熱學實驗（練習）-2025年高考物理一輪復(fù)習

第66講熱學實驗

目錄

01模擬基礎(chǔ)練

【題型一】用油膜法估測油酸分子的大小

【題型二】探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關(guān)系

02重難創(chuàng)新練

【題型一】用油膜法估測油酸分子的大小

1.在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中：

(1)“將油酸分子看成球形”采用的方法是。

A.理想模型法B.等效替代法

C.控制變量法D.微量放大法

(2)有下列實驗步驟：

①用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由

此計算出一滴油酸酒精溶液的體積；

②往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的爽身粉均勻地撒在水面上；

③用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定；

④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；

⑤將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和油膜的面積計算出油

酸分子直徑的大小。

(3)某老師將一滴油酸酒精溶液滴入事先灑有均勻爽身粉的水槽中，待油膜充分散開后，在玻璃板上描出油

膜的輪廓，該油膜的面積是8.0x10-m2；已知油酸酒精溶液中油酸濃度為0.2%,400滴油酸酒精溶液滴入

量筒后的體積是1.2x10-6m3,則油酸分子直徑為m（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

2.如圖在“油膜法估測分子直徑”的實驗中，我們可以通過宏觀量的測量間接計算微觀量。

⑴某同學實驗中先配制一定濃度的油酸酒精溶液，接著又進行了下列操作，操作的合理順序是（填

字母代號）。

A.將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地擴展為形狀穩(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紙上并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，將萍子粉均勻地撒在水面上

（2）實驗中，若測量并計算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為2.5x10-"nA測量并計算出油膜的面積為

4.0乂10-2m2,則油酸分子的直徑為m（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

（3）該同學做實驗時，水面上琲子粉撒得太多，使得油膜沒有充分展開，這種情況會導(dǎo)致分子直徑d的測量

結(jié)果真實值（選填“大于”“小于”或“等于”）。

3.（1）如圖反映“用油膜法估測分子的大小”實驗中的4個步驟，將它們按操作先后順序排列應(yīng)是（用

符號表示）。

（2）在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，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,

如圖所示，坐標紙中正方形方格的邊長為1cm,試求:

①油酸膜的面積約為cm2；

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

③按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑是m（結(jié)果保留2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)量為油酸的密度為小則下列說法正確的是

A.lkg油酸所含有分子數(shù)為PNA

B.ln?油酸所含分子數(shù)為譽

C.1個油酸分子的質(zhì)量為管

D.油酸分子的直徑約為

2NA

【題型二】探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關(guān)系

4.某小組利用如圖所示裝置研究“一定質(zhì)量氣體溫度不變時，壓強與體積的關(guān)系”，圖中裝置1為壓強傳感器,

裝置2為數(shù)據(jù)采集器，帶刻度的注射器內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體，推動活塞可以改變氣體體積V,實驗所用

測量壓強的裝置較特殊，測量的是注射器內(nèi)部氣體和外部大氣(壓強為po)的壓強差邸,在多次改變體積后,

得到如下數(shù)據(jù)：

A^/xlO5pa00.110.250.430.67

WmL109876

注射器

1

23

⑴每次氣體的狀態(tài)調(diào)整后，都要等一會兒再記錄數(shù)據(jù)這是為了

(2)研究小組基于數(shù)據(jù)，以Ap為y軸，作出的函數(shù)圖線為直線，則x軸是o

⑶若圖像斜率為k,該直線的函數(shù)表達式是,圖像縱軸截距的絕對值的物理含義是

5.某實驗小組用圖所示實驗裝置來進行“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實驗。

-

3:

一-1柱塞

2:

一\2

1:.-升空氣柱

0:_

_醫(yī)日橡膠套

圖3

(1)在本實驗操作的過程中，需要保持不變的量是氣體的溫度和

(2)關(guān)于該實驗的操作，下列說法正確的是。

A.在柱塞上涂抹潤滑油可以提高裝置的氣密性

B.實驗時應(yīng)快速推拉柱塞并迅速讀數(shù)，以避免氣體與外界發(fā)生熱交換

C.推拉柱塞及讀取數(shù)據(jù)時不要用手握住注射器下端，以避免改變氣體的溫度

D.實驗必須測量柱塞的橫截面積，以獲知被封閉氣體的體積

(3)為了探究氣體在不同溫度時發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律，實驗小組在不同的環(huán)境溫度下進行了實

驗,得到的p-V圖像如圖4所示，由圖可知，這兩次實驗氣體的溫度大小關(guān)系為Ti石(選填

或

(4)實驗小組同學作出0—十圖像，發(fā)現(xiàn)當氣體壓強增大到一定值后，實驗數(shù)據(jù)描繪的圖線偏離過原點的直線。

若是因?qū)嶒炑b置漏氣導(dǎo)致的偏離，則描繪的圖線可能如圖5的(選填“①”或"②")所示。請通過分析

說明你的判斷o

6.(2024?云南師范大學附中月考)某同學通過如圖甲所示的實驗裝置，利用玻意耳定律來測定一顆形狀不規(guī)則

的小固體的體積。圖甲中A為壓強傳感器，通過一小段軟管連接到注射器前端(不漏氣)，活塞移動時保證封

閉住的氣體也不漏氣。

(1)實驗中移動活塞時盡量緩慢，原因是_____________________________________

(2)將小固體裝進注射器底部，通過推、拉活塞改變封閉氣體的體積和壓強。操作中，盡量不用手握住封閉

氣體部分，原因是_________________________________

(3)實驗中通過活塞所在刻度讀取了多組體積V及對應(yīng)壓強p,為了在xOy坐標系中獲得直線圖像，取y軸

代表體積匕則x軸應(yīng)取(填'“'或

(4)選擇合適的坐標后，該同學通過描點作圖，得到的函數(shù)圖像如圖乙中直線所示，若已知傳感器和注射器

連接處的軟管容積為Vo,則該固體的體積為o

7.某實驗小組用注射器和壓強傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時遵循的規(guī)律，實驗裝置如圖所示。

用活塞和注射器外筒封閉一定的氣體，其壓強可由左側(cè)的壓強傳感器測得。

壓強傳感器活塞

(1)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是O

A.該實驗用等效替代法研究氣體的變化規(guī)律

B.實驗時注射器必須水平放置

C.注射器內(nèi)部的橫截面積沒必要測量

D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均勻即可，可以不標注單位

(2)進行實驗操作時，不能推拉活塞過快，其原因是。

(3)該實驗小組首先在甲實驗室進行了實驗，下表為記錄的實驗數(shù)據(jù)，其中有一次記錄的實驗數(shù)據(jù)錯誤，記

錄錯誤的是(填錯誤數(shù)據(jù)對應(yīng)的實驗序號)。

實驗序號12345

封閉氣柱長度L(cm)12.0011.0010.009.008.00

封閉氣柱壓強，x105Pa)1.011.091.191.331.90

(4)該實驗小組又利用同一裝置對同一封閉氣體在另一溫度稍高的乙實驗室進行了實驗，根據(jù)甲、乙實驗室

記錄的數(shù)據(jù)用正確的方法畫出的p—；圖像如圖所示，則乙實驗室記錄數(shù)據(jù)畫出的圖像應(yīng)為(填圖線

代號)。

1.在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，將油酸溶于酒精，其濃度為每5000mL溶液中有3mL油酸。

用注射器測得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，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紙上，其形狀和大小如圖所示，坐標中正

(2)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑是m。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)

(3)某同學實驗中最終得到的計算結(jié)果和大多數(shù)同學的比較結(jié)果明顯偏小，可能是由于

A.錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進行計算

B.計算油酸膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方格處理

C.求每滴溶液中純油酸的體積時，1mL溶液的滴數(shù)多記了10滴

D.水面上琲子粉撒得較多，油酸膜沒有充分展開

2.(1)圖甲為“用油膜法估測分子的大小”實驗中的4個步驟，先后順序是(用字母表示)。

(2)在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，將油酸溶于酒精，其濃度為每1000mL溶液中有0.6mL油酸。

用注射器測得1mL上述溶液有50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，坐標紙中正方形方格的邊長為1cm,按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑是mo(結(jié)

果保留1位有效數(shù)字)

圖乙

(3)若阿伏加德羅常數(shù)為油酸的摩爾質(zhì)量為油酸的密度為夕。則下列說法正確的是-

A.1kg油酸所含有分子數(shù)為OY,B.油酸所含分子數(shù)為"絲

P

C.單個油酸分子的質(zhì)量為去D.油酸分子的直徑約為卑

(4)甲、乙、丙三位同學分別在三個實驗小組做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗，但都發(fā)生了操作錯誤。

這三位同學的錯誤操作導(dǎo)致實驗測得的油酸分子直徑偏小的是o

A.甲使用了配置好但在空氣中擱置了較長時間的油酸酒精溶液

B.乙在計算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯了一個注射器把溶液滴在水面上，這個

拿錯的注射器的針管比原來的細

C.丙在計算油膜面積時，把輪廓范圍內(nèi)半個左右的正方形都舍去了

3.在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟：

①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；

②將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積；

③根據(jù)一滴溶液中純油酸的體積和油膜的面積計算出油酸分子直徑；

④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；

⑤往淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的琲子粉均勻地撒在水面上。

完成下列填空：

(1)上述步驟中，正確的實驗步驟排列順序是(填寫步驟前面的數(shù)字)

(2)將len?的油酸溶于酒精，制成250cm3的油酸酒精溶液；測得len?的油酸酒精溶液有50滴?，F(xiàn)取一滴該

油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.17m，由此估算出油酸分子的直徑為m

(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。

(3)某同學在實驗中最終得到的結(jié)果明顯偏大，可能是因為。

A.錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進行計算

B.計算油膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方格處理

C.計算油膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)

D.水面上琲子粉撒得較多，油膜沒有充分展開

4.某實驗小組完成“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗。

(1)該小組進行下列實驗操作，請選出需要的實驗操作，并將它們按操作先后順序排列：DC(用字母

符號表示)。

(2)某次實驗時，滴下油酸酒精溶液后，琲子粉迅速散開形成如圖所示的“鋸齒”邊沿圖案，出現(xiàn)該圖樣的可

能原因是()

A.盆中裝的水量太多

B.排子粉撒得太多，且厚度不均勻

C.盆太小，導(dǎo)致油酸無法形成單分子層

(3)甲、乙、丙三位同學分別在三個實驗小組做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗，但都發(fā)生了操作錯誤。

其中會導(dǎo)致所測的分子直徑d偏小的是（）

A.甲同學在配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒少了一點，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值大一

些

B.乙在計算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯了一個注射器把溶液滴在水面上，這個

拿錯的注射器的針管比原來的細，滴出的每滴油酸酒精溶液的體積比原來的小

C.丙在計算油膜面積時，把凡是不足一格的油膜都不計，導(dǎo)致計算的面積比實際面積小一些

5.劉同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗。

（1）該同學先取1.0mL的油酸注入2000mL的容量瓶內(nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到2000mL的

刻度為止，搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。然后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量

筒，滴了25滴時量筒恰好達到1.0mL。則一滴溶液中含有純油酸的體積為m30

（2）接著該同學在邊長約為50cm的淺水盤內(nèi)注入約2cm深的水，將細石膏粉均勻地撒在水面上，再用滴

管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴油酸酒精溶液，待水面上的油酸膜盡可能鋪開且穩(wěn)定后，將事

先準備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油酸膜的形狀。

（3）將畫有油酸膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0cm的方格紙上，算出完整的方格有126個，大于半格的有

21個，小于半格的有19個。則計算油酸分子直徑時油膜的面積為cm2,油酸分子的直徑約為m

（該空結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（4）該同學分析實驗時查閱資料，發(fā)現(xiàn)自己所測的數(shù)據(jù)偏大，關(guān)于出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說法可能正

確的是O

A.油酸未完全散開

B.油酸溶液的濃度低于實際值

C.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液時，滴數(shù)多計了

6.在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實驗中，實驗裝置如圖甲所示。用注射器封閉一定質(zhì)量的空氣，連接到氣

體壓強傳感器上，用傳感器測量封閉氣體的壓強，用注射器刻度讀出氣體體積。

⑴實驗中，為找到體積與壓強的關(guān)系，（選填“需要”或“不需要”）測空氣柱的橫截面積:

（2）多次改變封閉氣體的體積，測量出不同體積時氣體的壓強，用電腦記錄下來，并生成P-V圖像如圖乙所

示，由圖乙可猜測。與V可能（選填成“正比”、“成反比”或“不成比例”）：

（3）實驗完成后，某同學做出的圖像如圖丙所示（其中實線為實驗所得，虛線為參考雙曲線的一支），造成這

一現(xiàn)象的原因可能是（）

p

A.操作實驗時用手握住注射器B.實驗時環(huán)境溫度降低了

C.注射器內(nèi)氣體向外泄漏D.有外部氣體進入注射器內(nèi)

7.在“用DIS研究溫度不變時一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系”實驗中，某組同學先后兩次使用如圖(a)

所示實驗裝置獲得多組注射器內(nèi)封閉氣體的體積V和壓強p的測量值，并通過計算機擬合得到如圖力)所

示兩組p-V圖線。

注射器

圖(a)圖(b)

(1)實驗過程中應(yīng)避免手握注射器含空氣柱的部分，這是為了,為檢驗氣體的壓強P與

體積丫是否成反比例關(guān)系，可將圖線轉(zhuǎn)化為_______圖線；

(2)兩組圖線經(jīng)檢驗均符合反比例關(guān)系，由圖判斷導(dǎo)致①、②兩組數(shù)據(jù)差異的原因可能是()

A.兩組實驗環(huán)境溫度不同B.兩組封閉氣體的質(zhì)量不同

C.某組器材的氣密性不佳D.某組實驗中活塞移動太快

(3)某小組緩慢推活塞進行實驗得到了數(shù)據(jù)圖像①,驗證了“玻意耳定律”,在這個過程中，理想氣體(選

填“吸熱”、“放熱”或“無熱交換”)。

8.日常生活中的許多現(xiàn)象，往往隱含著許多科學道理，如；

a.自行車在烈日下暴曬，車胎容易發(fā)生爆炸

b.壓縮一段封閉在注射器內(nèi)的空氣，發(fā)現(xiàn)越壓縮越費力；

(1)關(guān)于一定質(zhì)量的氣體產(chǎn)生的壓強與哪些因素有關(guān)呢？小明做出了以下猜想：

猜想一：可能與氣體的溫度有關(guān)；

猜想二：可能與氣體的體積有關(guān)。

（2）為驗證猜想一，小明進行如下實驗操作:

①取一根長約為1m,一端封閉的細玻璃管，在室溫（20℃）下用水銀封閉一段空氣柱，將玻璃管豎直固定,

并在玻璃管上標出水銀柱下表面的位置，如圖甲：

②將空氣柱浸入50℃的水中，待水銀柱不再上升后，往玻璃管內(nèi)注入水銀直到為止；

③再將空氣柱浸入80℃的水中，重復(fù)實驗。

實驗中小明發(fā)現(xiàn)空氣柱的溫度越高，其上方的水銀柱也越長，由此可得出結(jié)論：一定質(zhì)量的氣體，體積一

定，溫度越高，產(chǎn)生的壓強越。

（3）小明又利用傳感器設(shè)計了如圖乙的實驗裝置，探究驗證猜想二：

①實驗中，小明要控制氣體的溫度和不變，改變測量壓強：

②小明實驗記錄的數(shù)據(jù)如下：

實驗次數(shù)壓強P（Pa）體積Vg）pV值(Pa.n?)

11.59xl050.75x10-51.1925

21.20xl051.00x10-51.2000

30.97xlO51.25x10-51.2125

40.75xl051.60x10-51.2000

50.60xl052.00x10-51.2000

分析表中數(shù)據(jù)，可得結(jié)論：—=

9.如圖所示，用氣體壓強傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律，操作步驟如下:

①在注射器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，將注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機逐一連接起來;

②移動活塞至某一位置，記錄此時注射器內(nèi)封閉氣體的體積V/和由計算機顯示的氣體壓強〃；

③重復(fù)上述步驟②，多次測量并記錄；

④根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)圖像，分析得出結(jié)論。

(1)關(guān)于本實驗的基本要求，下列說法正確的是()

A.移動活塞時應(yīng)緩慢一些

B.封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好

C.必須測出注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量

(2)為了能直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)作出______(選填"P-『'或"P-J”)圖像。

對圖線進行分析，如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條線，就說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時，其

壓強與體積成反比。

(3)在不同溫度環(huán)境下，另一位同學重復(fù)了上述實驗，實驗操作和數(shù)據(jù)處理均正確。環(huán)境溫度分別為刀、72,

且工＞5。在如圖所示的四幅圖中，可能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是()

10.曉萌同學利用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律，她在注射器中密封了一定質(zhì)量的氣體。

甲乙丙

(1)下列實驗操作中正確的是O

A.密封氣體前，在活塞上均勻涂抹潤滑油

B.推拉活塞時，用手握住注射器氣體部分

C.實驗時緩慢移動活塞

(2)曉雯同學在不同溫度下進行了兩次實驗，得到的P-J圖像如圖乙所示，由圖可知一定質(zhì)量的氣體，在溫

度保持不變的條件下，壓強與體積成反比。進一步分析可知兩次實驗的溫度大小關(guān)系為刀T2(選填

，，或

(3)某同學在實驗操作過程中，不小心用手握住了注射器的空氣柱部分，那么該同學可能得到的P-J圖像是

圖丙中的O

11.在實驗室用圖甲所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。

（1