1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（课件PPT）-【金榜题名】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册同步学案（人教版）

该高中物理课件聚焦选择性必修3第一章“分子动理论”，核心围绕“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，通过课前预习梳理教材，结合油酸、酒精、坐标纸等实验材料及体积V、面积S、厚度d等相关物理量，搭建从理论概念到实验操作的学习支架，帮助学生衔接分子动理论的前后知识脉络。 其亮点在于以科学探究为主线，通过油膜分子示意图构建分子模型（科学思维），结合精析典题与课堂达标模块强化物理观念。例如利用油膜厚度d与体积V、面积S的关系推导分子大小，培养学生模型建构与科学推理能力。学生能提升实验操作与问题解决能力，教师可借助结构化资源高效开展教学。

第一章　分子动理论 1．2　实验：用油膜法估测油酸分子的大小 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 目录 contents Part 01 课前预习 梳理教材 精析典题 能力提升 Part 02 课堂达标 素养提升 Part 03 课时作业（一） Part 04 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 课前预习 梳理教材 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 单 球 厚度d 体积V 面积S 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 油酸 坐标纸 酒精 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 精析典题 能力提升 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 课堂达标 素养提升 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 谢谢观看 物理 选择性必修3 第一章　分子动理论 返回导航 返回导航 返回导航 学习目标 1.知道用分子的球形建立水面上油酸的单分子油膜的模型，并理解用单分子油膜测量油酸分子直径的公式d＝V/S。 2．能操作并测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和在水面上形成的油膜的面积。 3．能对测量的数据进行综合分析和计算，得到油酸分子直径的数量级。 4．通过油膜法测量分子直径的实验过程，体会用宏观量测量微观量的模型计算方法。 一、实验思路 　把1滴油酸酒精溶液滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由 层油酸分子中的烃基C17H33­组成。 把分子简化为 形处理，并认为它们紧密排 布，测出油膜的 ，它就相当于分子的直径， 即油酸分子的直径等于1滴油酸酒精溶液中纯油 酸的 与它在水面上摊开的 之比，如 图所示。 二、实验器材 　 、 、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、 、彩笔、痱子粉或细石膏粉。 三、实验步骤 1．在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上。 2．取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液。 3．用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的滴数N，算出一滴油酸酒精溶液的体积V′。 4．将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。 5．待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状。 6．将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S或者玻璃板上有边长为1 cm的方格的个数，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积S。计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个。 四、数据分析 　根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸的体积V 和油酸薄膜的面积S，求出油膜的厚度d，则d可看作油酸分子的直径，即d＝ eq \f(V,S)。 五、注意事项 1．油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差。 2．实验前应注意，浅盘是否干净，否则难以形成油膜。 3．浅盘中的水应保持平衡，痱子粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上。 4．向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。 5．待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。 　 　“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下： A.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(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S。 B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，立即将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油膜的形状描画在玻璃板上。 C.用浅盘装入约2 cm深的水。 D.用公式d＝ eq \f(V,S)，求出油膜厚度，即油酸分子直径的大小。 E.用注射器将事先配置好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下一定体积的总液滴。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。 (1)上述步骤中有哪两个步骤有遗漏或不完整的，请指出并改正： a.________________________________________________________________________ b.________________________________________________________________________ (2)上述实验步骤的合理顺序是________________________________。 (3)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，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溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2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。坐标格的正方形大小为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(保留1位有效数字)。 解析： 　(1)B步骤中，立即改成待油酸薄膜稳定后。C步骤中，要在水面上均匀撒上痱子粉或细石膏粉。 (2)实验时先配制油酸酒精溶液，得到一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积，然后在浅盘中放入水，水面上撒上痱子粉，将一滴油酸酒精溶液滴入，测量油酸在水面上散开的面积，最后进行计算，则上述实验步骤的合理顺序是ECBAD。 (3)由图可以估算出油膜的面积是 S＝63×2 cm×2 cm＝252 cm2 2滴油酸酒精溶液中含油酸的体积 V＝2× eq \f(0.25,250×100)mL＝ eq \f(1,50 000) mL＝2×10-11 m3 由此估算出油酸分子的直径是 d＝ eq \f(V,S)＝ eq \f(2×10-11,252×10-4)m＝8×10-10 m。 答案：(1)a.B步骤中，立即改成待油酸薄膜稳定后 b.C步骤中，要在水面上均匀撒上痱子粉或细石膏粉 (2)ECBAD　(3)252　8×10-10 　在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入撒有痱子粉的盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为2 cm。 (1)下列有关该实验的说法正确的是(　　) A.本实验也可直接将纯油酸滴在水面上测量 B.本实验将油膜看成单分子油膜 C.本实验忽略了分子的间隙 D.测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，全部舍去 (2)该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________m3，油酸膜的面积为________m2；按以上实验数据估测出油酸分子的直径为________m(保留一位有效数字)。 (3)油酸酒精溶液滴入浅盘的水中后，迅速用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后根据测量的数据算出分子直径，结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 解析：(1)因为一滴纯油酸所含分子量太大，所以无法形成单分子层油膜，故A错误；测算分子的直径时，假设的前提必须是将油酸分子看成球形分子，忽略分子的间隙，并且把油膜看成单分子油膜，故B、C正确；测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，超过半格的算一格，不够半格的舍去，故D错误。 (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝1× eq \f(6,104)× eq \f(1,75) mL＝8×10-6 mL＝8×10-12 m3，油膜形状占据方格数大约为72个，则油酸膜的面积约为S＝72×2×2 cm2＝2.88×10-2 m2，把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径d＝ eq \f(V,S)＝ eq \f(8×10-12,2.88×10-2) m≈3×10-10 m。 (3)油酸酒精溶液滴入浅盘的水中后，迅速用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，此时油酸分子未完全散开，导致测量的面积偏小，直径偏大。 答案：(1)BC　(2)8×10-12　2.88×10-2　3×10-10　(3)偏大 1．利用油膜法估测油酸分子的直径，实验器材有：浓度为0.0 5%(体积分数)的油酸酒精溶液、分度值为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×40 cm2的浅盘、爽身粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。 (1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C。 A.用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N； B.将爽身粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n； C.________________________________________________________________________； D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，数得轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S。 (2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径为________(单位：cm)。 【解析】(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。 (2)每滴油酸酒精溶液的体积为 eq \f(1,N) cm3，n滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V＝ eq \f(n,N)×0.05%，所以单个油酸分子的直径为d＝ eq \f(V,S)＝ eq \f(n×0.05%,NS)＝ eq \f(0.05%n,NS)。 答案：(1)见解析 (2) eq \f(0.05%n,NS) 2．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： 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爽身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。 ④用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上刻度读取总体积，再把它一滴一滴地滴入烧杯，记下总滴数，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。 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是__________________。 (2)向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL；用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液1 mL，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，恰好结束；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20 mm。1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________ mL；油酸分子直径是________m。 【解析】　(1)实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积，所以步骤④放在首位。实验操作时要在浅盘中放水、爽身粉，为油膜形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜面积、计算油膜厚度(即油酸分子直径)，所以接下来的步骤是①②⑤③。 (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′＝ eq \f(1,100)× eq \f(1,500) mL＝2×10-5 mL；根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去可得，油膜形状占据的方格数大约为113个，故面积S＝113×20×20 mm2＝4.52×104 mm2，油酸分子直径d＝ eq \f(V′,S)＝ eq \f(2×10-5×103,4.52×104) mm≈4.4×10-7 mm＝4.4×10-10 m。 答案：(1)④①②⑤③　(2)2×10-5 4．4×10-10 3．油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.5 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL。若把一滴这样的溶液滴入盛有水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面散开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(以下计算结果均保留2位有效数字) (1)若每一小方格的边长为10 mm，则油酸薄膜的面积约为________m2。 (2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________m3。 (3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径约为________m。 (4)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列措施可行的是________。 A.油酸浓度适当大一些 B.油酸浓度适当小一些 C.油酸扩散后立即绘出轮廓图 D.油酸扩散并待其形状稳定后再绘出轮廓图 　解析：(1)每个小方格的面积为S1＝1×10-4 m2，超过半格的按一格计算，小于半格的舍去，由题图可估算油酸薄膜的面积约为S＝80S1＝80×10-4m2＝8.0×10-3m2。 (2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 V＝ eq \f(0.5,1 000)× eq \f(1,50)×10-6m3＝1.0×10-11 m3。 (3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子的直径约为d＝ eq \f(V,S)＝ eq \f(1.0×10-11,8.0×10-3) m≈1.3×10-9 m。 (4)为能形成单分子油膜，油酸浓度应适当小一些；绘制轮廓图应在油酸扩散并待其形状稳定后进行，B、D正确，A、C错误。 答案：(1)8.0×10-3(7.7×10-3～8.3×10-3均正确) (2)1.0×10-11　(3)1.3×10-9　(4)BD $