生明显的变化。
(2)需要测量空气柱的长度和空气柱的压强，具体操作如下：空气柱的长度可以通过刻度尺读取，空气柱的长度与横截面积的 就是它的体积；空气柱的压强可以从与注射器内空气柱相连的 读取。
(3)把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。若绘制的图像类似于双曲线，进一步通过图像来检验这个猜想，再以p为纵坐标，以 为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点。如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明 。
【答案】(1) 质量 体积 温度
(2) 乘积 压力表
(3) 被封闭气体的压强与气体的体积成反比
【解析】（1）[1][2][3]实验目的是探究气体等温变化的规律，那么在实验过程中需要保证空气柱内气体的质量不变，另一方面，为了保证气体的温度不发生明显的变化，所以空气柱的体积不能变化太快。
（2）[1][2] 空气柱的长度与横截面积的乘积就是被封闭气体的体积，空气柱的压强可以从与注射器内空气柱相连的压力表上读取。
（3）[1][2] 若绘制的图像类似于双曲线，进一步通过图像来检验这个猜想，再以p为纵坐标，为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点。如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明被封闭气体的压强与气体的体积成反比，即pV乘积为一常数。
9．（2024·山东泰安·三模）某同学用如图所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶套和活塞间封闭着一段空气柱，可由气压计读出管内气体的压强p，从玻璃管的刻度上直接读出管内气体的体积。
序号 V/mL p/（105Pa） p·V/（105Pa·mL）
1 20.0 1.0010 20.020
2 18.0 1.0952 19.714
3 16.0 1.2313 19.701
4 14.0 1.4030 19.642
5 12.0 1.6351 19.621
(1)为保持空气柱的温度不变，下列实验操作中，正确的是（ ）
A．缓慢地向下压或向上拉活塞
B．推拉活塞时，手可以握住玻璃管气体部分
C．推拉活塞时，动作要快
(2)正确操作后得到多组管内气体的体积和压强数值，如表所示。根据表格中的测量数据，在实验误差范围内，你可以得到的实验结论是：一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成 （填“正比”或“反比”）。
(3)若用图像法处理实验数据，以压强p为纵坐标，要得到线性图像，则横坐标表示的物理量为 。
【答案】(1)A
(2)反比
(3)
【解析】（1）为保持空气柱的温度不变，在实验操作时，要缓慢地向下压或向上拉活塞，手不可以握住玻璃管气体部分，A项正确，B、C项错误。
故选A。
（2）根据表格中的测量数据，在实验误差范围内，压强和体积的乘积近似相等，所以可以得到的实验结论是：一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。
（3）若用图像法处理实验数据，以压强为纵坐标，由为常量可知，要得到线性图像，则横坐标表示的物理量为。
10．（2023·安徽合肥·模拟预测）小默用如图装置验证等温状态下气体的实验定律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部，未在图中标明。
（1）在实验过程中注射器没有完全竖直而是略微倾斜，则压力表读数 。
A．偏大 B．偏小 C．没有影响
（2）下列实验操作，正确的有 。
A．柱塞上应该涂油以更好地密封气体
B．应快速推拉柱塞以避免气体与外界热交换
C．用手握住注射器推拉柱塞以使装置更加稳定
（3）注射器内空气柱的体积为V、压强为p，若考虑到连接压力表和注射器内空气柱的细管中有少量气体未计入，从理论上分析图像最接近下列哪个图 。
【答案】 C A C
【解析】（1）[1]压力表测量的是注射器中气体的压强，同一位置各个方向的压强大小处处相等，所以实验过程中注射器没有完全竖直对压力的测量没有影响。
故选C；
（2）[2]A．柱塞上涂油是为了避免漏气，即更好地密封气体，故A正确；
B．推拉柱塞时要缓慢进行，让气体更好的与空气进行热交换，避免引起气体温度的变化，故B错误；
C．用手握住注射器会改变注射器内气体的温度，故C错误。
故选A；
（3）[3]在软管内气体体积不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为，由
即
图线和原点连线的斜率为
随着的变大，斜率逐渐变小。
故选C。
11．（2023·山东日照·三模）物理小组的同学们利用图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。实验步骤如下：
①将注射器下端开口处套上橡胶套，和柱塞一起封闭一段空气柱；
②测出空气柱的横截面积，通过刻度尺读取空气柱的长度，可得空气的体积；
③从与注射器内空气柱相连的压力表读取空气柱的压强；
④把柱塞迅速地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强，获取空气桂的体积和压强的几组数据；
⑤将各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线，得出温度不变时气体压强与体积的关系。
完成下列填空：
（1）实验中出现错误的步骤是 （选填步骤前的数字序号），应该纠正为 。
（2）纠正了实验中的错误后，重新规范完成实验。用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线如图乙所示，根据绘制的图线， （选填“能”或“不能”）直观判断空气柱的压强与体积成反比，理由是 。
【答案】 ④ 把柱塞缓慢地向下压或向上拉 不能 图线是曲线，只能猜想与成反比，需要转化为直线进一步检验
【解析】（1）[1][2]实验中出现错误的步骤是④，为避免温度变化，应该纠正为把柱塞缓慢地向下压或向上拉。
（2）[3][4]根据绘制的图线，不能直观判断空气柱的压强与体积成反比，理由是图线是曲线，只能猜想与成反比，需要转化为直线进一步检验。
12．（2023·上海徐汇·二模）在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图（a）所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图（b）所示两组p-V图线。
（1）实验中使用的是 传感器；
（2）实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了 ；
（3）为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可将图线转化为 图线；
（4）两组图线经检验均符合反比例关系，由图可知①、②两组注射器内气体的pV乘积 （选填“相等”或“不相等”）；导致两组数据差异的原因可能是 （多选）。
A．两组实验环境温度不同 B．两组封闭气体的质量不同
C．某组器材的气密性不佳 D．某组实验中活塞移动太快
【答案】 压强 控制气体的温度不发生变化 或 不相等 AB/BA
【解析】（1）[1]实验中使用的是压强传感器。
（2）[2]实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的温度不发生变化。
（3）[3]根据理想气体状态方程可得
或
为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，能较直观的判定该关系，可将图线转化为或图像。
（4）[4]根据曲线可知对于同一V值所对应的p值不同，故两组注射器内气体的pV乘积不相等；
[5]
AB．根据理想气体状态方程，可知当气体质量一定时，若两组实验环境温度T不同，可知pV乘积不等；同理，当两组封闭气体的质量不同时，pV乘积不等，AB正确；
CD．若某组器材的气密性不佳，在实验中会漏气，气体质量会持续变化，此时不可能得到反比例关系图线；同理，若某组实验中活塞移动太快，会使注射器内封闭气体的温度不断变化，此时图线也不可能符合反比例关系，CD错误。
故选AB。
13．（2024·山东日照·模拟）某同学设计了如图甲所示的装置来探究“气体温度不变时压强随体积变化规律”的实验，注射器导热性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。质量不计的细绳跨过滑轮，一端系到活塞上，调节滑轮的高度，使左侧细绳拉直时能保持水平，另一端可以挂钩码。实验时，在细绳的下端依次挂上质量相同的钩码1，2，3，……，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并能求出对应气体的压强p。已知注射器的最大体积为，刻度全长为L，大气压为，每个钩码的质量为m，重力加速度为g。
（1）关于本实验的操作，下列说法正确的是( )
A．为减小误差，每挂上一个钩码后，应平衡后再读出体积。
B．挂钩码时，为了防止注射器脱落，应用手紧紧握住注射器。
C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次。
D．实验时必须测出封闭气体的温度。
（2）若在某次实验中细绳上所挂钩码个数为n，则平衡后对应气体的压强为 （用题目中已知量表示）
（3）该同学根据测得气体的体积和对应的压强，做出了图像，如图乙所示，图线不过原点，则纵坐标b代表 ；体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，可能是由于气体温度 （填“升高”或“降低”）；也可能是由于装置气密性导致气体质量 （填“增大”或“减小”）。
【答案】 AC/CA 橡皮帽内气体体积 升高 增大
【解析】（1）[1]A．每挂上一个钩码后，平衡后，待封闭气体的体积不再发生变化，再读出体积，可以减小误差，故A正确；
B．挂钩码时，不能用手紧紧握住注射器，因为手的温度会改变封闭气体的温度，使测量结果不准确，故B错误；
C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次，可以增加密封性，也可以减小摩擦带来的误差，故C正确；
D．注射器不隔热，所以实验时封闭气体的温度与外界温度相同，气体做等温变化，不需要测量温度，故D错误。
故选AC。
（2）[2]由平衡关系可得
可得
（3）[3]实验操作规范，图线不过原点，则b代表注射器橡皮帽内气体的体积；
[4][5]由
可知
体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，向上偏离，斜率变大，说明可能是温度升高；公式中的C与气体质量有关，斜率变大，也可能是由于装置气密性导致气体质量增大。
14．（2023·天津南开·一模）某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。
（1）关于该实验，下列说法正确的是 。
A．实验前应将注射器的空气完全排出
B．实验时应快速推拉活塞以避免气体与外界发生热交换
C．无需测出封闭气体的质量
D．推拉活塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定。
（2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为 （选填“<”“＝”或“>”）。
（3）为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出 （选填“”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条 ，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
【答案】 C > 过原点的倾斜直线
【解析】（1）[1]
A．实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前不能将注射器的空气完全排出，故A错误；
B．实验时应缓慢推拉活塞以避免气体与外界发生热交换，故B错误；
C．本实验，只需测出气体压强和对应体积，不需要测出封闭气体的质量，故C正确；
D．推拉活塞时，不能用手握住整个注射器，避免气体与外界发生热交换，故D错误。
故选C。
（2）[2]在图像中，根据
可得
可知离坐标原点越远的等温线温度越高，则有
（3）[3][4]根据
可得
为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出图像；对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
15．（2024·重庆北碚·模拟）（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）取油酸注入的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止，得到油酸酒精混合溶液。用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到为止，恰好共滴了100滴。取一滴混合溶液滴在浅盘内的水面上（已撒爽身粉），数得油膜轮廓占面积为小格子120格（不足半格舍去，多于半格计1格）。则请估算油酸分子的直径 m（结果保留2位有效数字）。
（3）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是 。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数多记了10滴
（4）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的 。
A．摩尔质量 B．摩尔体积 C．质量 D．体积
【答案】 cadb AC B
【解析】（1）[1]“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积一准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘测量油膜面积一计算分子直径，则操作先后顺序应是cadb；
（2）[2]油膜面积约占120格，面积约为
一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为
油酸分子的直径约等于油膜的厚度
（3）[3]计算油酸分子直径的公式是
V是纯油酸的体积，S是油膜的面积
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则V取值偏大，导致d偏大，故A正确；
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大，则V取值偏小，导致d偏小，故B错误；
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则S取值偏小，导致d偏大，故C正确；
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，由
可知，纯油酸的体积将偏小，导致d偏小，故D错误。
故选AC。
（4）[4]设一个油酸分子体积为V，则
由
NA＝
可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的摩尔体积，故B正确。
16.(2024·福建三明·模拟)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下：
①向1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到500 mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1 mL；
③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状；
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20 mm，数出轮廓范围内小方格的个数N。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)由图可知油膜面积为____________ m2；计算出油酸分子直径为____________ m。(结果保留两位有效数字)
(2)在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是________。
A．等效替代法 B．类比法
C．理想模型法 D．控制变量法
(3)若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于________。
A．油酸未完全散开
B．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴
【答案】(1)4.6×10－2 4.3×10－10 (2)C (3)AC
【解析】(1)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为
V＝× mL＝2×10－11 m3
根据大于半个方格的计为一个，小于半个方格的不计的原则，可得油膜形状占据的方格数约为N＝115格，所以油膜的面积为
S＝115×202×10－6 m2＝4.6×10－2 m2
所以油酸分子的直径为
d＝＝ m＝4.3×10－10 m
(2)实验中把分子看作小球，认为油酸分子能够一个一个紧密排列，在水面上形成单分子层油膜，是采用了理想模型法，C正确。
(3)计算油酸分子直径的依据是d＝。油酸未完全散开，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，A正确；油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值，则一滴溶液中纯油酸计算体积偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，B错误；计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，C正确；求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，则导致一滴溶液体积计算值偏小，则一滴溶液中纯油酸体积计算值偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，D错误。
拓展 用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的________。
A．摩尔质量 B．摩尔体积
C．质量 D．体积
答案 B
【解析】设一个油酸分子体积为V，则V＝π()3，由NA＝可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油酸的摩尔体积，故B正确。
17．(2024·浙江省模拟)如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤：
(1)下列有关该实验的说法正确的是________。
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)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.2%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1 mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为________ cm3。
(3)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________。
【答案】(1)B (2)2.0×10－5 (3)C
【解析】(1)根据题意，由实验原理可知，用油膜法估测油酸分子的大小的实验步骤为丙→乙→丁→甲，故A错误；油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，避免酒精挥发，浓度发生变化，实验有误差，故B正确；应等油酸完全散开稳定后才开始描绘油膜轮廓，故C错误。
(2)根据题意可知，1滴这样的溶液中的油酸体积为V＝×0.2% mL＝2.0×10－5 cm3
(3)最理想的情况是爽身粉很薄，容易被油酸酒精溶液冲开，近似圆形，故选C。
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（2022-2024年）3年高考2年模拟汇编专题一热学实验
3年真题
1．（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
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，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），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 。
3．（2023·北京·高考真题）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径 。
2年模拟
4．（2024·全国·模拟预测）为了便于研究一定质量气体在温度不变时气体压强与体积的关系，某兴趣小组同学借助如图所示DIS实验软件系统进行实验，主要步骤如下：
①将压强传感器接入数据采集器；
②将注射器体积调整为18mL，并接入压强传感器；
③打开电脑上“专用软件”，待数据稳定后开始记录气体体积为18mL时的压强值；
④减小注射器内气体体积，重复②③操作，每隔1mL记录一次数据，得到如下表实验数据。
次序 1 2 3 4 5
压强 104.0 112.7 117.9 125.3 132.9
体积 18 17 16 15 14
体积的倒数 0.056 0.059 0.063 0.067 0.071
乘积 1872.0 1915.9 1886.4 1879.5 1860.6
回答下列问题：
(1)根据表中实验数据，以为纵坐标进行拟合，发现是一条不过原点的直线，应该选择表中 为横坐标；
(2)将体积一栏每次的体积加上再重新拟合，发现拟合后的直线过了原点，则每次加上的主要为 的体积（漏气的体积远小于）；
(3)实验小组同学发现将体积一栏每次的体积加上前后，乘积一栏均依次增加，可能原因为 。
5．（2024·河北邯郸·模拟预测）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．往边长约为的浅盘里倒入约深的水，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，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，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，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积 ；可求得油酸分子的直径为 （用、、、、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．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
6．（2024·安徽·一模）某同学用图示实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射器水平固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时，传感器对活塞的压力F，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力F和体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。
(1)甲同学想通过作出的图像探究等温变化的规律，则还需要测量的物理量有：（ ）
A．气体的温度 B．注射器的内径 C．大气压强 D．被封闭气体的质量
(2)乙同学根据实验数据作出的图像如图，已知图像的斜率为k，图像与纵轴交点的纵坐标的绝对值为b，假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律，若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为 （用k和b表示）；若细管内气体体积不可忽略，则随着的增大，图像的斜率 （选填：变大、变小、不变）。
7．（2024·重庆九龙坡·模拟预测）用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。
(1)下列说法或操作正确的是_______。（填正确答案标号）
A．在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄露
B．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活塞改变气体体积
C．实验过程中应保持周围环境温度不变
D．多测几组p、V数据，记录并作出图像，若图像为曲线即可说明p、V成反比关系
(2)在操作规范，不漏气的前提下，某同学测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，如果胶管中含有一定质量的气体，作出的图像可能是_______。（填正确答案标号）
A． B． C．
(3)在同一温度环境下，另一位同学对两部分气体重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，得到的图像如图乙所示。两次操作中气体的温度分别为和，则和的大小关系为 （填“”“”或“”）。
8．（2024·山西太原·三模）某物理小组利用下图器材探究气体等温变化的规律。
(1)利用控制变量法进行研究。用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的 不变；另一方面，让空气柱的 变化不要太快，保证 不发生明显的变化。
(2)需要测量空气柱的长度和空气柱的压强，具体操作如下：空气柱的长度可以通过刻度尺读取，空气柱的长度与横截面积的 就是它的体积；空气柱的压强可以从与注射器内空气柱相连的 读取。
(3)把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。若绘制的图像类似于双曲线，进一步通过图像来检验这个猜想，再以p为纵坐标，以 为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点。如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明 。
【答案】(1) 质量 体积 温度
(2) 乘积 压力表
(3) 被封闭气体的压强与气体的体积成反比
【解析】（1）[1][2][3]实验目的是探究气体等温变化的规律，那么在实验过程中需要保证空气柱内气体的质量不变，另一方面，为了保证气体的温度不发生明显的变化，所以空气柱的体积不能变化太快。
（2）[1][2] 空气柱的长度与横截面积的乘积就是被封闭气体的体积，空气柱的压强可以从与注射器内空气柱相连的压力表上读取。
（3）[1][2] 若绘制的图像类似于双曲线，进一步通过图像来检验这个猜想，再以p为纵坐标，为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点。如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明被封闭气体的压强与气体的体积成反比，即pV乘积为一常数。
9．（2024·山东泰安·三模）某同学用如图所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶套和活塞间封闭着一段空气柱，可由气压计读出管内气体的压强p，从玻璃管的刻度上直接读出管内气体的体积。
序号 V/mL p/（105Pa） p·V/（105Pa·mL）
1 20.0 1.0010 20.020
2 18.0 1.0952 19.714
3 16.0 1.2313 19.701
4 14.0 1.4030 19.642
5 12.0 1.6351 19.621
(1)为保持空气柱的温度不变，下列实验操作中，正确的是（ ）
A．缓慢地向下压或向上拉活塞
B．推拉活塞时，手可以握住玻璃管气体部分
C．推拉活塞时，动作要快
(2)正确操作后得到多组管内气体的体积和压强数值，如表所示。根据表格中的测量数据，在实验误差范围内，你可以得到的实验结论是：一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成 （填“正比”或“反比”）。
(3)若用图像法处理实验数据，以压强p为纵坐标，要得到线性图像，则横坐标表示的物理量为 。
10．（2023·安徽合肥·模拟预测）小默用如图装置验证等温状态下气体的实验定律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部，未在图中标明。
（1）在实验过程中注射器没有完全竖直而是略微倾斜，则压力表读数 。
A．偏大 B．偏小 C．没有影响
（2）下列实验操作，正确的有 。
A．柱塞上应该涂油以更好地密封气体
B．应快速推拉柱塞以避免气体与外界热交换
C．用手握住注射器推拉柱塞以使装置更加稳定
（3）注射器内空气柱的体积为V、压强为p，若考虑到连接压力表和注射器内空气柱的细管中有少量气体未计入，从理论上分析图像最接近下列哪个图 。
11．（2023·山东日照·三模）物理小组的同学们利用图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。实验步骤如下：
①将注射器下端开口处套上橡胶套，和柱塞一起封闭一段空气柱；
②测出空气柱的横截面积，通过刻度尺读取空气柱的长度，可得空气的体积；
③从与注射器内空气柱相连的压力表读取空气柱的压强；
④把柱塞迅速地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强，获取空气桂的体积和压强的几组数据；
⑤将各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线，得出温度不变时气体压强与体积的关系。
完成下列填空：
（1）实验中出现错误的步骤是 （选填步骤前的数字序号），应该纠正为 。
（2）纠正了实验中的错误后，重新规范完成实验。用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线如图乙所示，根据绘制的图线， （选填“能”或“不能”）直观判断空气柱的压强与体积成反比，理由是 。
12．（2023·上海徐汇·二模）在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图（a）所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图（b）所示两组p-V图线。
（1）实验中使用的是 传感器；
（2）实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了 ；
（3）为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可将图线转化为 图线；
（4）两组图线经检验均符合反比例关系，由图可知①、②两组注射器内气体的pV乘积 （选填“相等”或“不相等”）；导致两组数据差异的原因可能是 （多选）。
A．两组实验环境温度不同 B．两组封闭气体的质量不同
C．某组器材的气密性不佳 D．某组实验中活塞移动太快
13．（2024·山东日照·模拟）某同学设计了如图甲所示的装置来探究“气体温度不变时压强随体积变化规律”的实验，注射器导热性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。质量不计的细绳跨过滑轮，一端系到活塞上，调节滑轮的高度，使左侧细绳拉直时能保持水平，另一端可以挂钩码。实验时，在细绳的下端依次挂上质量相同的钩码1，2，3，……，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并能求出对应气体的压强p。已知注射器的最大体积为，刻度全长为L，大气压为，每个钩码的质量为m，重力加速度为g。
（1）关于本实验的操作，下列说法正确的是( )
A．为减小误差，每挂上一个钩码后，应平衡后再读出体积。
B．挂钩码时，为了防止注射器脱落，应用手紧紧握住注射器。
C．实验前，应将活塞上涂有润滑油，并来回拉动几次。
D．实验时必须测出封闭气体的温度。
（2）若在某次实验中细绳上所挂钩码个数为n，则平衡后对应气体的压强为 （用题目中已知量表示）
（3）该同学根据测得气体的体积和对应的压强，做出了图像，如图乙所示，图线不过原点，则纵坐标b代表 ；体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，可能是由于气体温度 （填“升高”或“降低”）；也可能是由于装置气密性导致气体质量 （填“增大”或“减小”）。
14．（2023·天津南开·一模）某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。
（1）关于该实验，下列说法正确的是 。
A．实验前应将注射器的空气完全排出
B．实验时应快速推拉活塞以避免气体与外界发生热交换
C．无需测出封闭气体的质量
D．推拉活塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定。
（2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为 （选填“<”“＝”或“>”）。
（3）为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出 （选填“”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条 ，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
15．（2024·重庆北碚·模拟）（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）取油酸注入的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止，得到油酸酒精混合溶液。用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到为止，恰好共滴了100滴。取一滴混合溶液滴在浅盘内的水面上（已撒爽身粉），数得油膜轮廓占面积为小格子120格（不足半格舍去，多于半格计1格）。则请估算油酸分子的直径 m（结果保留2位有效数字）。
（3）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是 。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数多记了10滴
（4）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的 。
A．摩尔质量 B．摩尔体积 C．质量 D．体积
16.(2024·福建三明·模拟)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下：
①向1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到500 mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1 mL；
③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状；
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20 mm，数出轮廓范围内小方格的个数N。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)由图可知油膜面积为____________ m2；计算出油酸分子直径为____________ m。(结果保留两位有效数字)
(2)在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是________。
A．等效替代法 B．类比法
C．理想模型法 D．控制变量法
(3)若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于________。
A．油酸未完全散开
B．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴
拓展 用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的________。
A．摩尔质量 B．摩尔体积
C．质量 D．体积
17．(2024·浙江省模拟)如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤：
(1)下列有关该实验的说法正确的是________。
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)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.2%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1 mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为________ cm3。
(3)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________。
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