新高考物理一輪復(fù)習(xí)跟蹤練習(xí)專題15.4 本專題實驗（原卷版）

專題15.4本專題實驗【練】1．（2022·福建省龍巖第一中學(xué)一模）在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，將1mL的油酸加入酒精中配制成1000mL的油酸酒精溶液，通過注射器測得80滴這樣的溶液為1mL，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的淺水槽中，待油膜界面穩(wěn)定后，測得油膜面積為253cm2．①估算油酸分子的直徑d=______m（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．②將上述油酸酒精溶液置于一個敞口容器中放置一段時間，再使用該溶液進(jìn)行實驗會導(dǎo)致分子直徑的測量結(jié)果______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．2．（2022·吉林吉林·模擬預(yù)測）在“用油膜法估測分子大小”實驗中所用的油酸酒精溶液的濃度為1000mL溶液中有純油酸0.6mL，用注射器測得1mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形方格的邊長為1cm，試求：（1）油酸膜的面積是________cm2；（2）實驗測出油酸分子的直徑是_________m；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）實驗中為什么要讓油膜盡可能散開？_______________．3．（2022·浙江·高三開學(xué)考試）在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，（1）本實驗中做了三點理想化假設(shè)：將油酸分子視為球形；______________；油酸分子是緊挨在一起的；（2）配置油酸酒精溶液時，油酸酒精溶液的濃度為每SKIPIF1<0溶液中有純油酸SKIPIF1<0，用注射器測得SKIPIF1<0上述溶液有100滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，測得油酸膜的近似輪廓如圖所示，圖中正方形小方格的邊長為SKIPIF1<0，則估測出油酸分子的直徑是_____m；（此結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（3）在一次實驗中得到了如圖所示的油膜，如果按此油膜來計算分子直徑，你認(rèn)為測量結(jié)果相對真實值會__________。（填“偏大”、“偏小”或“無系統(tǒng)誤差”）4．（2022·北京海淀·二模）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實驗儀器。用游標(biāo)卡尺測某容器的深度SKIPIF1<0，示數(shù)如圖1所示，則該容器的深度SKIPIF1<0__________SKIPIF1<0。（2）實驗操作。在“用油膜法估測油酸分子大小”的實驗中，以下操作會使測量結(jié)果偏大的是__________。A．在配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了一點，但未發(fā)現(xiàn)B．在計算油膜面積時，把凡是半格左右的油膜都算成了一格C．爽身粉撒得較厚，使得油酸未能充分展開（3）實驗原理。圖2為“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗裝置示意圖。實驗時，測量空氣柱的體積SKIPIF1<0以及所對應(yīng)的壓強(qiáng)SKIPIF1<0。①實驗裝置需用鐵架臺固定，而不能用手握住注射器，并且在實驗中要緩慢地向下壓或向上拉柱塞的原因是__________。②用采集的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點，繪制出如圖3的曲線后猜想“一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，其壓強(qiáng)SKIPIF1<0與體積SKIPIF1<0成反比”。請進(jìn)一步利用獲取的信息分析說明如何檢驗這個猜想_______。5．（2022·北京海淀·二模）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實驗儀器。用游標(biāo)卡尺測某個杯子的深度h，示數(shù)如圖所示，則該杯子的深度為h=______cm。（2）用“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，配制的油酸酒精溶液的濃度為每500mL溶液中有純油酸2mL，用注射器取1mL該油酸酒精溶液，滴入燒杯中，記錄液滴共60滴。取1滴該溶液滴入盛水的淺水盤里，待水面穩(wěn)定后，在帶有坐標(biāo)方格的玻璃板上描下油膜邊界的輪廓線，如圖所示。坐標(biāo)中一個小正方格的邊長是1cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)和測量結(jié)果，估測出的分子直徑約為___________。（3）實驗原理。如圖為“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗裝置圖。實驗時，讀取空氣柱的長度L以及此時所對應(yīng)的壓強(qiáng)p。①對于一定質(zhì)量的封閉氣體，在溫度不變的情況下，若p與L的___________保持不變，即得到氣體做等溫變化的規(guī)律。②某同學(xué)發(fā)現(xiàn)，壓力表上的數(shù)值是有單位的，但是針筒旁代表空氣柱長度的數(shù)值是沒有單位的，他查了一下該實驗裝置的說明書，發(fā)現(xiàn)也沒有對這個數(shù)值單位情況的具體說明。請分析說明這種情況的理由。()6．（2022·上海嘉定·二模）用如圖甲所示的裝置研究“溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實驗，操作步驟如下：①將壓強(qiáng)傳感器調(diào)零；②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器適當(dāng)刻度處；③逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)；④推動活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。（1）請改正以上步驟中的不妥之處：__________；（2）實驗操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了__________；推動活塞時要緩慢，原因是_______；（3）圖乙給出的是一次標(biāo)準(zhǔn)、正確實驗操作得到的p-V圖像，小明在操作過程中，誤將手一直握住注射器的筒壁，猜想小明實驗可能得到的p-V圖像，并在圖中用虛線畫出_______；（4）小明注意操作細(xì)節(jié)后重新實驗，作出p-V圖像，如圖乙所示，能否根據(jù)繪制的圖線直接得到氣體壓強(qiáng)和體積的關(guān)系？如果能，請說明是什么關(guān)系；如果不能，請簡單說明處理方法。_________。7．（2022·山東聊城一中高三開學(xué)考試）某實驗小組的同學(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)量的氣體。（1）實驗時，為判斷氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，________（選填“需要”或“不需要”）測出空氣柱的橫截面積。（2）測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)系中描點作圖，作出的圖線如圖乙所示。（3）實驗過程中，下列操作正確的是________。A．改變氣體體積時應(yīng)快速推拉活塞B．推拉活塞時，手不能握住注射器含有氣體的部分C．實驗前應(yīng)先利用天平測量出注射器活塞及壓力表的總質(zhì)量（4）為能更準(zhǔn)確地測出氣體的壓強(qiáng)，某同學(xué)直接用軟管連通注射器和另一壓強(qiáng)傳感器（測量壓強(qiáng)更準(zhǔn)確），如圖丁所示。測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，若以SKIPIF1<0為縱坐標(biāo)作出的圖線如圖丙所示，而該圖線不過原點，為減小這一實驗誤差且圖線仍為直線，下列措施可行的是_________。A．選用容積較大的注射器

B．實驗中氣體的體積不要壓縮得過小C．改用p為縱坐標(biāo)，SKIPIF1<0為橫坐標(biāo)

D．測出軟管中氣體的體積8．（2022·上?！つM預(yù)測）在“油膜法測分子直徑”的實驗中，某同學(xué)操作如下：①取1.0mL油酸配成250mL油酸酒精溶液；②用滴管吸取1.0mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了20滴；③在邊長約10cm的正方形淺盤內(nèi)注入適量的水，將痱子粉均勻地撒在水面上，用滴管滴入一滴溶液；④待油膜形狀穩(wěn)定后，將繪有方格的玻璃板放在淺盤上，繪出油酸膜的輪廓（如圖所示），每個方格的邊長為1.0cm。（1）該實驗中一滴油酸酒精溶液含________ml油酸；（2）由上述數(shù)據(jù)估算得到油酸分子直徑的數(shù)量級約為________m；（3）若該同學(xué)在計算油酸膜面積時，對不完整的方格均不計數(shù)，由此估算得到的油酸分子直徑數(shù)量級將________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；（4）已知油酸分子的直徑約為8×10?10m，該同學(xué)實驗結(jié)果產(chǎn)生偏差的可能原因是：_________，理由是：_______。9．（2022·上?！つM預(yù)測）在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，用體積為A的純油酸配置成體積為B的油酸酒精溶液，再用滴管取體積為C的油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共n滴。把1滴該溶液滴入盛水的、表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用油性筆在玻璃板上描出油酸膜的輪廓，測得面積為S，如圖。（1）此估測方法是將每個油酸分子視為球形，讓油酸盡可能在水面上散開，則形成的油膜可視為_______油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的________；（2）估算出油酸分子的直徑大小是________（用以上字母表示）；（3）（單選）用油膜法估算出油酸分子的直徑后，要測定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道油酸的()A．質(zhì)量

B．體積

C．摩爾質(zhì)量D．摩爾體積（4）（單選）某同學(xué)計算出的油酸分子直徑明顯偏大，可能的原因是_______。A．油酸中含有大量酒精B．痱子粉撒太多，油膜未能充分展開C．計算油膜面積時，將所有不完整的方格都作為一格保留D．計算每滴溶液中純油酸的體積時，1ml油酸酒精溶液的滴數(shù)多記了10滴10．（2022·全國·高三專題練習(xí)）在“油膜法估測分子直徑”的實驗中，我們通過宏觀量的測量間接計算微觀量。(1)本實驗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，則由此可估測油酸分子的直徑為___________。(2)某同學(xué)實驗中先取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液，測量并計算一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積后，接著又進(jìn)行了下列操作：A．將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地擴(kuò)展為形狀穩(wěn)定的油酸薄膜B．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上計算油酸薄膜的面積C．將玻璃板蓋到淺水盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上D．向淺盤中倒入約2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上以上操作的合理順序是___________（填字母代號）。(3)若實驗時痱子粉撒的太厚，則所測的分子直徑會___________（選填“偏大”或“偏小”）。(4)本實驗中油膜的形成是分子力的作用效果。圖甲為分子力F隨分子間距r的變化圖線，圖乙為某同學(xué)參照圖甲所做的分子勢能Ep隨分子間距r的變化圖線。請你對圖乙的合理性做出分析，填在下面表格相應(yīng)的位置中。指出合理或不合理之處并簡述理由合理之處___________________________不合理之處___________________________11．（2022·北京·101中學(xué)三模）用如圖裝置驗證等溫狀態(tài)下氣體的實驗定律，已知壓力表通過細(xì)管與注射器內(nèi)的空氣柱相連，細(xì)管隱藏在柱塞內(nèi)部未在圖中標(biāo)明。（1）甲同學(xué)實驗中，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示，仔細(xì)觀察“SKIPIF1<0”一欄中的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)越來越小，造成這一現(xiàn)象的可能原因是______；序號V（mL）p（×105Pa）SKIPIF1<0（×105Pa·mL）120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621A．推動活塞時，動作過快B．實驗時外界大氣壓強(qiáng)發(fā)生了變化C．實驗時注射器內(nèi)的氣體向外發(fā)生了泄漏（2）乙同學(xué)在實驗中操作規(guī)范，讀數(shù)正確，經(jīng)描點連線得V?SKIPIF1<0圖，圖像是一條傾斜直線，分析其未過坐標(biāo)原點的最可能的原因______________。12．（2022·上海市楊浦高級中學(xué)模擬預(yù)測）如圖（a）是研究一定質(zhì)量的氣體在體積不變的時候，其壓強(qiáng)與溫度關(guān)系的實驗裝置。與壓強(qiáng)傳感器相連的試管內(nèi)裝有密閉的空氣和溫度傳感器的熱敏元件。將試管放在大燒杯的涼水中，逐次加入熱水并攪拌，通過計算機(jī)記錄并處理數(shù)據(jù)。（1）開始實驗時，壓強(qiáng)傳感器__________（選填“需要”或者“不需要”）調(diào)零；（2）計算機(jī)屏幕顯示如圖（b）的壓強(qiáng)p與攝氏溫度t的關(guān)系圖像，圖線與p軸的交點I為____________________的壓強(qiáng)。另一組同學(xué)在相同環(huán)境下采用不同容積的試管做實驗，獲得的SKIPIF1<0關(guān)系圖像與圖（b）相比，兩組圖像的斜率__________（選填“相同”或“不同”），且都經(jīng)過圖（b）中的__________點；（3）溫度傳感器中的熱敏元件用金屬鉑制成，在SKIPIF1<0范圍內(nèi)其電阻值SKIPIF1<0隨溫度t變化的線性關(guān)系如圖（c）所示。溫度傳感器的測溫原理是通過測量與電阻值成正比、比例系數(shù)為k的電壓值U來顯示溫度值，則SKIPIF1<0____________________。13．（2022·上海市南洋模范中學(xué)模擬預(yù)測）利用DIS研究一定質(zhì)量溫度不變時氣體壓強(qiáng)與體積關(guān)系，需要器材有注射器，數(shù)據(jù)采集器，傳感器，計算機(jī)及相關(guān)連線。（1）所用的傳感器是___________傳感器。此傳感器_______（選填“需要”“不需要”）調(diào)零。（2）在實驗操作中正確的是()A．推拉活塞動作要快，以免氣體進(jìn)入或漏出B．推拉活塞時，手可以握住整個注射器C．壓強(qiáng)傳感器與注射器之間的連接管脫落后，應(yīng)立即重新接上，繼續(xù)實驗D．活塞與針筒之間要保持潤滑又不漏氣（3）一組同學(xué)實驗測得數(shù)據(jù)記錄以下：實驗次數(shù)123456p（kPa）95.489.183.478.5106.8116.7V（mL）141516171311pV（kPa·mL）1335.61336.51334.41338.41400.4表格中第4次pV數(shù)值為_________。其中第六次數(shù)據(jù)中pV的乘積明顯比前幾次大，同學(xué)們試著分析可能造成的原因：甲同學(xué)認(rèn)為是進(jìn)氣造成的，乙同學(xué)認(rèn)為是溫度升高造成，丙同學(xué)認(rèn)為甲乙兩位同學(xué)所說的兩種情況都有可能。你認(rèn)為哪個同學(xué)分析正確，并說明理由。______________（4）以注射器中封閉的氣體為研究對象進(jìn)行實驗，并在p-V圖上作出相應(yīng)的圖線，爾后查閱資料了解到注射器和傳感器連管內(nèi)還有一定體積的氣體，對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，又重新在p-V圖上作出圖線，兩條圖線如圖中①，②。其中最接近雙曲線的是___________14．（2022·海南·模擬預(yù)測）（1）某同學(xué)應(yīng)用如圖1所示的裝置做“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗。設(shè)計了如下的實驗步驟，其中有錯誤的步驟是______（填步驟前的數(shù)字序號）．①利用注射器選取一段空氣柱為研究對象，保持氣體的質(zhì)量和溫度不變．②把柱塞快速地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長度l（可得到空氣柱體積V）與壓強(qiáng)p的幾組數(shù)據(jù)．③作出SKIPIF1<0圖像。④改變空氣柱或環(huán)境溫度，重復(fù)實驗。若圖像中的各點位于過原點的同一條直線上，說明一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成_______（填“正比”或“反比”）。圖2是該同學(xué)在不同環(huán)境溫度下，對同一段空氣柱實驗，得出的兩條等溫線a和b，對應(yīng)的溫度分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0_______SKIPIF1<0（填“>”“=”或“<”）。15．（2022·河南許昌·模擬預(yù)測）用“油膜法估測分子的大小”的實驗步驟如下：A．用滴管將濃度為0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地