1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 同步练习 一、单选题 1．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配成总体积为的油酸酒精溶液，用注射器取体积为的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为。把这样的一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示。图中每个小正方形格的边长为，可估算出油酸分子的直径为（　　） A． B． C． D． 2．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，配制好适当比例的油酸酒精溶液，用注射器和量筒测得1mL含上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测出油膜的面积，便可算出油酸分子的直径。某同学计算出的油酸分子的直径结果明显偏大，可能的原因是（　　） A．油酸未完全散开 B．油酸中含有大量酒精 C．计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格 D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了几滴 3．用油膜法测定分子的大小实验中，体积为V的油滴，在水面上形成近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d，则油分子直径大小约为（　　） A． B． C． D． 4．为了减小“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列操作正确的是（　　） A．用注射器取1 mL配制好的油酸酒精溶液，共可滴N滴，则每滴中含有油酸 mL B．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些 C．先在浅盘中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上 D．实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水中，再把痱子粉撒在水面上 5．为了减小“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是（　　） A．为使油酸和酒精充分混合，配成的溶液需静置较长时间 B．将油酸酒精溶液滴在水面上时，滴管距水面距离需要近一些 C．为清晰显示油膜的边界，滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉 D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状 6．关于“油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法中正确的是（　　） A．“用油膜法测分子直径”利用了等效替代法 B．滴油酸酒精溶液时，注射器不必保持竖直，可任意方向滴溶液 C．计算每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少计了10滴，会使分子直径估测结果偏大 D．配油酸酒精溶液时，浓度过高，可能会使分子直径估测结果偏小 7．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，把1滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出如图所示的油膜形状。已知该溶液浓度为，n滴溶液的体积为V，油膜面积为S，则（　　）    A．油酸分子直径为 B．实验中，应先滴溶液后撒爽身粉 C．n滴该溶液所含纯油酸分子数为 D．计算油膜面积时，将不足一格都当作一格计入面积，将导致所测分子直径偏大 8．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某小组发现测得的分子直径数据比其他组大2-3个数量级，不可能的原因是（　　） A．计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目 B．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开 C．将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积进行计算 D．测量每滴油酸酒精溶液体积时，将31滴溶液错数成32滴 9．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量杯，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴溶液中含有纯油酸 B．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多记了几滴，分子直径的计算结果将偏大 C．选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜 D．实验时观察到油膜的面积先增大后不变 10．关于“油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　） A．“用油膜法测分子直径”运用了等效替代法 B．滴油酸酒精溶液时，注射器可从任意高度滴下溶液 C．计算每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少计了10滴，会使分子直径估测结果偏大 D．配油酸酒精溶液时，浓度过高，可能会使分子直径估测结果偏小 二、多选题 11．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某小组发现测得的分子直径数据比其他组大很多，可能的原因是（　　） A．计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目 B．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开 C．将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积进行计算 D．测量每滴油酸酒精溶液体积时，将29滴溶液错数成30滴 12．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是（　　） A．将油酸形成的膜看成单分子油膜 B．不考虑各油酸分子间的间隙 C．将油酸分子看成球形 D．油酸分子直径的数量级为10-15 m 13．关于分子，下列说法中不正确的是（　　） A．分子是球形的，就像我们平时的乒乓球有弹性，只不过分子非常非常小 B．所有分子的直径都相同 C．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致 D．测定分子大小的方法只有油膜法一种方法 E．测定分子大小的方法有多种 14．在用油膜法估测分子大小的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为，且滴溶液体积为。现取1滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为的坐标纸上，算出油膜的面积。关于本实验，下列说法正确的是（　　） A．不用痱子粉，直接将1滴溶液滴入浅水盘也可以完成实验 B．水面上形成的油酸薄膜的体积为 C．估测油酸分子的直径为 D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数以计算油膜的面积采用的是近似法 E．用配制的油酸酒精溶液的原因是因为易于形成油酸的单分子油膜 15．某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（　　） A．油酸未完全散开 B．油酸中含有大量的酒精 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数少记了10滴 三、填空题 16．测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，向0.25 mL油酸中加入酒精后得到250 mL的溶液。用滴管吸取这种溶液向小量筒中滴入，滴入50滴溶液后，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格中每个小正方形方格的大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是 cm2，由此估算出油酸分子的直径是 m（结果保留一位有效数字）。    17．在做用油膜法测分子直径的实验中，先把油酸与酒精以1∶3000的比例混合，然后取一滴混合液滴在水面上，酒精溶于水，油酸在水面上扩展，形成了面积的油膜．则由此可算出油酸分子的直径的数量级是 m．（设一滴液滴的体积为） 四、解答题 18．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，溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为。 （1）实验中为什么要让油膜尽可能散开？ （2）实验测出油酸分子的直径是多少？（结果保留两位有效数字．） （3）如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M，试写出阿伏伽德罗常量的表达式。 19．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验用的盛水浅盘长为40cm，宽为30cm。若将油酸分子所占空间视作立方体，其所占体积的边长为m，将1滴体积为0.05mL的纯油酸滴在水面上。 （1）若该滴油酸形成单分子层油膜，则面积有多大？ （2）要想这1滴油酸滴在水中时，油酸的油膜能最大限度地展开，同时油膜展开后又不会占满整个盛水浅盘，则至少要将该滴油酸稀释多少倍？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A A B B C C D C C 题号 11 12 13 14 15 答案 ABC ABC ABD BDE ACD 1．C 【详解】轮廓包围方格约为70个，故油酸薄膜的面积为 每滴溶液中含有纯油酸的体积力 油酸分子的直径为 故选C。 2．A 【详解】A．油酸未完全散开，S偏小，由 d= 可知，分子直径偏大。故A正确； B．油酸中含有大量酒精不会造成影响，因为酒精最终挥发或者溶于水，故B错误； C．计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格,S偏大，由 d= 可知，分子直径偏大。故C错误； D．求每滴体积时，1ml的溶液的滴数误多记了几滴，纯油酸的体积V将偏小，由 d= 可知，分子直径偏小，故D错误。 故选A。 3．A 【详解】单分子油膜层的面积 则油酸分子的直径 ． A．，与结论相符，选项A正确； B．，与结论不相符，选项B错误； C．，与结论不相符，选项C错误； D．，与结论不相符，选项D错误； 故选A． 【点睛】本题关键明确油膜法测定分子直径实验的实验原理，即形成单分子油膜后，直径为d=V/S. ． 4．B 【详解】A．mL是一滴油酸酒精溶液的体积，乘以其中油酸的体积浓度才是油酸的体积，A错误； B．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些，则B正确； C．多滴几滴能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C错误； D．为了使油酸分子紧密排列，实验时先将痱子粉均匀撒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，选项D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．酒精易挥发，静置较长时间油酸分子浓度会变大，为减小误差，应溶液现配现用，A错误； 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，故将油酸酒精溶液滴在水面上时，滴管距水面距离需要近一些，B正确； C．为清晰显示油膜的边界，痱子粉要在滴入油酸酒精溶液前撒上，C错误； D．牙签拨弄油膜可能会形成间隙，同时会带走部分油酸，且只要是单分子层油膜即可，对油膜形状没有要求，D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．“用油膜法测分子直径”实验中将油酸分子看作球形，且认为是单层油膜紧密排列，利用了理想模型法，故A错误； B．滴油酸酒精溶液时，注射器必须保持竖直，从而控制每次实验滴出液体的体积基本相同，故 B错误； C．计算每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少计了10滴，计算出每滴溶液的体积偏大，计算出纯油酸的体积偏大，会使分子直径估测结果偏大，故C正确； D．配油酸酒精溶液时，浓度过高，可能会使油膜不能完全散开，不能形成单层分子油膜，测量出的表面积偏小，分子直径估测结果偏大，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．一滴溶液中油酸的体积为 ① 油酸分子直径为 ② 故A错误； B．在水面上先撒上爽身粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，故B错误； C．一个油酸分子体积 ③n滴该溶液所含纯油酸分子数为 ④ 联立①②③④得 故C正确； D．计算油膜面积时，将不足一格都当作一格计入面积，将导致面积偏大，所测分子直径偏小，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】A． 计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目，导致S偏小，根据可知，测量值偏大，故A不符题意； B． 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，故B不符题意； C． 计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸，体积偏大，则d偏大，故C不符题意； D． 测量每滴油酸酒精溶液体积时，将31滴溶液错数成32滴，计算代入纯油酸体积将偏小，测量直径偏小，故D符合题意； 本题不可能的原因故选D。 9．C 【详解】A．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量杯，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴油酸酒精溶液的体积为，含纯油酸的体积小于，故A错误； B．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多记了几滴，则计算得出的一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积偏小，根据 可知油酸分子直径的计算结果将偏小，故B错误； C．选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜，故C正确； D．实验时观察到油膜的面积先扩张后收缩，原因是油酸酒精溶液中的酒精溶于水中，故D错误。 故选C。 10．C 【详解】A．“用油膜法测分子直径”将油酸分子视为单层紧密排列的球形，运用了理想模型法，而非等效替代法，故A错误； B．滴油酸酒精溶液时，注射器需保持竖直并控制滴液高度，以确保每滴溶液体积相同。若任意高度滴液，会导致液滴体积不一致，故B错误； C．计算每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少计了10滴，计算出每滴溶液的体积偏大，那么计算出纯油酸的体积V也偏大，根据 可知会使分子直径估测结果偏大，故C正确； D．浓度过高时，油酸可能无法形成单分子层，导致油膜面积S的测量值偏小，则分子直径的估测结果会偏大，故D错误。 故选C。 11．ABC 【详解】A．计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目，导致S偏小，根据 可知，测量值偏大， A正确； B．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，导致计算结果偏大，故B正确； C．时把油酸酒精溶液当成了纯油酸，体积偏大，则d偏大，故C正确； D．每滴油酸酒精溶液体积时，将29滴溶液错数成30滴，计算代入纯油酸体积将偏小，测量直径偏小，故D错误。 故选ABC。 12．ABC 【详解】实验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算，所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜，不考虑油酸分子间的间隙，并把油酸分子看成球形，油酸分子直径的数量级为10-10 m，所以ABC正确，D错误。 故选ABC。 13．ABD 【详解】A．分子的形状非常复杂，为了研究和学习方便，把分子简化为球形，实际上不是真正的球形，故A错误； BC．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致，为，故B错误，C正确； DE．油膜法只是测定分子大小的一种方法，还有其他方法，如扫描隧道显微镜观察法等，故D错误，E正确。 故选ABD。 14．BDE 【详解】A．由于油酸薄膜在水面上不易观察，撒痱子粉是为了便于确定油酸薄膜的轮廓，A错误； B．1滴溶液中油酸酒精溶液的体积为，1滴溶液中油酸的体积为，即水面上形成的油酸薄膜的体积为，B正确； C．将油酸分子看作球体且一个一个的单层排列，忽略空隙，估测油酸分子的直径为 C错误； D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以作为油膜的面积，采用的是近似法，D正确； E．因为纯油酸粘滞力较大，很难形成单分子油膜，油酸酒精溶液滴在水面上，酒精易挥发，易形成油酸的单分子油膜，E正确。 故选BDE。 15．ACD 【详解】计算油酸分子直径的公式为 是纯油酸的体积，是油膜的面积。 A．油酸未完全散开，偏小，故得到的分子直径将偏大，故A正确； B．计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，将偏小，故得到的分子直径将偏大，故C正确； D．求每滴体积时，的溶液的滴数少记了10滴,由 可知，纯油酸的体积偏大，则计算得到的分子直径将偏大，故D正确。 故选ACD。 16． 【详解】[1]由图可知，大约总共有65个格，因此油膜的面积 [2]油膜分子的体积为 可得油膜分子的直径为 17． 【详解】[1]一滴混合液的纯油酸体积为： 则油酸的直径d为： 所以油酸分子直径的数量级是。 18．（1）当油酸溶液滴在水面后，尽可能散开，形成单分子膜，这样才能用油酸的体积除以油膜的面积得出油酸分子直径；（2）6.3×10-10m；（3） 【详解】（1）当油酸溶液滴在水面后，尽可能散开，形成单分子膜，这样才能用油酸的体积除以油膜的面积得出油酸分子直径； （2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 油膜的面积 S=120×1 cm2=120 cm2 油酸分子的直径 （3）油酸分子的直径为 体积 解得 19．（1）；（2）372 【详解】（1）滴油酸形成单分子层油膜，油膜的厚度为分子的边长，则其面积为 （2）在浅水盘的面积为 油膜展开占满整个盛水浅盘时油酸的体积为 稀释的倍数为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $