课时作业2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（Word练习）-【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）

课时作业(二)　实验：用油膜法估测油酸分子的大小 [基础达标练] 1．某同学在做油膜法估测分子直径的实验，滴下油酸酒精溶液后，发现痱子粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，可能是由于(　　) A.盆中水太多 B.痱子粉撒得太多，且厚度不均匀 C.盆太小，导致油酸无法形成单分子层 D.油酸酒精溶液浓度过大 解析：选B　由图中情况可知，油酸并没有充分地推开痱子粉，故原因是痱子粉撒得太多，且厚度不均匀，因此选B。 2．关于油膜面积的测量方法，下列做法正确的是(　　 ) A.油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积 B.油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量没有油膜的面积 C.油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画在玻璃纸上，再利用坐标纸去计算油膜的面积 D.油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再把油膜的轮廓画在玻璃纸上，然后用坐标纸去计算油膜的面积 解析：选D　油酸酒精溶液滴在水面上，油膜会散开，待稳定后，再在玻璃纸上画下油膜的轮廓，用坐标纸计算油膜面积，D正确。 故选D。 3．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，用到一些巧妙的处理方法，以下实验中用到相似的处理方法的是(　　) A.探究两个互成角度的力的合成规律 B.探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C.测量一烧杯中饱满油菜籽颗粒的直径 D.测量电源的电动势和内阻 解析：选C　“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，1滴油酸酒精溶液体积的测量，属于累积放大法。探究两个互成角度的力的合成规律，用的是等效替代法；探究加速度与物体受力、物体质量的关系，用的是控制变量法；测量电源的电动势和内阻实验方法是间接测量法；测量一烧杯中饱满油菜籽颗粒的直径，也是用累积放大法，故C正确，ABD错误。 故选C。 4．为了减少“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是(　　) A.将油酸酒精溶液滴在水面上时，滴管距水面距离尽可能远些 B.先在浅盘内的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上 C.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状 D.计算油膜面积时，舍去所有不满一格的方格 解析：选B　A．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A错误； B.在浅盘内的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上，油酸推动痱子粉扩散，可以更清楚地看出轮廓，故B正确； C.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，故C错误； D.计算时，不满半格的舍去，多于半格的算一格，故D错误。 故选B。 5．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将6 mL的油酸溶于酒精，制成10 L的油酸酒精溶液，测得1 L的油酸酒精溶液有75滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将带有网格线的透明塑料盖板放在浅盘上，用彩笔在塑料盖板上描出油膜的轮廓，其形状和尺寸如图所示，塑料盖板上的小方格边长为1 cm。则： (1)油酸膜的面积是__________cm2； (2)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL；(结果保留一位有效数字) (3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为______m；(结果保留一位有效数字) (4)某同学在实验中最终得到的计算结果比大部分同学的结果偏大，对出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是___________。(填字母) A．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 B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数 D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 解析：(1)大于半格的算作一格，小于半格的舍去，根据油酸膜形状得知，油酸膜的面积为115×1 cm2＝1.15×102 cm2 (2)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是V＝× mL＝8×10-6 mL (3)油酸分子的直径约为d＝＝≈7×10-8cm＝7×10-10 m (4)A.将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积，导致油酸体积V偏大，根据d＝可知，会导致计算的油酸分子直径偏大，故A正确； B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，会导致油酸膜面积S偏大，根据d＝可知，会导致计算的油酸分子直径偏小，故B错误； C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数，会导致油酸膜面积S偏小，根据d＝可知，会导致计算的油酸分子直径偏大，故C正确； D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，会导致油酸膜面积S偏小，根据d＝可知，会导致计算的油酸分子直径偏大，故D正确。 故选ACD。 答案： (1)1.15×102　(2)8×10-6 (3)7×10-10　(4)ACD [能力提升练] 6．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中： (1)与“将油酸分子看成球形”采用的方法相同的是______。 A.引入质点的概念 B.平均速度的定义 C.引入重心的概念 D.研究加速度与力或质量关系的实验 (2)有下列实验步骤： 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痱子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，根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计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。 上述步骤中，正确的顺序是______。(填写步骤前面的数字) (3)将1 cm3 的油酸溶于酒精，制成300 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，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径约为________m。(结果保留一位有效数字) 解析：(1)将油酸分子看成球形，属于理想化模型，而引入质点的概念采用的方法也是理想化模型，平均速度是采用比值定义法，重心是采用等效法，研究加速度与力或质量关系的实验采用的是控制变量法； (2)本实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积(④)→准备浅水盆(①)→形成油膜(②)→描绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积，计算分子直径(③)。故实验步骤为④①②⑤③； (3)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V＝××10-6m3＝×10-9m3 油酸分子直径为d＝＝m≈5×10-10m 答案：(1)A　(2)④①②⑤③　(3)5×10-10 7．(1)在做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板(不带坐标方格)、爽身粉、彩笔，要完成本实验，还缺少的器材有___________。 (2)在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，在哪些方面做了理想化的假设______； 在将油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些爽身粉，这样做是为了_______。 (3)下面4个图反映“用油膜法估测油酸分子大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是______________(用字母表示)。 (4)在做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为c，又用滴管测得每N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V0，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如图所示)，测得油膜占有的小正方形个数为X。 ①每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积的表达式V＝___________。 ②油膜的面积表达式S＝_______，从图中可数出小正方形的有效个数X＝________。 ③用以上字母表示油酸分子的直径d＝___________。 解析：(1)在本实验中，要用量筒和滴管测量一滴油酸酒精溶液的体积；用数格子的方法得出油膜面积，故需要坐标纸； (2)在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，一般将油膜看成单分子膜，将油酸分子看成球形，将油酸分子看成是紧挨在一起的；在滴入溶液之前，要先在水面上均匀地撒上爽身粉，这样做的目的是使油膜边界清晰，便于描绘油膜形状； (3)用“油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是dacb。 (4)①由题意可知，一滴油酸酒精溶液的体积＝ 其中纯油酸的体积V＝ ②所形成油膜的面积为S＝Xa2 超过半格的算一个，不足半格的舍去，从图中可数出小正方形的有效个数X＝55 ③纯油酸的体积V＝dS则有d＝＝ 答案：(1)量筒、坐标纸　(2)将油膜看成单分子膜，将油酸分子看成球形，将油酸分子看成是紧挨在一起的　使油膜边界清晰，便于描绘油膜形状　(3)dacb　(4)① ②Xa2　55　③ 8．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下： A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓中的方格数(正方形小方格的边长为2 cm)，求油膜面积S(如图所示) B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上 C.向浅盘中装入约2 cm深的水，并撒上痱子粉或细石膏粉 D.用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径 E.在1 mL纯油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为1 000 mL， F.用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得60滴溶液体积为1 mL。 (1)上述实验步骤的合理顺序是：E______ (2)根据上述数据，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL；(保留2位有效数字) (3)根据上述数据及图中的面积，估测出油酸分子的直径是________m；(保留2位有效数字) (4)在浅盘中的水面上撒上痱子粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中后，下列现象或判断正确的是(　　 ) A.油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些 B.油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定 (5)关于本实验下列说法正确的有(　　 ) A.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 B.若油酸没有充分散开，油酸分子直径的计算结果将偏小 C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大 D.在向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小 E.结束实验时，需要将水从浅盘的一角倒出，在这个角的边缘会遗留少许油酸。为了保持浅盘的清洁，不影响下次使用，可以用适量清水清洗，并用脱脂棉擦去。 (6)该实验体体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有______。 A.把油酸分子视为球形 B.油酸在水面上充分散开形成单分子油膜 C.油酸分子是紧挨着的没有空隙 D.油酸不溶于水 解析：(1)上述实验步骤的合理顺序是：EFCBAD。 (2)1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积 V＝× mL＝1.7×10-5 mL (3)由于每格边长为2 cm，则每一格就是4 cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出60格，则油酸薄膜面积为 S＝60×4 cm2＝2.4×10-2m2 由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为d＝＝ m＝7.1×10-10 m (4)油酸酒精溶液没有完全展开前，油酸分子间所夹的酒精分子，即没与水接触，也没与空气接触，但是却增大了油酸的体积。使得展开后的面积较大，而一旦展开后，酒精分子溶于水或挥发，则油酸分子要填补原来酒精分子留下的空隙，所以油酸形成的油膜的面积又会略有收缩，A正确，B错误。 故选A。 (5)A.计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，所以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A正确； B.计算油酸分子直径的公式是d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分散开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故B错误； C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，选项C正确； D.计算时把向量筒中滴入1 mL油脂酒精溶液时，滴数少数了几滴，浓度升高，则d偏大，选项D错误。 E.油酸不溶于水，应用酒精清洗，E错误。 故选AC。 (6)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验中理想假设有：①让油膜尽可能散开，形成单分子层；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间空隙；油酸本身不溶于水，不是理想假设。故ABC正确，D错误。 故选ABC。 答案：(1)FCBAD　(2)1.7×10-5 (3)7.1×10-10　(4)A　(5)AC　(6)ABC 学科网（北京）股份有限公司 $