物理
第讲 实验：用油膜法估测油酸分子的大小
探究气体等温变化的规律
考点一 实验：用油膜法估测油酸分子的大小
一、实验思路
如图所示，测出一滴油酸酒精溶液在水面上形成的单分子油膜面积，将油酸分子看成球形，用d＝计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度d就是油酸分子的直径。
二、实验器材
清水、酒精、油酸、烧杯(或量筒)、浅盘(边长约30～40 cm)、注射器(或滴管)、带有坐标方格的玻璃板(或有机玻璃板、坐标纸)、彩笔、爽身粉、容量瓶(500 mL)。
三、实验步骤
1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差。
2．配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到了500 mL含1 mL纯油酸的油酸酒精溶液。
3．用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积VN，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数N(或者用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积VN时的滴数N)。
4．根据V0＝算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。
5．向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上。
6．用注射器或滴管在水面上滴一滴油酸酒精溶液。
7．待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上描画出油酸薄膜的形状。
四、数据处理
1．根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个。然后，把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S(或者将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，算出油酸薄膜的面积S)。
2．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝算出油膜的厚度d。
3．重复实验，多测几次油膜的厚度，求平均值，即为油酸分子的直径大小。
五、误差分析
产生原因 减小办法
偶然误差： (1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度改变，会给实验带来较大误差； (2)利用小格子数计算油膜面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差； (3)测量烧杯(或量筒)内溶液增加一定体积的滴数时，体积观测不准确会带来误差； (4)油膜轮廓的画线不准会带来误差 (1)为减小浓度的变化，可将配好的溶液密封； (2)计算轮廓范围内小格子个数时，不足半个的舍去，多于半个格子的算一个。方格边长越小，计算出的面积越精确； (3)选用内径小的注射器，读数时正视(或选用内径小的量筒，读数时平视)； (4)画图时图线轮廓边缘清晰
系统误差： 将油酸分子看成球形且紧密排列，忽略了分子间隙 —
六、注意事项
1．注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸酒精溶液未滴下)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。
2．待测油酸膜扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复，二是酒精挥发后液面收缩。
3．当重做实验时，水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可保持浅盘的清洁。
例1 利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0．05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0．1 mL的量筒、盛有适量清水的规格为30 cm×40 cm的浅盘、爽身粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。
(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C。
A．用滴管将浓度为0．05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N；
B．将爽身粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0．05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到稳定时油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；
C．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积为S cm2。
(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小为________ cm。
例2 在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中：
(1)在本实验中“将油酸分子看成紧密排列的球体，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是________。
(2)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，由此可估测油酸分子的直径是________ m。(保留一位有效数字)
(3)如图乙所示，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盘，下列说法正确的是________。
A．滴入油酸酒精溶液时，注射器针头下端应远离水面
B．为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉
C．滴入油酸酒精溶液后，出现如图乙所示的图样是因为爽身粉撒得太少太薄
D．配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值偏小
考点二 实验：探究气体等温变化的规律
一、实验思路
本实验的方法为控制变量法，即控制气体的质量和温度一定，探究气体压强与体积的关系。
二、实验器材
铁架台、压力表、注射器(带橡胶套、柱塞)、刻度尺。
三、实验步骤
1．按如图所示，组装实验器材，在注射器下端的开口套紧橡胶套，密封一定质量的空气。
2．测量空气柱的体积V和压强p。空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V；空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。
3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，再读取一组空气柱的长度与压强的数据。
4．重复步骤3，获取多组数据。
四、数据处理
1．以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，在坐标纸上描点作图，分析p与V之间的关系。某次实验的p V图像如图甲。
2．p V图像不是线性关系图像，很难判断p与V的关系。由图甲猜想p可能与V成反比，p还可能与V2成反比，……可以进一步通过图像来检验这些猜想。
先以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点。如果p 图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。如果不在同一条直线上，再尝试其他关系。
3．根据多次实验的数据均可作出乙图，由此可得到结论：一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。
五、误差分析
1．漏气造成空气柱质量变化。
改进措施：给注射器柱塞涂润滑油，使橡胶套尽量密封，压强不要太大。
2．空气柱温度不恒定造成误差。
改进措施：尽量在恒温环境操作，移动柱塞尽量缓慢，且不能用手握住注射器封闭气体部分。
3．空气柱体积和气压测量不准确。
改进措施：采用较细的注射器和准确度高的压力表。
例3 (1)“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图1所示，下列说法正确的是________。
A．实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化
B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积
C．在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，从而减小气体压强测量的误差
D．处理数据时采用p 图像，是因为p 图像比p V图像更直观
(2)如图2是甲、乙两同学在实验中得到的p 图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，所用气体种类、质量及装置均相同，则两图线斜率不同的原因可能是______________________________________________________________________________
____________。
例4 (2023·山东高考)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p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV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．p与V成正比 B．p与成正比
(2)若气体被压缩到V＝10．0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为________ Pa(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ΔV，则在计算pV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p的增大而________(填“增大”或“减小”)。
例5 某同学通过图1所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
(1)图1中的A是________传感器。
(2)将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了________________；若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了________________。
(3)实验中通过活塞所在刻度读取了多组气体体积V及对应压强p，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应取y轴、x轴分别为________。
(4)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图2所示，若已知传感器和注射器连接处的软管容积为V0，则这颗冰糖的体积为________。
课时作业
1．(2023·江苏高考)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．用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是________________________________________________________________________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以__________________
_______________________________________________________________。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是__________________________________。
3．用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入爽身粉；
B．将1 mL纯油酸加入酒精中，得到2×103 mL的油酸酒精溶液；
C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积S(坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm)；
D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积；
E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓；
F．根据得到的数据，估算出油酸分子的直径。
(1)上述步骤中，正确的顺序是________(填步骤前的字母)。
(2)如图所示为描出的油膜轮廓，油膜的面积约为________ m2。
(3)已知50滴溶液的体积为1 mL，估算油酸分子的直径约为________ m(保留两位有效数字)。
4．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用体积为A的纯油酸配置成体积为B的油酸酒精溶液，再用滴管取体积为C的油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。把1滴该溶液滴入盛水的、表面撒有爽身粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用油性笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，测得面积为S，如图。
(1)此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。
(2)估算出油酸分子的直径大小是________(用题中已给出的字母表示)。
(3)用油膜法估算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．质量 B．体积
C．摩尔质量 D．摩尔体积
(4)某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是________。
A．油酸酒精溶液中含有大量酒精
B．爽身粉撒太多，油膜未能充分展开
C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留
D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴
5．使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，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)甲同学在实验中，测得的实验数据如表所示，仔细观察“p·V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是________。
序号 V(mL) p(×105 Pa) p·V(×105 Pa·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
A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B．实验时环境温度升高了
C．实验时外界大气压强发生了变化
D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
(2)乙同学在实验中操作规范，读数正确，经描点连线得V 图像如图2所示，已知该图像为一条倾斜直线，但未过原点，其原因可能是____________________________________________。
6．如图甲是某实验小组利用气体压强传感器探究“温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。
(1)主要操作步骤如下，请补充缺失的内容：
①用注射器封闭一定质量的空气，将注射器与压强传感器连接；
②从__________读取并记录气体的体积V，同时从__________读取并记录对应的气体压强值p；
③缓慢推动(或拉动)活塞，再记录一组V和p的值；
④重复上述步骤③，多次测量。
(2)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p V图线，________(选填“能”或“不能”)直观判断空气柱的压强与体积成反比。
(3)该同学测得封闭气体的压强p和体积V的多组数据，在坐标系中描点作图，作出的图线如图丙所示。
①由图可知该同学选用的横轴为________；
②图线后半段向上弯曲的原因可能是________。
A．改变气体体积时推动活塞速度过快
B．推动活塞时，手握住注射器含有气体的部分
C．推动活塞时有漏气现象
D．拉动活塞时有进气现象
7．(2024·河南省济洛平许四市高三下三模)某同学想探究气体压强与体积的关系。如图a所示仪器，在一有毫米刻度的直尺上固定一根一端封闭的细直均匀玻璃管，封闭端内腔顶部对准直尺的零刻度线，管内有一段被水银封闭的空气柱。
操作步骤如下：
①如图b所示，用铁支架固定木板，钉上白纸，用重垂线检查使木板竖直，并在纸上作出一条竖直方向的直线。
②使直尺贴近白纸。从刻度尺上读出空气柱长度l，用铅笔画出水银柱长度h′。
③将h′投影到竖直线上，量出水银柱投影的高度h(mm)，将所得l、h的值填入事先设计好的表格中。
④使玻璃管在图示平面内按不同角度倾斜，逐次测出l、h值并填入表内。
⑤分别计算封闭气体压强p值、体积V值(由于玻璃管是均匀的，设其截面积为S)。
根据实验完成下列填空：
(1)测得本地大气压强值为h0(mmHg)，若某次使玻璃管开口向上竖直放置，测得空气柱长度l1，水银柱投影高度h1，则此状态下，空气柱的压强写作p1＝(h0＋h1) mmHg。另一次使玻璃管开口向下竖直放置(水银未溢出)，测得空气柱长度l2，水银柱投影高度h2。若实验成功，则h0、l1、h1、l2、h2应验证满足的关系为____________。
(2)为了更直观得出气体的压强p和体积V是否成反比例关系，可将p V图像转化为________图像。
(3)①将被封闭的空气柱置于另一温度环境中，重复实验操作步骤；②换用不同气柱重复实验操作步骤。综合实验和日常学习可以总结出“气体的体积和压强成反比”成立的条件为：____________________。
（答案及解析）
例1 利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0．05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0．1 mL的量筒、盛有适量清水的规格为30 cm×40 cm的浅盘、爽身粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。
(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C。
A．用滴管将浓度为0．05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N；
B．将爽身粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0．05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到稳定时油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；
C．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积为S cm2。
(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小为________ cm。
[答案] (1)待薄膜轮廓稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 (2)
[解析] (1)待薄膜轮廓稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上。
(2)每滴油酸酒精溶液的体积为 cm3，n滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V＝×0．05% cm3，所以单个油酸分子的直径大小为d＝＝ cm。
例2 在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中：
(1)在本实验中“将油酸分子看成紧密排列的球体，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是________。
(2)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，由此可估测油酸分子的直径是________ m。(保留一位有效数字)
(3)如图乙所示，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盘，下列说法正确的是________。
A．滴入油酸酒精溶液时，注射器针头下端应远离水面
B．为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉
C．滴入油酸酒精溶液后，出现如图乙所示的图样是因为爽身粉撒得太少太薄
D．配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值偏小
[答案] (1)建模法 (2)6×10－10 (3)D
[解析] (1)此实验把油酸分子看成紧密排列的球体，把在水面上形成的油膜看成是单分子油膜，是建立模型的方法。
(2)由题图甲可知，油膜所占方格数约为129个，则油膜的面积S＝129×1 cm2＝129 cm2；每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝×＝8×10－6 mL；则油酸分子的直径d＝＝＝6×10－8 cm＝6×10－10 m。
(3)滴入油酸酒精溶液时，注射器针头下端应靠近水面，使油酸均匀散开，防止液滴飞溅，故A错误；为清晰显示油膜的边界，应先撒上爽身粉再滴入油酸酒精溶液，故B错误；由题图乙可知油膜没有充分展开，说明水面上爽身粉撒得太多太厚，故C错误；配制好的油酸酒精溶液放置太久，由于酒精挥发，则油酸酒精溶液的浓度会偏大，则每滴油酸酒精溶液的油酸含量偏多，则计算油酸体积时使用的浓度数据偏小，即得到的油酸体积V偏小，则根据d＝可知分子直径的测量值偏小，故D正确。
例3 (1)“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图1所示，下列说法正确的是________。
A．实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化
B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积
C．在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，从而减小气体压强测量的误差
D．处理数据时采用p 图像，是因为p 图像比p V图像更直观
(2)如图2是甲、乙两同学在实验中得到的p 图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，所用气体种类、质量及装置均相同，则两图线斜率不同的原因可能是______________________________________________________________________________
____________。
[答案] (1)AD (2)设定的温度不同
[解析] (1)本实验采用的方法是控制变量法，所以要保持被封闭气体的质量和温度不变，A正确；由于注射器的横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，B错误；涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，而不是为了减小摩擦，C错误；一定质量的气体等温变化时，压强p与体积V成反比，p 图像是一条过原点的直线，而p V图像是双曲线的一支，所以p 图像比p V图像更直观，D正确。
(2)在图2中作平行于纵轴的辅助线，可知甲、乙两同学所用气体的体积相同时，甲所用气体的压强较大；根据生活经验可知，当某种气体的质量和体积一定时，温度越高，压强越大，所以两图线斜率不同的原因可能是实验设定的温度不同，甲同学所用气体的温度较高。
例4 (2023·山东高考)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p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV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．p与V成正比 B．p与成正比
(2)若气体被压缩到V＝10．0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为________ Pa(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ΔV，则在计算pV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p的增大而________(填“增大”或“减小”)。
[答案] (1)B (2)204×103 (3)增大
[解析] (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p与成正比，即p与V成反比，故B正确，A错误。
(2)若气体被压缩到V＝10．0 mL，则有＝ mL－1＝100×10－3 mL－1，由图乙可读出封闭气体压强为p＝204×103 Pa。
(3)该同学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为p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV，其中ΔV为定值，可知pΔV会随p的增大而增大。
例5 某同学通过图1所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
(1)图1中的A是________传感器。
(2)将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了________________；若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了________________。
(3)实验中通过活塞所在刻度读取了多组气体体积V及对应压强p，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应取y轴、x轴分别为________。
(4)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图2所示，若已知传感器和注射器连接处的软管容积为V0，则这颗冰糖的体积为________。
[答案] (1)压强 (2)保持气体温度不变 保持气体质量不变 (3)V、 (4)b＋V0
[解析] (1)实验需要测量气体的体积与压强，气体体积可以由注射器上的刻度直接读出，因此传感器A是压强传感器。
(2)实验需要保持气体温度与质量不变，操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持气体温度不变；若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了保持气体质量不变。
(3)(4)由玻意耳定律知p(V＋V0－V冰糖)＝C，即V＝C－V0＋V冰糖，p＝，要获得直线图像，应取y轴和x轴分别为V、，且由题图2知，b＝－V0＋V冰糖，所以冰糖的体积为V冰糖＝b＋V0。
课时作业
1．(2023·江苏高考)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：该实验探究一定质量的气体等温变化的规律，所以应保证气体在状态变化过程中的质量不变、温度不变，因此实验中要保证空气柱封闭，不能接另一注射器注入或抽出气体，保证气体质量不变；另外实验中要缓慢下压或上拉柱塞，使注射器内封闭气体与外界有足够时间进行热交换，保证气体温度不变。故选B。
2．用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是________________________________________________________________________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以__________________
_______________________________________________________________。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是__________________________________。
答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分子层油膜的面积
解析：用油膜法估测分子直径时，需使油酸在水面上形成单分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将油酸用酒精稀释。要测出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，需要测量一滴油酸酒精溶液的体积，可用累积法，即测量出1 mL油酸酒精溶液的滴数。根据V＝Sd，要求得油酸分子的直径d，则需要测出单分子层油膜的面积，以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。
3．用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入爽身粉；
B．将1 mL纯油酸加入酒精中，得到2×103 mL的油酸酒精溶液；
C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积S(坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm)；
D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积；
E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓；
F．根据得到的数据，估算出油酸分子的直径。
(1)上述步骤中，正确的顺序是________(填步骤前的字母)。
(2)如图所示为描出的油膜轮廓，油膜的面积约为________ m2。
(3)已知50滴溶液的体积为1 mL，估算油酸分子的直径约为________ m(保留两位有效数字)。
答案：(1)BDAECF (2)0．0224 (3)4．5×10－10
解析：(1)题中所述步骤中，正确的顺序是BDAECF。
(2)由图可知，油膜轮廓内的小正方形格数约为56，则油膜的面积约为56×4 cm2＝0．0224 m2。
(3)1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V＝×10－6 m3＝10－11 m3，则油酸分子的直径约为d＝＝ m≈4．5×10－10 m。
4．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用体积为A的纯油酸配置成体积为B的油酸酒精溶液，再用滴管取体积为C的油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。把1滴该溶液滴入盛水的、表面撒有爽身粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用油性笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，测得面积为S，如图。
(1)此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。
(2)估算出油酸分子的直径大小是________(用题中已给出的字母表示)。
(3)用油膜法估算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．质量 B．体积
C．摩尔质量 D．摩尔体积
(4)某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是________。
A．油酸酒精溶液中含有大量酒精
B．爽身粉撒太多，油膜未能充分展开
C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留
D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴
答案：(1)单分子 直径 (2) (3)D (4)B
解析：(1)此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。
(2)所配制油酸酒精溶液的体积分数为，体积为C的油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝，1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V0＝，油酸分子的直径大小为d＝＝。
(3)用油膜法估算出油酸分子的直径后，可以根据球的体积公式估算出1个油酸分子的体积，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道NA个油酸分子的总体积，即油酸的摩尔体积，故选D。
(4)油酸酒精溶液中含有大量酒精，若一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积计算准确，油膜的面积测量正确，就不会造成实验结果明显偏大，故A错误；爽身粉撒太多，油膜未能充分展开，S测量值偏小，会造成d测量值偏大，故B正确；计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留，S测量值偏大，会造成d测量值偏小，故C错误；计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴，则每一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积测量值偏小，会造成d测量值偏小，故D错误。
5．使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，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)甲同学在实验中，测得的实验数据如表所示，仔细观察“p·V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是________。
序号 V(mL) p(×105 Pa) p·V(×105 Pa·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
A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B．实验时环境温度升高了
C．实验时外界大气压强发生了变化
D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
(2)乙同学在实验中操作规范，读数正确，经描点连线得V 图像如图2所示，已知该图像为一条倾斜直线，但未过原点，其原因可能是____________________________________________。
答案：(1)D
(2)连接压力表和注射器内空气柱的细管中有气体未计入
解析：(1)实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气体的压强与体积的测量，A错误；实验时若环境温度升高了，则由气体压强的微观解释分析可知，“p·V”值将增大，B错误；实验时封闭气体压强与外界大气压强无关，C错误；实验时若注射器内的气体向外发生了泄漏，由气体压强的微观解释分析可知，“p·V”值减小，D正确。
(2)V 图像是一条倾斜直线，但未过原点，而是过(0，－V0)点，则p·(V＋V0)＝恒量，其原因可能是连接压力表和注射器内空气柱的细管中有气体未计入。
6．如图甲是某实验小组利用气体压强传感器探究“温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。
(1)主要操作步骤如下，请补充缺失的内容：
①用注射器封闭一定质量的空气，将注射器与压强传感器连接；
②从__________读取并记录气体的体积V，同时从__________读取并记录对应的气体压强值p；
③缓慢推动(或拉动)活塞，再记录一组V和p的值；
④重复上述步骤③，多次测量。
(2)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p V图线，________(选填“能”或“不能”)直观判断空气柱的压强与体积成反比。
(3)该同学测得封闭气体的压强p和体积V的多组数据，在坐标系中描点作图，作出的图线如图丙所示。
①由图可知该同学选用的横轴为________；
②图线后半段向上弯曲的原因可能是________。
A．改变气体体积时推动活塞速度过快
B．推动活塞时，手握住注射器含有气体的部分
C．推动活塞时有漏气现象
D．拉动活塞时有进气现象
答案：(1)注射器刻度 压强传感器 (2)不能 (3)① ②AB
解析：(1)根据题图甲可知，应从注射器刻度读取并记录气体的体积V，同时从压强传感器读取并记录对应的气体压强值p。
(2)根据绘制的p V图线，不能直观判断空气柱的压强与体积成反比，原因是p V图线是曲线，只能猜想p与V成反比，需要将曲线转化为直线进一步检验。
(3)①根据玻意耳定律有pV＝C，则有p＝C·，图丙中图像的前一部分为过原点的倾斜的直线，可知该同学选用的横轴为。
②若改变气体体积时推动活塞速度过快，外界对封闭气体快速做功，因缺少充分的热交换，封闭气体温度升高，与缓慢推动活塞到同一位置相比，所测气体压强会偏高，则随着的增大，图线向上弯曲，A正确；推动活塞时，手握住注射器含有气体的部分，人体的温度高于封闭气体的温度，导致封闭气体温度升高，与正确操作并推动活塞到同一位置相比，所测气体压强会偏高，则随着的增大，图线向上弯曲，B正确；若推动活塞时有漏气现象，与正确操作并推动活塞到同一位置，且无漏气现象相比，气体的质量减小，则所测气体压强减小，即随着的增大，压强偏小，则图线向下弯曲，C错误；若拉动活塞时有进气现象，与正确操作并拉动活塞到同一位置，且无进气现象相比，气体的质量增大，则所测气体压强增大，即随着的减小，压强偏大，随着的增大，压强偏小，则图线向下弯曲，D错误。
7．(2024·河南省济洛平许四市高三下三模)某同学想探究气体压强与体积的关系。如图a所示仪器，在一有毫米刻度的直尺上固定一根一端封闭的细直均匀玻璃管，封闭端内腔顶部对准直尺的零刻度线，管内有一段被水银封闭的空气柱。
操作步骤如下：
①如图b所示，用铁支架固定木板，钉上白纸，用重垂线检查使木板竖直，并在纸上作出一条竖直方向的直线。
②使直尺贴近白纸。从刻度尺上读出空气柱长度l，用铅笔画出水银柱长度h′。
③将h′投影到竖直线上，量出水银柱投影的高度h(mm)，将所得l、h的值填入事先设计好的表格中。
④使玻璃管在图示平面内按不同角度倾斜，逐次测出l、h值并填入表内。
⑤分别计算封闭气体压强p值、体积V值(由于玻璃管是均匀的，设其截面积为S)。
根据实验完成下列填空：
(1)测得本地大气压强值为h0(mmHg)，若某次使玻璃管开口向上竖直放置，测得空气柱长度l1，水银柱投影高度h1，则此状态下，空气柱的压强写作p1＝(h0＋h1) mmHg。另一次使玻璃管开口向下竖直放置(水银未溢出)，测得空气柱长度l2，水银柱投影高度h2。若实验成功，则h0、l1、h1、l2、h2应验证满足的关系为____________。
(2)为了更直观得出气体的压强p和体积V是否成反比例关系，可将p V图像转化为________图像。
(3)①将被封闭的空气柱置于另一温度环境中，重复实验操作步骤；②换用不同气柱重复实验操作步骤。综合实验和日常学习可以总结出“气体的体积和压强成反比”成立的条件为：____________________。
答案：(1)(h0＋h1)l1＝(h0－h2)l2
(2)p 或 V
(3)气体的种类不变，质量不变，温度不变(或气体物质的量不变，温度不变)
解析：(1)玻璃管开口向上时，封闭气体压强为p1＝(h0＋h1) mmHg，体积为V1＝l1·S，玻璃管开口向下时，封闭气体压强为p2＝(h0－h2) mmHg，体积为V2＝l2·S，根据玻意耳定律可得p1V1＝p2V2，即(h0＋h1)l1＝(h0－h2)l2。
(2)根据玻意耳定律可知pV＝C，所以有p＝或＝，由此可知，为了更直观得出气体的压强p和体积V是否成反比例关系，可将p V图像转化为p 或 V图像。
(3)由玻意耳定律可知，“气体的体积和压强成反比”成立的条件为：气体的种类不变，质量不变，温度不变或气体物质的量不变，温度不变。
15(共52张PPT)
第十五章 热学
第5讲 实验：用油膜法估测油酸分子的大小探究气体等温变化的规律
目录
1
2
3
考点一 实验：用油膜法估测油酸分子的大小
考点二 实验：探究气体等温变化的规律
课时作业
考点一 实验：用油膜法估测油酸分子的大小
5．向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上。
6．用注射器或滴管在水面上滴一滴油酸酒精溶液。
7．待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上描画出油酸薄膜的形状。
四、数据处理
1．根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个。然后，把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S(或者将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，算出油酸薄膜的面积S)。
五、误差分析
产生原因 减小办法
偶然误差： (1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度改变，会给实验带来较大误差； (2)利用小格子数计算油膜面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差； (3)测量烧杯(或量筒)内溶液增加一定体积的滴数时，体积观测不准确会带来误差； (4)油膜轮廓的画线不准会带来误差 (1)为减小浓度的变化，可将配好的溶液密封；
(2)计算轮廓范围内小格子个数时，不足半个的舍去，多于半个格子的算一个。方格边长越小，计算出的面积越精确；
(3)选用内径小的注射器，读数时正视(或选用内径小的量筒，读数时平视)；
(4)画图时图线轮廓边缘清晰
系统误差： 将油酸分子看成球形且紧密排列，忽略了分子间隙 —
六、注意事项
1．注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸酒精溶液未滴下)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。
2．待测油酸膜扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复，二是酒精挥发后液面收缩。
3．当重做实验时，水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可保持浅盘的清洁。
例1 利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0．05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0．1 mL的量筒、盛有适量清水的规格为30 cm×40 cm的浅盘、爽身粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。
(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C。
A．用滴管将浓度为0．05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N；
B．将爽身粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0．05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到稳定时油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；
C．____________________________________________________________________________________________________________________________________；
D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积为S cm2。
(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小为________ cm。
待薄膜轮廓稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上
例2 在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中：
(1)在本实验中“将油酸分子看成紧密排列的球体，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是________。
(2)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯
油酸6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液
滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状
和尺寸如图甲所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，由此可
估测油酸分子的直径是________ m。(保留一位有效数字)
建模法
6×10－10
(3)如图乙所示，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盘，下列说法正确的是________。
A．滴入油酸酒精溶液时，注射器针头下端应远离水面
B．为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再
撒上爽身粉
C．滴入油酸酒精溶液后，出现如图乙所示的图样是因为爽身粉撒得太少太薄
D．配制好的油酸酒精溶液放置太久，会导致分子直径测量值偏小
D
考点二 实验：探究气体等温变化的规律
一、实验思路
本实验的方法为控制变量法，即控制气体的质量和温度一定，探究气体压强与体积的关系。
二、实验器材
铁架台、压力表、注射器(带橡胶套、柱塞)、刻度尺。
三、实验步骤
1．按如图所示，组装实验器材，在注射器下端的开
口套紧橡胶套，密封一定质量的空气。
2．测量空气柱的体积V和压强p。空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V；空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。
3．把柱塞缓慢地向下压或向上拉，再读取一组空气柱的长度与压强的数据。
4．重复步骤3，获取多组数据。
四、数据处理
1．以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，在坐标纸上描点
作图，分析p与V之间的关系。某次实验的p V图像如图甲。
五、误差分析
1．漏气造成空气柱质量变化。
改进措施：给注射器柱塞涂润滑油，使橡胶套尽量密封，压强不要太大。
2．空气柱温度不恒定造成误差。
改进措施：尽量在恒温环境操作，移动柱塞尽量缓慢，且不能用手握住注射器封闭气体部分。
3．空气柱体积和气压测量不准确。
改进措施：采用较细的注射器和准确度高的压力表。
AD
设定的温度不同
B
(2)若气体被压缩到V＝10．0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为________ Pa(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ΔV，则在计算pV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p的增大而________(填“增大”或“减小”)。
204×103
增大
例5 某同学通过图1所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
(1)图1中的A是________传感器。
(2)将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了________________；若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了________________。
压强
保持气体温度不变
保持气体质量不变
b＋V0
课时作业
1．(2023·江苏高考)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
解析：该实验探究一定质量的气体等温变化的规律，所以应保证气体在状态变化过程中的质量不变、温度不变，因此实验中要保证空气柱封闭，不能接另一注射器注入或抽出气体，保证气体质量不变；另外实验中要缓慢下压或上拉柱塞，使注射器内封闭气体与外界有足够时间进行热交换，保证气体温度不变。故选B。
2．用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是____________________________________________。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以________________________________________________________________________________________________。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是____________________。
使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜
把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积
单分子层油膜的面积
解析：用油膜法估测分子直径时，需使油酸在水面上形成单分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将油酸用酒精稀释。要测出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，需要测量一滴油酸酒精溶液的体积，可用累积法，即测量出1 mL油酸酒精溶液的滴数。根据V＝Sd，要求得油酸分子的直径d，则需要测出单分子层油膜的面积，以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。
3．用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入爽身粉；
B．将1 mL纯油酸加入酒精中，得到2×103 mL的油酸酒精溶液；
C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积S(坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm)；
D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积；
E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓；
F．根据得到的数据，估算出油酸分子的直径。
(1)上述步骤中，正确的顺序是________(填步骤前的字母)。
(2)如图所示为描出的油膜轮廓，油膜的面积约为________ m2。
(3)已知50滴溶液的体积为1 mL，估算油酸分子的直径约为_____________ m (保留两位有效数字)。
BDAECF
0．0224
4．5×10－10
4．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用体积为A
的纯油酸配置成体积为B的油酸酒精溶液，再用滴管取体积
为C的油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。把1滴该溶液
滴入盛水的、表面撒有爽身粉的浅盘里，待水面稳定后，将
玻璃板放在浅盘上，用油性笔在玻璃板上描出油酸膜的轮
廓，测得面积为S，如图。
(1)此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。
(2)估算出油酸分子的直径大小是________(用题中已给出的字母表示)。
单分子
直径
(3)用油膜法估算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．质量 B．体积 C．摩尔质量 D．摩尔体积
(4)某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是________。
A．油酸酒精溶液中含有大量酒精
B．爽身粉撒太多，油膜未能充分展开
C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格
都作为一格保留
D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL
油酸酒精溶液的滴数多记了10滴
D
B
(3)用油膜法估算出油酸分子的直径后，可以根据球的体积公式估算出1个油酸分子的体积，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道NA个油酸分子的总体积，即油酸的摩尔体积，故选D。
(4)油酸酒精溶液中含有大量酒精，若一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积计算准确，油膜的面积测量正确，就不会造成实验结果明显偏大，故A错误；爽身粉撒太多，油膜未能充分展开，S测量值偏小，会造成d测量值偏大，故B正确；计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留，S测量值偏大，会造成d测量值偏小，故C错误；计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴，则每一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积测量值偏小，会造成d测量值偏小，故D错误。
5．使用如图1装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，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)甲同学在实验中，测得的实验数据如表所示，仔细观察“p·V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是_____。
A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩
擦力越来越大
B．实验时环境温度升高了
C．实验时外界大气压强发生了变化
D．实验时注射器内的气体向外发生
了泄漏
序号 V(mL) p(×105 Pa) p·V(×105 Pa·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
D
连接压力表和注射器内空气柱的细管中有气体未计入
6．如图甲是某实验小组利用气体压强传感器探究“温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。
(1)主要操作步骤如下，请补充缺失的内容：
①用注射器封闭一定质量的空气，将注射器与压强传感器连接；
②从__________读取并记录气体的体积V，同时从__________读取并记录对应的气体压强值p；
③缓慢推动(或拉动)活塞，再记录一组V和p的值；
④重复上述步骤③，多次测量。
注射器刻度
压强传感器
(2)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p V图线，________(选填“能”或“不能”)直观判断空气柱的压强与体积成反比。
(3)该同学测得封闭气体的压强p和体积V的多组数据，
在坐标系中描点作图，作出的图线如图丙所示。
①由图可知该同学选用的横轴为________；
②图线后半段向上弯曲的原因可能是________。
A．改变气体体积时推动活塞速度过快
B．推动活塞时，手握住注射器含有气体的部分
C．推动活塞时有漏气现象
D．拉动活塞时有进气现象
不能
7．(2024·河南省济洛平许四市高三下三模)某同学想探究气体压强与体积的关系。如图a所示仪器，在一有毫米刻度的直尺上固定一根一端封闭的细直均匀玻璃管，封闭端内腔顶部对准直尺的零刻度线，管内有一段被水银封闭的空气柱。
操作步骤如下：
①如图b所示，用铁支架固定木板，钉上白纸，用重垂
线检查使木板竖直，并在纸上作出一条竖直方向的直线。
②使直尺贴近白纸。从刻度尺上读出空气柱长度l，用铅笔画出水银柱长度h′。
③将h′投影到竖直线上，量出水银柱投影的高度h(mm)，将所得l、h的值填入事先设计好的表格中。
④使玻璃管在图示平面内按不同角度倾斜，逐次测出l、h值并填入表内。
⑤分别计算封闭气体压强p值、体积V值(由于玻璃管是均匀的，设其截面积为S)。
根据实验完成下列填空：
(1)测得本地大气压强值为h0(mmHg)，若某次使玻璃管开口向上竖直放置，测得空气柱长度l1，水银柱投影高度h1，则此状态下，空气柱的压强写作p1＝(h0＋h1) mmHg。另一次使玻璃管开口向下竖直放置(水银未溢出)，测得空气柱长度l2，水银柱投影高度h2。若实验成功，则h0、l1、h1、l2、h2应验证满足的关系为____________________。
(2)为了更直观得出气体的压强p和体积V是否成反比例关系，可将p V图像转化为________图像。
(h0＋h1)l1＝(h0－h2)l2
(3)①将被封闭的空气柱置于另一温度环境中，重复实验操作步骤；②换用不同气柱重复实验操作步骤。综合实验和日常学习可以总结出“气体的体积和压强成反比”成立的条件为：____________________________________________________
___________________。
气体的种类不变，质量不变，温度不变(或气体物质的量不变，温度不变)
