课时测评2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

课时测评2　实验：用油膜法估测油酸分子的大小 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1.(6分)(2025·山东威海高二期末)用油膜法估测油酸分子直径的大小是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，请回答下列问题： (1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，油膜面积为S，则油酸分子的直径d＝　　　　。 (2)将油酸在酒精中稀释的目的是　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)　(2)便于形成单分子油膜 解析：(1)将油膜看成单分子油膜，则油酸分子的直径d＝。 (2)将油酸在酒精中稀释的目的是减小油酸的浓度，便于形成单分子油膜。 2.(6分)(2025·内蒙古鄂尔多斯高二联考)某小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将0.6 mL的纯油酸溶于酒精，制成103 mL的油酸酒精溶液，测得1 mL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，待油膜稳定后，描绘出所形成的油膜的形状如图所示。其中正方形小方格的边长为20 mm。 (1)油膜的面积是　　　　m2。 (2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　mL。 (3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是　　　　　　m。(结果保留1位有效数字) 答案： (1)2.32×10－2　(2)1.2×10－5 (3)5×10－10 解析：(1)油膜轮廓中面积超过一半的小正方形的个数为58个，则油酸膜的面积为 S＝58×20×20 mm2＝2.32×10－2 m2。 (2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 V＝× mL＝1.2×10－5 mL。 (3)把油膜看成单分子油膜，油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为 d＝＝ m≈5×10－10 m。 3.(8分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，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水、撒好爽身粉的浅盘、一支滴管、一个量筒。 (1)用滴管向量筒内滴入b滴油酸酒精溶液，读得体积为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＝　　　　。 答案：(1)　(2)110S　(3) 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110，则油膜面积为S'＝110S。 (3)油酸分子的直径d＝＝。 4.(10分)(1)如图甲所示的四个图反映“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　　　　。 (2)在该实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有1 mL纯油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有100滴，把2滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图乙所示，坐标格的正方形大小为20 mm×20 mm。可以估算出油膜的面积为　　　　 m2，2滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为　　　　 m3，由此估算出油酸分子的直径为　　　　m。(结果均保留2位有效数字) (3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于　　　　。 A.油酸未完全散开 B.油酸酒精溶液浓度低于实际值 C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格记为一格 D.求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴 答案：(1)dacb　(2)3.0×10－2　2.0×10－11 6.7×10－10　(3)A 解析：(1)“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(记下配制比例)→测定1滴油酸酒精溶液的体积(d)→准备浅水盘→形成油膜(a)→描绘油膜边缘(c)→测量油膜面积(b)→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是dacb。 (2)由题图乙可知，油膜的面积S＝75×20×20 mm2＝3.0×10－2 m2 2滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V＝2×× mL＝2.0×10－5 mL＝2.0×10－11 m3 则油酸分子的直径为d＝＝ m≈6.7×10－10 m。 (3)计算油酸分子直径的公式为d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积，油酸未完全散开，测得的S偏小，求得的分子直径d将偏大，故A正确；如果油酸酒精溶液浓度低于实际值，测得的纯油酸的体积偏小，求得的分子直径将偏小，故B错误；计算油膜面积时，将所有不足一格的方格记为一格，测得的S将偏大，求得的分子直径将偏小，故C错误；求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，一滴溶液的体积V1＝ mL，可知测得一滴溶液的体积偏小，纯油酸的体积将偏小，求得的分子直径将偏小，故D错误。 5.(10分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下： A.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油膜的形状描在玻璃板上。 B.用公式d＝求出油膜厚度，即油酸分子的大小。 C.已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为c，将此油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入N滴溶液时小量筒内溶液体积为VN。 D.如图所示，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x(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长为a，求出油膜的面积。 E.用浅盘装入约2 cm深的水。 (1)将上述实验步骤进行排序，正确的顺序应该是　　　　　　。上述步骤中有一处遗漏，请指出并补充完整　　　　　　　 　　　　　　　。 (2)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为　　　　。 A.控制变量法 B.理想化模型法 C.极限思想法 D.等效替代法 (3)从图中可数出小正方形的有效个数x＝　　　　。油酸分子的直径d＝　　　　 (用题中给出的符号表示)。 答案：(1)CEADB　进行步骤A之前应在水面上均匀地撒上爽身粉　(2)B　(3)8　 解析：(1)本实验的顺序为CEADB。进行步骤A之前应在浅盘的水面上均匀地撒上爽身粉，以便描出油膜的轮廓。 (2)本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。故选B。 (3)超过半个的算一个，小于半个的舍去，由题图可知，有效个数x＝8。一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V＝，每个小正方形的面积为a2，共有x个小正方形，因此油膜的总面积S＝a2x，则油酸分子的直径为d＝＝。 6.(10分)物体是由大量分子组成的，分子非常微小。在“在用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验步骤顺序如下： A.将体积为a的油酸配制成体积为b的油酸酒精溶液。 B.取油酸酒精溶液用注射器滴出体积为c的溶液，记录滴出的油酸酒精溶液的滴数n。 C.用注射器往浅盘内的水面上滴1滴油酸酒精溶液。 D.撒爽身粉在水面上。 E.待油膜稳定后，拿出玻璃板盖上描出油膜的边界。 F.将玻璃板放置在小方格坐标纸上，计算油膜的面积S。 G.计算油酸分子直径。 (1)请指出实验步骤中的一处错误：　　　　　　 　　　　　。 (2)实验中把玻璃板盖在浅盘上描出1滴油酸酒精溶液滴入水中形成的油膜的轮廓，坐标纸上正方形小方格的边长为1 cm，轮廓内正方形小方格的个数为62(格数不足半格记为0，超过半格记为1)，则油膜的面积是　　　　cm2。 (3)根据实验步骤，油酸分子直径D＝　　　　(用题中字母表示)。 答案：(1)步骤C、D顺序颠倒　(2)62　(3) 解析：(1)应先在水面上撒爽身粉，然后往水面上滴1滴油酸酒精溶液，所以步骤C、D顺序颠倒。 (2)正方形小方格面积S0＝1 cm2，则油膜的面积是S＝62S0＝62 cm2。 (3)题意可得，1滴油酸酒精溶液中纯油酸体积V0＝，则油酸分子直径D＝＝。 7.(10分)(2025·海南海口高二期末)“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)，求出油膜面积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，并撒上爽身粉。 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。 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　　　　　　。 (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1位有效数字)。 答案：(1)ECBAD　(2)1.7×10－5　(3)7×10－10 解析：(1)正确的步骤是ECBAD。 (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 V＝× mL≈1.7×10－5 mL。 (3)油膜的面积为S＝60×22 cm2＝240 cm2 油酸分子的直径是 d＝＝ cm≈7×10－10 m。 学科网（北京）股份有限公司 $