实验：用油膜法估测油酸分子的大小 专项训练-2026届高考物理一轮复习

实验19：用油膜法估测油酸分子的大小 一、原理与操作 装置及原理 利用油酸在水面上形成一层单分子油膜来估测油酸分子的大小(油酸分子简化成球形)。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表示油酸分子的直径，则d＝ 操作要领 (1)在浅盘中盛入适量的水(约2 cm深)，静置一段时间使水处于稳定状态； (2)用注射器(或胶头滴管)取事先配好的体积浓度为k的油酸酒精溶液，逐滴滴入量筒中，记下滴入1 mL溶液的滴数N； (3)将适量爽身粉(或石膏粉)均匀地撒在水面上； (4)用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴油酸酒精溶液滴在水面上； (5)待油酸薄膜的面积稳定后，把玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油膜的形状 二、数据处理方法 1．计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积：V＝(mL)。 2．计算油膜的面积S：以边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，大于半个的算一个，不足半个的舍去。 3．计算油酸的分子直径：d＝(注意单位统一)。 三、实验误差和注意事项 误差分析 (1)纯油酸体积的计算引起误差； (2)对油膜形状画线时带来误差； (3)数格子法本身是一种估算的方法，从而会带来误差 注意事项 (1)注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内； (2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓； (3)在玻璃板上描绘轮廓时动作轻而迅速，眼睛视线要始终与玻璃板垂直； (4)本实验只要求估算油酸分子的大小，实验结果数量级符合要求即可 【例1】　(2024·福建三明一中开学考)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到500 mL； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1 mL； ③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状； ⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20 mm，数出轮廓范围内小方格的个数N。 根据以上信息，回答下列问题： (1)由图可知油膜面积为 4.6×10-2 m2；计算出油酸分子直径为 4.3×10-10 m。(结果保留两位有效数字) 解析　一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V＝× mL＝2×10-11 m3 根据大于半个方格的计为一个，小于半个方格的不计的原则，可得油膜形状占据的方格数约为N＝115格，所以油膜的面积为S＝115×202×10-6 m2＝4.6×10-2 m2 所以油酸分子的直径为d＝＝ m＝4.3×10-10 m。 (2)在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是 C 。 A．等效替代法 B．类比法 C．理想模型法 D．控制变量法 解析　实验中把分子看作小球，认为油酸分子能够一个一个紧密排列，在水面上形成单分子层油膜，是采用了理想模型法，C正确。 (3)若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于 AC 。 A．油酸未完全散开 B．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴油酸酒精溶液体积时，1 mL的油酸酒精溶液的滴数多记了10滴 解析　计算油酸分子直径的依据是d＝。油酸未完全散开，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，A正确；油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值，则一滴溶液中纯油酸计算体积偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，B错误；计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，C正确；求每滴油酸酒精溶液体积时，1 mL的油酸酒精溶液的滴数多记了10滴，则导致一滴油酸酒精溶液体积计算值偏小，则一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积计算值偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，D错误。 【例2】　(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 cadb (用符号表示)。 解析　“用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→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘，并将爽身粉均匀撒在水面上→滴一滴油酸酒精溶液，形成油膜→描绘油膜边缘，测量油膜面积并计算分子直径，则操作先后顺序应是cadb。 (2)取油酸1.0 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面到达250 mL的刻度线为止，得到油酸酒精混合溶液。用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴。取一滴混合溶液滴在浅盘内的水面上(已撒爽身粉)，数得油膜轮廓占面积为1 cm2小格子120格(不足半格舍去，多于半格算1格)。则油酸分子的直径为 3.3×10-9 m(结果保留2位有效数字)。 解析　油膜轮廓占120格，油膜面积S＝120×1×10-4 m2＝1.2×10-2 m2，一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝××10-6 m3＝4×10-11 m3，油酸分子的直径约等于油膜的厚度，故d＝＝ m≈3.3×10-9 m。 (3)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的 B 。 A．摩尔质量 B．摩尔体积 C．质量 D．体积 解析　设一个油酸分子体积为V，则V＝π()3，由NA＝可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油酸的摩尔体积，故B正确。 1．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5 cm，根据以上信息，回答下列问题： (1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 2.5×10-6 mL。 解析　一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝× mL＝2.5×10-6 mL。 (2)油膜的面积为 35 cm2。 解析　由题图可知，油膜所占坐标纸的格数约140个，油膜的面积为S＝140×0.5×0.5 cm2＝35 cm2。 (3)油酸分子的直径约为 7×10-10 m(此小题保留1位有效数字)。 解析　油酸分子的直径约为d＝≈7×10-10 m。 (4)从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是 先变大后变小 。 解析　从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，由于酒精的挥发，油膜的面积大小变化情况是先变大后变小。 (5)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是 A 。 A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些 B．乙同学在计算出注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小 C．丙同学在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些 解析　甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，由d＝可知，所测的分子直径d偏小，A正确；乙同学在计算出注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的计算，由d＝可知，所测的分子直径d偏大，B错误；丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，由d＝可知，所测的分子直径d偏大，C错误。 2．某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。 (1)该实验的科学依据是 ABD 。 A．将油膜看成单分子油膜 B．不考虑各个油酸分子间的间隙 C．考虑各个油酸分子间的间隙 D．将油酸分子看成球形 解析　将油膜看成单分子油膜，油膜是呈单分子分布的，单分子油膜的厚度等于分子的直径，A正确；不考虑各个油酸分子间的间隙，认为这些油酸分子是一个一个紧挨在一起的，分子之间没有间隙，B正确，C错误；将油酸分子看成球形，测出油酸的体积V和形成单分子油膜的面积S，单分子油膜的厚度d＝，可以认为厚度等于分子的直径，D正确。 (2)实验主要步骤如下： ①向体积V油＝6 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝104 mL； ②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝75滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 8×10-12 m3； ③先往浅盘里倒入2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤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，已知小方格的边长为L＝1 cm。 解析　②一滴油酸酒精溶液中含有油酸的 体积为V＝× mL＝8×10-6 mL＝8×10-12 m3。 (3)由图可知油膜面积为 1×10-2 m2；计算出油酸分子直径为 8×10-10 m。(以上结果均保留一位有效数字) 解析　由题图可知油膜面积为S＝1×10-2 m2，油酸分子的直径为d＝＝ m＝8×10-10 m。 (4)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL，则最终的测量结果将 偏大 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 解析　若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL，则代入计算的纯油酸的体积偏大，可知测量结果偏大。 　 1．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验，下列选项正确的是( A ) A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙 B．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格 C．测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可 D．若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小 解析　将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，所以A正确；利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有小于半格的方格，大于半格的算1格，所以B错误；测一滴油酸酒精溶液的体积时，需滴入多滴进入量筒，采用累积法测量可以减小误差，所以C错误；若油酸未完全散开，则测量的油膜面积会偏小，根据d＝知，会使测出的分子直径偏大，所以D错误。 2．(多选)(2023·浙江6月选考)以下实验中，说法正确的是( CD ) A．“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小 B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积 C．“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大 D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10 V的交流电时，副线圈输出电压不为零 解析　“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐减小，放电时电流也逐渐减小，故A错误。“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散开，形状稳定后，用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上，测出油膜面积，故B错误。“观察光敏电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；“观察金属热电阻特性”实验中，温度升高，金属热电阻阻值增大，故C正确。“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10 V的交流电时，变压器的效果减弱，副线圈磁通量还是会发生变化，副线圈输出电压不为零，故D正确。 3．如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： (1)下列有关该实验的说法正确的是 B 。 A．图中的操作步骤顺序是丙→丁→乙→甲 B．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验 C．往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓 解析　根据题意，由实验原理可知，用油膜法估测油酸分子的大小的实验步骤为丙→乙→丁→甲，故A错误；油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，避免酒精挥发，浓度发生变化，实验产生误差，故B正确；应等油酸完全散开稳定后才开始描绘油膜轮廓，故C错误。 (2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.2%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1 mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为 2.0×10-5 cm3。 解析　根据题意可知，1滴这样的溶液中的油酸体积为V＝×0.2% mL＝2.0×10-5 cm3。 (3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是 C 。 解析　最理想的情况是爽身粉很薄，容易被油酸酒精溶液冲开，形成的油膜形状近似圆形，故选C。 4．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。 (1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成 单层 (选填“单层”或“多层”)分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸的体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为 。 解析　本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸的体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为d＝。 (2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作： A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 D．向浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是 DACB (填字母代号)。 解析　实验中先在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上；然后将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜；将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上；将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积。则合理的顺序是DACB。 (3)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 AC (多选)。 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，将不完整的方格作为完整方格处理 解析　该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。根据d＝可知，将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则V偏大，测得的分子直径d偏大，选项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，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸的体积偏小，则测得的分子直径偏小，选项B错误；水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S的测量值偏小，分子直径测量值偏大，选项C正确；计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则S测量值偏大，分子直径测量值偏小，选项D错误。 5．某学习小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验中他们向1 mL纯油酸中添加酒精，配得油酸酒精溶液总体积为500 mL，接着用注射器向量筒内滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描出油膜的轮廓，如图所示。 (1)已知每一个小正方形的边长为20 mm，则该油酸薄膜的面积为 3.0×10-2 m2(结果保留2位有效数字)。 解析　由题图可读出超过半格的格数约为75小格，则油膜面积为S＝75×20×20×10-6 m2＝3.0 ×10-2 m2。 (2)油酸分子的直径是 8.3×10-10 m(结果保留2位有效数字)。 解析　1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝× mL＝2.5×10-5 mL 油酸分子的直径为d＝＝ m≈8.3×10-10 m。 (3)用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为1 mL，不小心错记录为81滴，导致最终估测出的油酸分子直径 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。 解析　用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为1 mL，不小心错记录为81滴，则所得一滴酒精油酸溶液的体积将偏小，从而使油酸的体积偏小，最终导致所测分子直径偏小。 6．(2024·北京海淀模拟)用油膜法估测油酸分子的大小，体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量的方法。 (1)甲同学配制好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之后又进行了下列操作，其中错误的一项是 A ；其余正确操作的合理顺序是 CBED 。 A．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 C．向浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S。再根据d＝估算出油酸分子的直径 E．将玻璃板盖到浅盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 解析　为了使得油膜形成单分子油膜层，实验时，需要将油酸进行稀释，不能直接将一滴纯油酸滴到水面上，A错误，符合题意。实验时，先向浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，再将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，随后将玻璃板盖到浅盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上，最后将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S，再根据d＝估算出油酸分子的直径，即正确操作的合理顺序是CBED。 (2)乙同学在做实验时，将6 mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1 mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1 cm，则油酸膜的面积约为 1.1×10-2 m2(保留2位有效数字)。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为 7.3×10-10 m(保留2位有效数字)。 解析　利用数格子的方法，油酸膜的面积约为S＝112×1×10-2×1×10-2 m2≈1.1×10-2 m2一滴这样的溶液中的纯油酸体积为V＝××10-6 m3＝8×10-12 m3 则估算出油酸分子的直径约为d＝＝ m＝7.3×10-10 m。 (3)在用油膜法估测分子大小的实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的质量为m，一滴油酸酒精溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏加德罗常数为NA。以上各量均采用国际单位制，对于油酸分子的直径和分子数量有如下判断： ①油酸分子直径d＝ ②油酸分子直径d＝ ③一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子数n＝NA ④一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子数n＝NA 以上判断正确的是 C 。 A．①和③ B．①和④ C．②和④ D．②和③ 解析　由于一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的质量为m，则该纯油酸的体积为V＝，根据d＝，解得d＝，则①错误，②正确；一滴纯油酸的物质的量为n0＝，一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子数n＝n0NA，解得n＝NA，③错误，④正确，故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验19：用油膜法估测油酸分子的大小 一、原理与操作 装置及原理 利用油酸在水面上形成一层单分子油膜来估测油酸分子的大小(油酸分子简化成球形)。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表示油酸分子的直径，则d＝ 操作要领 (1)在浅盘中盛入适量的水(约2 cm深)，静置一段时间使水处于稳定状态； (2)用注射器(或胶头滴管)取事先配好的体积浓度为k的油酸酒精溶液，逐滴滴入量筒中，记下滴入1 mL溶液的滴数N； (3)将适量爽身粉(或石膏粉)均匀地撒在水面上； (4)用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴油酸酒精溶液滴在水面上； (5)待油酸薄膜的面积稳定后，把玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油膜的形状 二、数据处理方法 1．计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积：V＝(mL)。 2．计算油膜的面积S：以边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，大于半个的算一个，不足半个的舍去。 3．计算油酸的分子直径：d＝(注意单位统一)。 三、实验误差和注意事项 误差分析 (1)纯油酸体积的计算引起误差； (2)对油膜形状画线时带来误差； (3)数格子法本身是一种估算的方法，从而会带来误差 注意事项 (1)注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内； (2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓； (3)在玻璃板上描绘轮廓时动作轻而迅速，眼睛视线要始终与玻璃板垂直； (4)本实验只要求估算油酸分子的大小，实验结果数量级符合要求即可 【例1】　(2024·福建三明一中开学考)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到500 mL； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1 mL； ③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状； ⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20 mm，数出轮廓范围内小方格的个数N。 根据以上信息，回答下列问题： (1)由图可知油膜面积为 m2；计算出油酸分子直径为 m。(结果保留两位有效数字) (2)在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是 。 A．等效替代法 B．类比法 C．理想模型法 D．控制变量法 (3)若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于 。 A．油酸未完全散开 B．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴油酸酒精溶液体积时，1 mL的油酸酒精溶液的滴数多记了10滴 【例2】　(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 (用符号表示)。 (2)取油酸1.0 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面到达250 mL的刻度线为止，得到油酸酒精混合溶液。用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴。取一滴混合溶液滴在浅盘内的水面上(已撒爽身粉)，数得油膜轮廓占面积为1 cm2小格子120格(不足半格舍去，多于半格算1格)。则油酸分子的直径为 m(结果保留2位有效数字)。 (3)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的 。 A．摩尔质量 B．摩尔体积 C．质量 D．体积 1．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5 cm，根据以上信息，回答下列问题： (1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 mL。 (2) 油膜的面积为 cm2。 (3) 油酸分子的直径约为 m(此小题保留1位有效数字)。 (4) 从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是 。 (5)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是 。 A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些 B．乙同学在计算出注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小 C．丙同学在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些 2．某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。 (1)该实验的科学依据是 。 A．将油膜看成单分子油膜 B．不考虑各个油酸分子间的间隙 C．考虑各个油酸分子间的间隙 D．将油酸分子看成球形 (2)实验主要步骤如下： ①向体积V油＝6 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝104 mL； ②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝75滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 m3； ③先往浅盘里倒入2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤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，已知小方格的边长为L＝1 cm。 (3)由图可知油膜面积为 m2；计算出油酸分子直径为 m。(以上结果均保留一位有效数字) (4)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL，则最终的测量结果将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 　 1．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验，下列选项正确的是( ) A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙 B．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格 C．测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可 D．若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小 2．(多选)(2023·浙江6月选考)以下实验中，说法正确的是( ) A．“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小 B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积 C．“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大 D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10 V的交流电时，副线圈输出电压不为零 3．如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： (1)下列有关该实验的说法正确的是 。 A．图中的操作步骤顺序是丙→丁→乙→甲 B．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验 C．往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓 (2) 若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.2%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1 mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为 cm3。 (3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是 。 4．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。 (1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成 (选填“单层”或“多层”)分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸的体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为 。 (2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作： A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 D．向浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是 (填字母代号)。 (3)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 (多选)。 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，将不完整的方格作为完整方格处理 5．某学习小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验中他们向1 mL纯油酸中添加酒精，配得油酸酒精溶液总体积为500 mL，接着用注射器向量筒内滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描出油膜的轮廓，如图所示。 (1)已知每一个小正方形的边长为20 mm，则该油酸薄膜的面积为 m2(结果保留2位有效数字)。 (2)油酸分子的直径是 m(结果保留2位有效数字)。 (3)用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为1 mL，不小心错记录为81滴，导致最终估测出的油酸分子直径 (选填“偏大”或“偏小”)。 6．(2024·北京海淀模拟)用油膜法估测油酸分子的大小，体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量的方法。 (1)甲同学配制好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之后又进行了下列操作，其中错误的一项是 ；其余正确操作的合理顺序是 。 A．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 C．向浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S。再根据d＝估算出油酸分子的直径 E．将玻璃板盖到浅盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 (2)乙同学在做实验时，将6 mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1 mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1 cm，则油酸膜的面积约为 m2(保留2位有效数字)。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为 m(保留2位有效数字)。 (3)在用油膜法估测分子大小的实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的质量为m，一滴油酸酒精溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏加德罗常数为NA。以上各量均采用国际单位制，对于油酸分子的直径和分子数量有如下判断： ①油酸分子直径d＝ ②油酸分子直径d＝ ③一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子数n＝NA ④一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子数n＝NA 以上判断正确的是 。 A．①和③ B．①和④ C．②和④ D．②和③ 学科网（北京）股份有限公司 $