第14章 实验20 用油膜法估测油酸分子的大小(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

　用油膜法估测油酸分子的大小 教材原型实验　 　实验原理与操作 1．将所有的实验用具擦洗干净，不能混用。 2．油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。 3．方盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。 [题组训练] 1. (2021·江苏省新高考适应性考试)在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5 cm，由此估算出油酸分子直径为(　　) A．7×10－8 m B．1×10－8 m C．7×10－10 m D．1×10－10 m C　[1滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V＝× cm3＝0.25×10－5 cm3，油膜的面积为S＝140×0.25 cm2＝35 cm2，油酸分子直径为d＝＝ cm≈7.1×10－10 m。] 2．(2023·江苏盐城市调研)在“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，下列做法不正确的是(　　) A．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL，则1滴溶液中含有油酸的体积小于10－2 mL B．往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上 C．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状 D．根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d＝，即油酸分子直径的大小 C　[用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL，则1滴油酸酒精溶液的体积是10－2 mL，含有油酸的体积小于10－2 mL，选项A正确；往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上，选项B正确；用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，待油酸在液面上分布均匀并稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，选项C错误；根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d＝，即油酸分子直径的大小，选项D正确。] 3．在用油膜法估测油酸分子直径的实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm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平板放在坐标纸上，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，记下量筒内每增减一定体积时的滴数，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。 (1)上述步骤中，正确的顺序是：④①________(填写步骤前面的数字)。 (2)实验中所用的油酸酒精溶液的体积百分比浓度为0.05%，每滴溶液的体积为0.02 mL，描出油酸膜边缘轮廓，油酸膜的面积约为110 cm2，由此可估算出油酸分子的直径为________ m。(结果保留两位有效数字) (3)实验中若油酸未完全散开就测油膜面积，会导致计算分子直径的结果比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。 [解析]　(1)上述步骤中，正确的顺序是：④①②⑤③。 (2)油酸分子的直径为d＝＝ m＝9.1×10－10 m (3)实验中若油酸未完全散开就测油膜面积，则S测量值偏小，则根据d＝，会导致计算分子直径的结果比真实值偏大。 [答案]　 (1)②⑤③　(2)9.1×10－10　 (3)偏大 　数据处理与误差分析 1．纯油酸体积的计算引起误差。 2．油膜形状的画线误差。 3．数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差。 [题组训练] 1．(2022·苏北七市高三三模)为了减少“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是(　　) A．将油酸酒精溶液滴在水面上时，滴管距水面距离尽可能远些 B．先在浅盘内的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上 C．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状 D．计算油膜面积时，舍去所有不满一格的方格 B　[油酸酒精溶液滴在水面上时，应使滴管竖直、靠近水面，若离水面太高，可能无法形成油膜，故A错误；在浅盘内的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上，油酸推动痱子粉扩散，可以更清楚地看出轮廓，故B正确；牙签拨弄油膜可能会形成间隙，同时会带走部分油酸，只要是单分子层油膜即可，对油膜形状没有要求，故C错误；计算时，不满半格的舍去，多于半格的算一格，故D错误。所以选B。] 2．(1)“用油膜法估测分子的大小”实验