第一部分 专题六 第3讲 光学和热学实验-【创新教程】2024高考物理总复习大二轮专题增分方案教师用书word（新教材）

第3讲　光学和热学实验 热学、光学中均有两个必考实验，在高考中时有出现，主要考查实验的基本原理及器材的使用，在复习备考中也要引起重视． 考点一　用油膜法估测油酸分子的大小 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图甲所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示分子的直径，如图乙所示，则d＝. [例1]　在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验老师已经配置好了油酸酒精溶液，该老师向1 mL油酸中加酒精，直至总量达到a mL，将配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒． (1)用滴管向量筒内加注b滴油酸酒精溶液，读其体积为1 mL，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为　　________　　 mL. (2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为　　________　　. (3)估算油酸分子直径的表达式为d＝　　________　　. [解析]　(1)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝× mL＝ mL. 22 学科网（北京）股份有限公司 (2)估算油膜面积的方法是所围成的方格中，面积超过一半的按一个算，小于一半的舍去，方格数为115，油酸薄膜面积为S′＝115S. (3)油酸分子的直径d＝＝. [答案]　(1)　(2)115S(110S～120S均正确)　(3) 1．用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是　　________________________　　.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以　　____________________________________　　.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是___________________________________________． 解析：油膜法测量分子大小需要形成单分子油膜，故需要减少油酸浓度；一滴油酸的体积非常微小不易准确测量，故使用累积法，测出N滴油酸溶液的体积V，用V与N的比值计算一滴油酸的体积；由于形成单分子油膜，油膜的厚度h可以认为是分子直径，故而还需要测量出油膜的面积S，以计算厚度． 答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜　把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积　单分子油膜的面积 2．在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中． (1)某同学操作步骤如下： ①取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并测出它的体积； 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． 上述四步操作中，不可能实现的一步是　　__________　　，可改为　　__________________　　；不完善的一步是　　________　　，应改为　　__________________________________　　. (2)本实验中，估测分子大小的方法是将每个分子视为　　________　　模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为　　________　　油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的　　________　　. (3)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为　　__________　　 m. 解析：(1)不可能实现的一步是②，应在量筒中滴入N滴溶液后测量它的体积；不完善的一步是③ 22 学科网（北京）股份有限公司 ，为能清楚地看清油膜的形状，要先在水面上撒上薄薄的一层爽身粉，再滴入一滴油酸酒精溶液． (2)这种估测方法是将每个分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子层油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径． (3)油膜面积S＝40 cm2， 每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 V＝0.10%×4.8×10－3 mL＝4.8×10－6 mL， 则油酸分子的直径 d＝＝ m＝1.2×10－9 m. 答案：(1)②　在量筒中滴入N滴溶液并测出它的体积　③　先在水面上撒上薄薄的一层爽身粉，再滴入一滴油酸酒精溶液