1.2 实验用油膜法估测油酸分子的大小-新教材高中物理选择性必修第三册【新课程同步训练】学习手册（人教版）

第一章 分子动理论 学 2. 实验： 用油膜法估测油酸分子的大小 知 识 梳 理 1. 实验目的 用油膜法估测油酸分子的大小。 2. 实验原理 把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形 成单分子油膜， 如图所示。 不考虑分子间的间隙， 把油酸分子看成球形模型， 计算出 1 滴油酸酒精溶 液中含有纯油酸的体积 V 并测出油膜面积 S ， 求出 油膜的厚度 d ， 则 d= V S 就是油酸分子的直径。 运动， B 正确； 浮在空气中的微尘不停地运动是微尘 周围的气体对流的结果， 不是布朗运动， C 错误； 热 运动是大量分子的无规则运动， 布朗运动不是热运 动， D 错误。 故选 ACD 。 答案： ACD 题型 3 对分子力、 分子动理论的理解 例 3 如图所示， 纵坐标表 示两个分子间引力 、 斥力的大小， 横坐标 表示两个分子的距离， 图中两条曲线分别表 示两分子间引力、 斥 力的大小随分子间距离的变化关系， e 为两 曲线的交点， 则下列说法正确的是 （ ） A. ab 为斥力曲线， cd 为引力曲线， e 点横坐标的 数量级为 10 -10 m B. ab 为引力曲线， cd 为斥力曲线， e 点横坐标的 数量级为 10 -10 m C. 若两个分子间距离大于 e 点的横坐标， 则分子 间作用力表现为斥力 D. 若两个分子间距离大于 e 点的横坐标， 则间距 增大时， 分子力的合力增大 解析： 在 F-r 图像中， 随着距 离的增大斥力比引力变化得 快， 所以 ab 为引力曲线， cd 为斥力曲线， 两曲线交点的横 坐标为 r 0 ， 当分子间的距离等 于 r 0 时， 引力等于斥力， r 0 的数量级为 10 -10 m ， A 错误， B 正确。 若两个分子间距离大于 e 点的横坐 标， 则分子间作用力表现为引力， 且合力先增大再 减小， 如图所示， CD 均错误。 答案： B （ 1 ） 注意区别扩散现象和布朗运动。 扩散现象 直接证实了分子的永不停息的无规则热运 动； 布朗运动是悬浮于液体或气体中的微 粒的运动， 是液体或气体分子无规则运动 的反映。 （ 2 ） 理解热运动， 物体内大量分子的永不停息 的无规则运动叫作热运动。 分子热运动是 大量分子与温度有关的宏观表现。 a b c d e r O F 例 3 题图 r r 0 F O 例 3 题答图 水面上单分子油膜的示意图水面上形成一块油膜 分子力比较复杂， 要抓住两个关键点： （ 1 ） 分子力是引力和斥力的合力， r<r 0 或 r>r 0 时， 并不是引力或斥力消失了。 （ 2 ） r=r 0 时， 分子力为 0 ， 但引力和斥力大小 相等， 均不为 0 ； r≥10r 0 时 ， 分子力很 小， 引力、 斥力均可以看作为 0 。 方法总结 方法总结 分子间引力和斥力同时存在， 分子间的引 力和斥力都随分子间的距离 r 的增大而减小， 但斥力减小得更快， 分子力是分子引力和斥力 的合力。 注意图中 e 点为两个图线的交点。 思路点拨 油酸分子 5 学 第三册 （人教版）高中物理选择性必修 3. 实验器材 清水、 油酸、 酒精、 浅盘、 注射器 （或胶头滴 管）、 试剂瓶、 坐标纸、 玻璃板、 痱子粉或细石膏 粉、 量筒、 彩笔。 4. 实验步骤 （ 1 ） 取 1 mL 的油酸溶于酒精中， 制成 200 mL 的 油酸酒精溶液。 （ 2 ） 用注射器往量筒中滴入 1 mL 配制好的油酸酒 精溶液 （浓度已知）， 记下滴入的滴数 n ， 算 出 1 滴油酸酒精溶液的体积 V′ 。 （ 3 ） 在浅盘中倒入约 2 cm 深的水， 将痱子粉或细 石膏粉均匀地撒在水面上。 （ 4 ） 将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。 （ 5 ） 待油酸薄膜形状稳定后， 将玻璃板放在浅盘上， 用 彩笔画出油酸薄膜的形 状， 如图。 （ 6 ） 将玻璃板放在坐标纸上， 算出油酸薄膜的面积 S ： 坐标纸上有边长为 1 cm 的方格， 通过数 玻璃板上薄膜包围的方格个数， 算出油酸薄 膜的面积 S 。 计算方格数时， 不足半个的舍 去， 多于半个的算一个。 （ 7 ） 根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度， 算出 1 滴溶液中纯油酸的体积 V 。 （ 8 ） 计算油酸薄膜的厚度 d= V S ， 即为油酸分子直 径的大小。 5. 误差分析 （ 1 ） 油酸酒精溶液配制后长时间放置， 由于酒精的 挥发会导致溶液的浓度改变， 从而给实验带 来较大的误差。 （ 2 ） 利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时， 没有使 用正确的观察方法， 与油酸实际体积产生误差。 （ 3 ） 采用 “填补法 （即不足半格舍去， 多于半格的 算一格）” 计算获得的油膜的面积和实际油膜 面积产生误差。 （ 4