课时梯级训练(2) 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（教科版2019）

课时梯级训练(2)　实验：用油膜法估测油酸分子的大小 1．(2023·江苏徐州高二统考期中)用油膜法估测油酸分子大小时，下列操作会导致测量值偏小的是(　　) A．撒痱子粉时，痱子粉在水面上铺的太厚 B．配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了 C．计算油膜面积时，把不到半格的油膜也记为一格 D．测量1 mL溶液总滴数时，误将61滴溶液记为60滴 C　解析：根据公式D＝进行分析，撒痱子粉时，痱子粉在水面上铺的太厚，导致油酸未能充分展开，造成面积偏小，所以直径测量值偏大，A错误；在配置油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算小一些，则体积测量值偏大，直径测量值偏大，B错误；计算油膜面积时，把不到半格的油膜也记为一格，造成面积偏大，所以直径测量值偏小，C正确；测量1 mL溶液总滴数时，误将61滴溶液记为60滴，导致计算1滴纯油酸体积偏大，所以直径测量值偏大，D错误。 2．(2023·江苏盐城高二统考期末)甲、乙两位同学在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验操作中，都发生了操作错误。甲：在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点。乙：在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些。上述操作导致分子直径大小的测量值与真实值相比(　　) A.甲、乙都偏大 B．甲、乙都偏小 C．甲偏大、乙偏小 D．甲偏小、乙偏大 C　解析：甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些，这样导致算出的油酸体积V比实际偏大，根据D＝可知，油酸的分子直径大小的测量值与真实值相比偏大；计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致油膜的面积偏大，根据D＝可知，油酸的分子直径大小的测量值与真实值相比偏小，即甲偏大、乙偏小，C正确。 3．(2023·北京西城高二北京四中校考期末)某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 (1)有下列实验步骤： A．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。 B．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。 C．往浅盘里倒入约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。 D．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。 在上述步骤中，正确的操作顺序是________(填写步骤前面的字母)。 (2)每滴油酸酒精溶液的体积为V0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。已知500 mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1 mL，则油酸分子直径大小的表达式为d＝________。 (3)(多选)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________。 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．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．计算油膜面积时，将不满半格的方格作为完整方格处理 答案：(1)CADB　(2)　(3)AC 解析：(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液(教师完成，记下配制比例)→测定一滴油酸酒精溶液的体积：V0＝→准备浅水盘(C)→形成油膜(A)→描绘油膜边缘(D)→测量油膜面积、计算分子直径(B)，即正确的顺序是：CADB。 (2)纯油酸的体积V等于油酸酒精溶液的体积乘以浓度，即 V＝， 油膜的面积为S，则分子直径大小的公式为 D＝。 (3)根据D＝，错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，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，使得油膜面积偏大，则会导致计算结果偏小，B错误；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，C正确；计算油膜面积时，将不满半格的方格作为完整方格处理，则计算所用的面积S偏大，会导致计算结果偏小，D错误。 4．(2023·黑龙江哈尔滨高二哈九中校考阶段练习)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每2000 mL溶液中有纯油酸1.0 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状如图所示，图中正方形格的边长为1 cm。 (1)本实验体现的物理思想方法为__________。 A．理想化模型 B．控制变量法 C．极限思想法 D．整体法与隔离法 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下： A．将油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 B．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，用公式D＝求出薄膜的厚度，即油酸分子的大小 C．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半格的舍去，多于半格的算一格)，再根据方格的边长求出油膜的面积S D．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数 E．在浅盘中装入约2 cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 上述实验步骤的合理顺序是__________。 (3)油酸分子的直径是__________ m(结果保留两位有效数字)。 (4)某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏小，可能的原因是__________。 A．计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格 B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大 C．水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开 D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL溶液的滴数少记了10滴 (5)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏伽德罗常量。如果已知体积为V的纯油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，油膜的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏伽德罗常量的表达式为NA＝__________。 答案：　(1)A　(2)DEACB　(3)8.7×10－10　(4)B　(5) 解析：(1)本实验中将分子看作球体且油膜分子按单层紧密排列体现的物理思想方法为理想化模型，A正确。 (2)油膜法估测分子的大小的步骤为：准备浅盘，测一滴溶液体积，描绘油膜形状，测油膜面积，计算一滴溶液中纯油酸的体积，算出薄膜厚度，则上述实验步骤的合理顺序是DEACB。 (3)根据图中信息，不足一半的方格舍去，超过一半的当作整体，则小方格的总数为72个，则油膜的面积为 S＝72×1 cm2＝72 cm2 一滴溶液中纯油酸的体积为 V＝× mL＝6.25×10－6 mL 油酸分子的直径为 D＝＝ cm≈8.7×10－8 cm＝8.7×10－10 m。 (4)计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格，则S偏小，根据D＝可知，分子直径测量值偏大，A错误；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大，则油膜的面积S偏大，根据D＝可知，分子直径测量值偏小，B正确；水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开，则S偏小，根据D＝可知，分子直径测量值偏大，C错误；求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL溶液的滴数少记了10滴，则V偏大，根据D＝可知，分子直径测量值偏大，D错误。 (5)油酸分子直径为D＝ 则M＝NAρ(πd3) 解得NA＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$