第1章 2 实验.用油膜法估测油酸分子的大小（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（人教版）

第一章　分子动理论 2　实验:用油膜法估测油酸分子的大小 基础过关练 题组一　实验思路与操作 1.(2025江苏苏州期中)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滴这样的油酸酒精溶液为1 mL,将1滴这样的溶液滴入浅盘中,则滴入浅盘中的纯油酸体积为　　　　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　　　　。  　　 2.(2025河南焦作月考)“用油膜法估测油酸分子大小”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　　　　　　。  3.(2025湖北武汉期中)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中: (1)下列说法正确的是　　　　。  A.将一滴油酸酒精溶液滴入小量筒中,测出其体积 B.油酸酒精溶液滴到水面上时,油膜先变大,后收缩至稳定 C.为了测量准确,往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓 D.如果不撒爽身粉,将会导致油酸边缘看不清 (2)如图所示,实验中得到两幅油膜图,图a中油膜成“爆炸”形,图b中爽身粉和油膜变得“支离破碎”,关于形成原因,下列说法正确的是　　　　。  　　 A.图a可能是因为水面上爽身粉撒得太多太厚 B.图a可能是因为酒精加入过多 C.图b可能是因为撒粉太少,粉膜太薄 D.图b可能是因为酒精加入太少 (3)实验时,将体积为m的纯油酸,配制成体积为n的油酸酒精溶液,测得k滴溶液的总体积为V,将一滴溶液滴入浅盘,稳定后将油酸膜轮廓描绘在坐标纸上,测得轮廓面积为S,则油酸分子直径D=　　　(用上述符号表示)。  题组二　数据处理与误差分析 4.(2025江西宜春期中)(1)a、b、c、d四图对应“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)在该实验中,每1 000 mL油酸酒精溶液中有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所示,坐标格的正方形大小为20 mm×20 mm。由此估算出油酸分子的直径是　　　　m(结果保留2位有效数字)。  (3)某同学通过测量出的数据计算油酸分子直径时,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计为一格 D.求每滴溶液体积时,1 mL的溶液的滴数多记了10滴 5.(2025山东聊城期末)某学习小组做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 (1)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是　　　　。  A.使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓 B.对油酸起到稀释作用 C.有助于测量一滴油酸的体积 D.有助于油酸的颜色更透明,便于识别 (2)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104 mL溶液中含有2 mL油酸,又测得50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1 mL,将1滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,再把玻璃板放在画有边长为1 cm的正方形小格的纸上,如图所示。油酸分子的直径d=　　　　m(结果保留1位有效数字)。  (3)在该实验中,若测出的分子直径结果明显偏大,则可能的原因有　　　　。  A.水面上爽身粉撒得较多,油膜没有充分展开 B.计算油膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理 C.油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多 D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液滴数少计了5滴 (4)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体,查阅得知油酸的密度ρ=0.895×103 kg/m3,油酸的摩尔质量M=0.283 kg/mol,取阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,π=3.14,则油酸分子的直径约为　　　　m(结果保留1位有效数字)。  答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.答案　(1)B　(2)2.0×10-5　(3)C 解析　(1)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,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,溶液中油酸浓度发生变化,使实验误差增大,B正确;往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应等油膜形状稳定后再开始描绘油膜轮廓,C错误。 (2)根据题意可知,1滴这样的溶液中纯油酸体积为V=×0.2% mL=2.0×10-5 cm3。 (3)最理想的情况是水面上的爽身粉很薄且均匀,容易被油酸酒精溶液冲开,形成一块油膜,并且油膜的边缘圆滑,故选C。 2.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 解析　用油膜法估测油酸分子的大小时,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,需将油酸用酒精稀释。要测出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,需要测量一滴油酸酒精溶液的体积,可用累积法,即测量出1 mL油酸酒精溶液的滴数。根据V=Sd,要求得油酸分子的直径d,还需要测出单分子层油膜的面积。 3.答案　(1)BD　(2)AC　(3) 解析　(1)实验时应先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,记下量筒内溶液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,故A错误;油酸酒精溶液滴到水中,酒精溶于水,油酸分子在水面上充分展开,水面上形成单分子油膜,随后酒精挥发,油膜的面积会缩小,故B正确;为了测量准确,往浅盘中滴入油酸酒精溶液,应待油膜形状稳定后再用笔描绘油膜轮廓,故C错误;如果不撒爽身粉,将会导致油膜边缘看不清,故D正确。 (2)图a中油膜成“爆炸”形,是由于水面上爽身粉撒得太多太厚,油膜没有充分展开,图b中爽身粉和油膜变得“支离破碎”,是因为撒粉太少,粉膜太薄。故选A、C。 (3)由题可知一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V'=·=,则油酸分子直径D==。 4.答案　(1)dacb　(2)6.7×10-10　(3)A 解析　(1)“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(d)→准备浅水盘→形成油膜(a)→描绘油膜轮廓(c)→测量油膜面积(b)→计算油酸分子直径。因此操作先后顺序排列应是dacb。 (2)由图示油膜轮廓可知,油膜的面积S=75×20 mm×20 mm=3.0×10-2 m2,2滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V=2×× mL=2.0×10-11 m3,油酸分子的直径为d=≈6.7×10-10 m。 (3)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,油酸未完全散开,测得的S偏小,测得的分子直径d将偏大,故A符合题意;如果油酸酒精溶液浓度低于实际值,测得的油酸的体积偏小,测得的分子直径将偏小,故B不符合题意;计算油膜面积时将所有不足一格的方格计为一格,测得的油膜面积S将偏大,测得的分子直径将偏小,故C不符合题意;求每滴溶液体积时,1 mL的溶液的滴数多记了10滴,可知测得的一滴溶液的体积偏小,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积测量值将偏小,由d=可知,测得的分子直径将偏小,故D不符合题意。 5.答案　(1)B　(2)6×10-10　(3)AD　(4)1×10-9 解析　(1)为了使油酸充分展开,获得一块单分子油膜,需要将油酸用酒精稀释后再滴入水中,故选B。 (2)通过数油膜轮廓范围内的方格个数可知,油膜的面积约为S=62×12 cm2=62 cm2=6.2×10-3 m2,1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V=× mL=4×10-12 m3,油酸分子的直径d== m≈6×10-10 m。 (3)水面上爽身粉撒得较多,油膜没有充分展开,测得的油膜面积偏小,由d=可知,测出的分子直径结果偏大,故A符合题意;计算油膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理,测得的油膜面积偏大,由d=可知,测出的分子直径结果偏小,故B不符合题意;油酸酒精溶液配制时间较长,酒精挥发较多,测出的纯油酸的体积偏小,由d=可知,得到的分子直径将偏小,故C不符合题意;求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液滴数少计了5滴,测得纯油酸的体积偏大,由d=可知,测出的分子直径结果偏大,故D符合题意。 (4)把油酸分子看作紧密排列的球体,则有 =π,解得d=≈1×10-9 m。 9 学科网（北京）股份有限公司 $