第一章 第二节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂课时作业word（人教版）

1．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，用“数格子”的方法是为了估算(　　) A．一滴油酸的体积 B．油膜的面积 C．一个油酸分子的体积 D．一个油酸分子的面积 解析：B　[用“数格子”的方法是为了估算一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的油膜的面积，B项正确．] 2．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，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30滴 解析：C　[在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，分子直径d＝.计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目，则S测量值偏小，分子直径测量偏大，但数据不可能大2～3个数量级，故A错误；水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开，则S测量偏小，分子直径测量偏大，但数据不可能大2～3个数量级，故B错误；将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积进行计算，则油酸的体积V测量偏大，分子直径偏大，由于油酸只占油酸酒精溶液的千分之几，数据可能大2～3个数量级，故C正确；测量每滴油酸酒精溶液的体积时，将31滴溶液错数成30滴，则每一滴油酸的体积偏大，油酸的体积V测量偏大，分子直径偏大，但数据不可能大2～3个数量级，故D错误．] 3.现在已经有能放大数亿倍的非光学显微镜(如电子显微镜、场离子显微镜等)，使得人们观察某些物质内的分子排列成为可能．如图所示是放大倍数为3×107倍的电子显微镜拍摄的二硫化铁晶体的照片．据图可以粗略地测出二硫化铁分子体积的数量级为　________　m3.(照片下方是用最小刻度为毫米的刻度尺测量的照片情况) 解析：本题考查实验应用中求分子体积的问题，解决该题的关键是读懂题意，充分利用题图中提供的信息．由题图可知，将每个二硫化铁分子看做一个立方体，四个小立方体并排边长之和为4d′＝4 cm，所以平均每个小立方体的边长d′＝1 cm.又因为题图是将实际大小放大了3×107倍拍摄的照片，所以二硫化铁分子的小立方体边长为：d＝＝ m≈3.33×10－10 m 所以测出的二硫化铁分子的体积为：V＝d3＝(3.33×10－10 m)3≈3.7×10－29 m3. 答案：10－29 4．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V.在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示)，测得油膜占有的正方形小格个数为X. (1)用以上字母表示油酸分子的大小d＝　________　. (2)从图中数得X＝　________　. 解析：(1)N滴溶液的总体积为V，一滴溶液的体积为，含有的油酸体积为，形成单分子层油膜，面积为Xa2，油膜厚度即分子直径d＝＝. (2)油膜分子所占有方格的个数，以超过半格算一格，不够半格舍去的原则，对照图示的油酸膜，共有62格． 答案：(1)　(2)62(60～65均对) 5．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，若用直径为0.5 m的浅圆盘盛水，让油酸在水面上形成单分子层薄膜，那么油酸滴的体积不能大于　________　 m3(油酸分子的直径约为d＝10－10 m，保留一位有效数字)． 解析：由于油酸膜面积最大为圆盘面积，则油酸的最大体积为V＝πR2d＝3.14×2×10－10 m3≈2×10－11 m3. 答案：2×10－11 6．用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是　__________________________　.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以　_________________________　.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是______________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 解析：用油膜法估测分子直径时，需使油酸在水面上形成单分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将油酸用酒精稀释．根据V＝Sd，要求得分子的直径d，则需要测出油膜面积，以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积．这样需要测出一滴油酸酒精溶液的体积，其方法可用累积法，即1 mL油酸酒精溶液的滴数． 答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜　把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积　单分子层油膜的面积 7．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，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爽身粉均匀地撒在水面上． ②用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定． ③将画有油膜轮廓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用注射器将事先配制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，然后将油膜的轮廓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　________　.(填写步骤前面的数字) (2)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为　________　 m．(结果保留一位有效数字) 解析：(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先配制油酸酒精溶液，再往浅盘中倒入水，并撒爽身粉，然后用注射器将配制好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定，再将玻璃板放于浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜轮廓，根据d＝计算油酸分子的直径，正确的顺序是④①②⑤③. (2)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V＝× m3≈0.67×10－10 m3，故d＝≈5×10－10 m. 答案：(1)④①②⑤③　(2)5×10－10 8．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验老师已经配置好了油酸酒精溶液，该老师向1 mL油酸中加酒精，直至总量达到a mL，将配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒． (1)用滴管向量筒内加注b滴油酸酒精溶液，读其体积为1 mL，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为　________　 mL. (2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为　________　. (3)估算油酸分子直径的表达式为d＝　________　. 解析：(1)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 V＝× mL＝ mL. (2)估算油膜面积的方法是所围成的方格中，面积超过一半的按一个算，小于一半的舍去，方格数为115，油酸薄膜面积为S′＝115 S. (3)油酸分子的直径d＝＝. 答案：(1)　(2)115S(110S～120S均正确)　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $