热学实验

第97节热学实验1.2011年上海卷27．（5分）在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，⑴某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。改正其中的错误：⑵若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10-3mL，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为m。答案：（1）②在量筒中滴入N滴溶液，③在水面先撒上痱子粉。（2）1.2×10－9。解析：本题考查用油膜法估测分子直径大小的实验。（1）实验中②步骤，通过在量筒中滴入N滴溶液，测出N滴溶液的体积，再取平均计算出每一滴溶液的体积，这样通过放大方法减小每一滴溶液的体积的测量误差；③步骤中为了让油酸酒精溶液更好地形成单分子油膜，可事先撒上痱子粉。（2）一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积等于分子直径与油墨面积的乘积，即V＝SD，得油酸分子直径D＝VS＝4.8×10－3×10－6×0.10%40×10－4m＝1.2×10－9m。2.2011年理综全国卷22．（6分）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。②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。③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。④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。⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：⑴上述步骤中，正确的顺序是__________。（填写步骤前面的数字）⑵将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得lcm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为_________m。（结果保留l位有效数字）答案：（1）④①②⑤③；（2）5×10－10解析：（1）依据实验顺序，首先配置混合溶液（④），然后在浅盘中放水和痱子粉（①），将一滴溶液滴入浅盘中（②），将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状（⑤），最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油墨的总面积（③），故正确的操作顺序为④①②⑤③；（2）一滴油酸酒精溶液的体积为：V＝1cm3300cm3×50＝SD，其中S＝0.13cm2，故油酸分子直径D＝VS＝1cm3300cm3×50×0.13cm2＝5×10－10m。3.2013年上海卷29．（7分）利用如图装置可测量大气压强和容器的容积。步骤如下：①将倒U形玻璃管A的一端通过橡胶软管与直玻璃管B连接，并注入适量的水，另一端插入橡皮塞，然后塞住烧瓶口，并在A上标注此时水面的位置K；再将一活塞置于10ml位置的针筒插入烧瓶，使活塞缓慢推移至0刻度位置；上下移动B，保持A中的水面位于K处，测得此时水面的高度差为17.1cm。②拔出橡皮塞，将针筒活塞置于0ml位置，使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶口；然后将活塞抽拔至10ml位置，上下移动B，使A中的水面仍位于K，测得此时玻璃管中水面的高度差为16.8cm。（玻璃管A内气体体积忽略不计，ρ＝1.0×103kg/m3，取g＝10m/s2）（1）若用V0表示烧瓶容积，p0表示大气压强，ΔV示针筒内气体的体积，Δp1、Δp2表示上述步骤①、②中烧瓶内外气体压强差大小，则步骤①、②中，气体满足的方程分别为_____________________、________________。（2）由实验数据得烧瓶容积V0=________ml，大气压强p0=________Pa。（3）（单选题）倒U形玻璃管A内气体的存在A．仅对容积的测量结果有影响B．仅对压强的测量结果有影响C．对二者的测量结果均有影响D．对二者的测量结果均无影响答案：（1）p0(V0+△V)=(p0+△p1)V0;p0V0=(p0-△p2)(V0+△V);（2）5609.58×104（3）ABAK解析：（1）对于步骤①，根据玻意耳定律可得p0(V0+△V)=(p0+△p1)V0;对于步骤②，根据玻意耳定律可得p0V0=(p0-△p2)(V0+△V)；（2）联立解得V0＝212ppp△V=56×10ml=560ml；p0＝0VV△p1=56×0.171×1.0×103×10Pa=9.58×104Pa。（3）倒U形玻璃管A内气体的存在仅对容积的测量结果有影响，选项A正确。4.2012年物理上海卷28．（6分）右图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管____________（填：“向上”或“向下”移动，直至____________；（2）（单选）实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是（）答案：（1）向下，B、C两管内水银面等高，（2）A，解析：（1）为使气体压强不变应使两侧水银面相平，由于温度升高，左侧气体体积膨胀，为使两边液面相平，需使右侧玻璃管向下移动；（2）由于左侧发生的是等压变化，即恒量tshTVTV因此Δh—Δt图象是一条过坐标原点的直线，因此A选项正确。5.2015年上海卷29．（9分）简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度。多次改变温度，重复上述操作。（A）ΔtOΔh（B）（C）（D）ΔtOΔhΔtOΔhΔtΔhOABC（1）（单选题）此温度计的特点是（A）刻度均匀，刻度值上小下大（B）刻度均匀，刻度值上大下小（C）刻度不均匀，刻度值上小下大（D）刻度不均匀，刻度值上大下小（2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有（A）液体密度（B）玻璃泡大小（C）左管内径粗细（D）右管内径粗细（3）若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，用该温度计测得的温度值________（选填“偏大”或“偏小”）。为测得准确的温度，在测量时需________。答案：（1）A（2）BC（3）偏大；调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，然后读数解析：（1）玻璃管很细，其中因液面上升而改变气体的体积可以不计，也就是说可以认为气体是一个等容变化，此时，气体的压强与热力学温度成正比，所以刻度均匀，刻度值上小下大，故选A。（2）因为这个温度计要求玻璃泡体积很大，而左玻璃管内径很细，误差才小，所以选BC。（3）因为该温度计是在标准大气压下标的刻度，所以当大气压是75cmHg时，用该温度计测得的温度值偏大。为测得准确的温度，在测量时需要调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，也就是76cmHg（相当于标准大气压），然后读数。