(配套教参)第十四章 热学-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

实验14　用油膜法估测油酸分子的大小 (见学生用书P269) 一、实验原理 二、注意事项 1．将所有的实验用具擦洗干净，吸取油酸、酒精和油酸酒精溶液的移液管要分别专用，不能混用。 2．爽身粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功。 3．油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。 4．浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出油膜的形状，画线时视线应与板面垂直。 5．要待油膜形状稳定后再画轮廓。 6．滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面1 cm之内，否则油膜难以形成。 类型一　实验原理与实验操作 例1在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。 (1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成__单层__(填“单层”或“多层”)分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为____。 (2)某同学实验中先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，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作： A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算油酸薄膜的面积 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 D．向浅盘中倒入约2 cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是__DACB__(填字母代号)。 (3)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是__AC__(多选)。 A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 C．水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理 (4)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3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，测得所形成的油膜面积是0.16 m2。由此估测出油酸分子的直径为__6×10-10__m。(结果保留一位有效数字) 【解析】 (1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为d＝。 (2)实验中先在浅盘中倒入约2 cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上；然后将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜；将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上；将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算油酸薄膜的面积。则合理的顺序是DACB。 (3)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。根据d＝可知，将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则V偏大，测得的分子直径d偏大，选项A正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则油酸的体积比实际体积小，测得的分子直径偏小，选项B错误；水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S的测量值偏小，分子直径测量值偏大，选项C正确；计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，S测量值偏大，则分子直径测量值偏小，选项D错误。 (4)一滴该油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V＝× cm3＝10-10 m3，油酸分子的直径为d＝＝ m≈6×10-10 m。 类型二　数据处理 例2　2023·嘉兴一中模拟某同学进行了“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。 (1)关于他的实验，下列操作不正确的是__BC__(多选)。 A．在浅盘里盛上水，将爽身粉(痱子粉或细石膏粉)均匀地撒在水面上 B．用注射器向水面上滴油酸酒精溶液，若希望油膜面积大些可多滴1滴油酸酒精溶液 C．在油膜面积最大时快速将油膜轮廓描绘在带格子的玻璃板上 (2)该同学在正确操作下做该实验时，每103 mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.2 mL。用注射器测得80滴这样的溶液体积为1 mL，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为1 cm。 ①1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是__2.5×10-6__mL。 ②油膜的面积是__4.0×10-3(3.9×10-3～4.1×10-3)__m2。 ③根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__6.3×10-10(6.1×10-10～6.4×10-10)__m。(结果均保留两位有效数字) 【解析】 (1)在浅盘里盛上水，将爽身粉(痱子粉或细石膏粉)均匀地撒在水面上；用注射器向小量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液，记下滴入的滴数n，算出1滴油酸酒精溶液的体积V0，实验时将1