第1章 第2节 实验 用油膜法估测油酸分子的大小-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（教科版）

第2节 实验：用油膜 白题 基础过关练 题型1实验原理与操作 1.(2023·黑龙江哈九中质检)在“用油膜法估 测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液 的浓度为每2000mL溶液中有纯油酸 1.0mL,用注射器测得1mL上述溶液有 80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉 的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮 廓形状如图所示，图中正方形小格的边长为 1 cm. (1)本实验体现的物理思想方法为 A.理想化模型 B.控制变量法 C.极限思想法 D.整体法与隔离法 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中， 实验简要步骤如下： A.将油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜 的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用 彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 B.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶 液中纯油酸的体积化，用公式d=5求 出薄膜的厚度，即油酸分子的大小 C.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（不足半个的 舍去，多于半个的算一个)，再根据方 格的边长求出油膜的面积S D.用注射器或滴管将事先配制好的油酸 酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量 筒内增加一定体积时的滴数 选择性必修第三册·JK 法估测油酸分子的大小 限时：8min E.在浅盘中装入约2cm深的水，然后将 痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 上述实验步骤的合理顺序是 (3)油酸分子的直径是 m.（结果保留 两位有效数字) 题型2数据处理与误差分析 2.（2022·山东菏泽期末)在“用油膜法估测油 酸分子的大小”的实验中： (1)取0.1mL纯油酸配制成250mL油酸酒精 溶液，用注射器针头把该溶液逐滴滴入量 筒，直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴 了100滴.则1滴该溶液中含有的纯油酸 体积为 m3. (2)甲、乙、丙、丁四位同学分别在四个实验小 组做实验，但都存在操作错误或不规范现 象.（均填“偏大”“偏小”或“不变”) A.甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒 精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实 际浓度比计算值小一些.则这样测得 的分子直径比实际值 B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒 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 器的针头比原来的粗，每滴油酸酒精溶 液的体积比原来的大则这样测得的分 子直径比实际值 C.丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右 的油膜都算成了一格，导致计算的面积 比实际面积大一些.则这样测得的分子 直径比实际值 D.丁在实验过程中选用的水盘水面较小， 导致油酸分子不能充分扩散则这样测 得的分子直径比实际值 黑白题02 黑题应用提优练 1.(2023·黑龙江齐齐哈尔期中)某同学用“油 膜法”来粗略估测分子的大小，把一滴用酒精 稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面 上散开，油酸分子就立在水面上，完成油酸分 子大小测定 (1)该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大 小，下列有助于较准确完成实验的理想化 方法有 A.分子都视为立方体形 B.分子都能形成单分子油膜 C.分子都是一个一个紧挨着排列的 D.滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精 溶液 (2)为了减小“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.油酸未完全散开时开始描绘油膜轮廓 B.把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些 水，使水面离盘口距离小一些 C.先在浅盘水中撒些痱子粉，再用滴管把 油酸酒精溶液多滴几滴在水面上 D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 (3)现有按酒精与纯油 酸的体积比为a:b 配制好的油酸酒精 溶液置于容器中，还 有一个装有约2cm 深水的浅盘，一支滴 管，一个量筒.现用滴管从量筒中取V体积 的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完 共为N滴现用滴管将一滴油酸酒精溶液 滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，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,不足半个的舍去)则 估算油酸分子直径的表达式为 第一章 限时：l2min 压轴挑战 2.(2023·江苏扬州质检)在“用油膜法估 测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液 的浓度为每1000L溶液中有纯油酸0.5L, 用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把 1滴该溶液滴入盛水且撒有爽身粉的浅盘 中，待油膜形状稳定后，得到油酸薄膜的轮 廓形状和尺寸如图所示，图中小正方形方 格的边长为1cm,回答下列问题： (1)油酸薄膜的面积是 cm2 (2)油酸分子的直径是 m.（结果保 留两位有效数字) (3)某同学做完实验后，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 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.水面上爽身粉撒得太多，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 (4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小 和阿伏伽德罗常数，如果已知体积为V 的一滴油酸在水面上散开形成单分子 油膜的面积为S,这种油的密度为p,摩 尔质量为M,则阿伏伽德罗常数的表达 式为 ,(分子看成球体) 进阶突破拔高练P01 黑白题03参考答乳 第一章 第1节物体是由大量分子组成的 白题基础过关练 1.AB解析：保持物质化学性质的最小微粒是分子：在研究物 质化学性质时，认为组成物质的微粒有分子、原子和离子，但 在热学中，我们研究的是粒子的运动和相互作用规律，就不 必区分微粒在化学变化中起的不同作用，因此化学中的分 子、原子、离子在这里统称为“分子”，即物质是由大量分子 组成的：除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小数量 级为10-10m.故选AB. 2.BC解析：A.只知道水的摩尔质量和水分子的体积，而不知 道密度，故不能求出阿伏伽德罗常数，A错误：B.用水的摩 尔质量除以水分子的质量可以求解阿伏伽德罗常数，B正 确：C.用氧气的摩尔质量除以氧气分子的质量可以求解出 阿伏伽德罗常数，C正确；D.用氧气的摩尔体积除以氧气分 子所占空间的体积能求出阿伏伽德罗常数，但用氧气的摩尔 体积除以氧气分子的体积不能求出阿伏伽德罗常数，D错 误.故选BC 3.AC解析：A.每个气体分子的质量为摩尔质量与阿伏伽德 罗常数的比值，即为风兴放A正确：B.摩尔质是除以空 尔体积等于密度，则该气体在标准状态下的密度为=， 故B错误：C.气体单位体积内的分子数等于物质的量乘以 阿伏伽德罗常数再除以标准状态的体积V,即为N= V C正确：D,每个气体分子古据的空间大小为，，由于分 子间距较大.所以每个气体分子的体积远小于，放D错 误故选AC. 4B解析：A1m铜的质量为p(kg),物质的量为？(ml), 故原子个数为N=×N,故A错误；B.铜的摩尔质量是M (kg/mol),故一个铜原子的质量为m,=M, ,故B正确； C1㎡朝中所含的原子数为%，故一个饲原子所占的休 、积是二、=pN故C错误，D.1kg铜的物质的量为 M 女()，放含有的原子数目为7x成-0，故D结误故 选B. 5.(1)1.3×102个(2)2.2×10-0m解析：(1)金刚石的质 量m=pV,碳的物质的量n= M,这块金刚石所含碳原子 数V=n·N,-DW-L.3x10(个)：2)一个骏原子的体 M 参考答案与解析 与解析 分子动理论 积V。= ,把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式人。： 0=2.2x100m 石8，可得碳原子直径为4-√ 6.A解析：用手捏面包，面包体积减小，是因为面包本身内部 有空隙，而不能说明分子间有间隙，故A错误，符合题意 第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小 白题基础过关练 1.(1)A(2)DEACB(3)8.7×100 解析：(1)本实验中将分子看作球体且油膜分子按单层紧密 排列体现的物理思想方法为理想化模型，故选A.(2)“用油 膜法估测分子大小”的实验步骤为：准备浅盘，测一滴溶液 体积，描绘油膜形状，测油膜面积，计算一滴溶液中纯油酸的 体积，算出薄膜厚度，则上述实验步骤的合理顺序是 DEACB..(3)根据图中信息，不足半个的方格舍去，超过半个 的算一个，则小方格的总数为72个，则油膜的面积为S=72× 1cm2=72cm,一滴溶液中纯油酸的体积为V=200× 1 0mL=6.25×10-6m,油酸分子的直径为4=、= 6.25×10-6 72 cm≈8.7×10-8cm=8.7×10-10m 2.(1)4×102(2)A.偏大B.偏小C.偏小D.偏大 解析：(1)依题意，可得1滴该溶液中含有的纯油酸体积 为，0x10m=40 (2)A.甲同学，因不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精 溶液的实际浓度比计算值小一些，这样导致算出的油酸体积 比实际值偏大，可知油酸分子直径的计算结果比实际值 偏大： B.乙同学，由于拿错的针管比原来的粗，实际滴入的纯油酸 变多，则在水面上形成的油膜面积变大，而一滴溶液的体积 还是按照之前注射器的标度计算，可知测得的分子直径比实 际值偏小； C.丙同学，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则计算的 面积比实际面积大，可知油酸分子直径的计算结果比实际值 偏小； D.丁在实验过程中选用的水盘水面较小，导致油酸分子不 能充分扩散，不能形成单分子油膜，使得测定的油膜面积偏 小，则这样测得的分子直径比实际值偏大. 黑题应用提优练 1.(1)BC(2)B(3)8Ns(a+b) 解析：(1)用“油膜法”来粗略估测分子的大小的实验中，有 助于较准确完成实验的理想化方法有，滴入的油酸溶液是稀 释的油酸酒精溶液，可认为油酸分子都能形成单分子油膜， 并将分子都视为一个一个紧挨着排列的球体，故BC正 确，AD错误(2)AB.为了减小“用油膜法估测分子的大小” 的实验误差，把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面 黑白题01 离盘口距离小一些，要等油酸完全散开时开始描绘油膜轮廓！ 故B正确，A错误：CD.先在浅盘水中撒些痱子粉，再用滴管把 油酸酒精溶液滴一滴在水面上，等油酸分子自由扩散，形成稳定 的单分子油膜，不能多滴也不能用牙签把水面上的油膜拨弄成 V b 矩形，故CD错误故选B(3)一滴纯油酸的体积=N×a+b,估 85,解得 算油酸分子直径为d= 8NS(a+b) 压轴挑战 2(1)72(2)87x10°(3)AC(4)6M mpva 解析：(1)根据得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸的图像，将 不足半格的舍去，等于半格或大于半格的记为一格，可得油 酸薄膜的面积是S=72×1cm2=72cm2.(2)一滴油酸分子的 体积为=0动×10L=625×10L,可得猫酸分千的 直径d="-625x10×10 m=8.7×10-10m.(3)A.将滴入 72×104 的油酸江特溶液体积作为油酸体积进行计算，根据4：号可 知，体积偏大，则所测油酸分子的直径将偏大，故A正确； B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大， 而计算过程中仍用原来的浓度进行计算，因此得到的一滴油 酸酒精溶液中油酸的体积将偏小，从而测量得到的油酸分子 的直径将偏小，故B错误；C.水面上爽身粉撒得太多，油膜 没有充分展开，因此得到的油酸形成的油膜面积偏小，根据 4:号可知，面积偏小，则所测油酸分子的直径将偏大，放 C正确；D.计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格 处理，将会使油膜的面积偏大，从而导致所测油酸分子的直 径偏小，故D错误故选AC.(4)根据已知条件可得油酸分 子的直径为d,把油酸分子看成球体，则有N·手· d)3_M 2 =,解得N,=6MS p mova 第3节分子的热运动 白题 基础过关练 1.A解析：气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象， 故A错误故选A. 2.B解析：A.布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规 则运动，是液体分子的无规则运动的表现，故A错误；BC.微 粒越小，在某一瞬间液体分子撞击作用的不平衡性越明显， 布朗运动越明显，故B正确、C错误：D.液体温度越高，液 体分子热运动越剧烈，液体中悬浮微粒的布朗运动越明显， 故D错误.故选B. 3.D解析：A.气溶胶微粒越大，撞击的分子数多，不平衡性越 不明显，运动越不明显，A错误：B.温度升高，平均速度变 快，不是每个微粒都变快，B错误；CD.气溶胶微粒的运动属 于布朗运动，与可见或不可见无关，C错误，D正确.故选D. 4.C解析：A.布朗运动是固体颗粒的运动，是分子无规则运 动的反映，不是分子的运动，A错误：B.炭粒的运动是由于 水分子在不停地做无规则运动，水分子与炭粒不停发生碰撞 产生的，因此炭粒的运动并不是由于其内部分子在不停地做 无规则运动产生的，B错误：C.若水温相同，则炭粒越小，布 朗运动越剧烈，根据图像可知，图乙中炭粒的运动剧烈一些， 选择性必修第三册·JK 即图乙中炭粒的颗粒较小，可知，若水温相同，则甲中炭粒的 颗粒较大，C正确；D.若炭粒大小相同，则温度越高，布朗运动 越剧烈，根据图像可知，图乙中炭粒的运动剧烈一些，即图乙中 的温度较高，则乙中水分子的热运动较剧烈，D错误故选C. 5.D解析：水的温度升高，即其内部的水分子运动更剧烈，即 水分子的平均动能变大，即其内能增加，这是统计规律，个 别分子不适用故D正确，ABC错误 6.B解析：A.某物体温度是0℃，物体中分子的平均动能并 不为零，因为分子在永不停息地做无规则运动，故A错误；B. 温度是分子热运动平均动能的标志，100℃的水和100℃的 水蒸气温度相同，故分子平均动能相同，故B正确；C.温度 越高的物体，分子的平均动能越大，但由于分子的质量不一 定相同，则分子平均速率不一定大，故C错误；D.物体内分 子无规则热运动的速度与机械运动的速度无关，物体的运动 速度越大，不能代表物体内部分子的热运动越激烈，所以物 体的温度不一定高，故D错误故选B. 第4节分子间的相互作用力 白题 基础过关练 1.C解析：A.分子间作用力发生作用的距离很小，打碎的碎 玻璃间的距离远大于分子力作用距离，在这个距离层面，分 子引力与斥力基本趋于0，碎玻璃不能拼合在一起，不是玻 璃分子间斥力在起作用，故A错误；B.用打气筒给自行车打 气需用力向下压活塞，是由于需要克服打气筒内外的压力 差，不能说明气体分子间有斥力，故B错误；C.固体很难被 压缩，说明分子间有斥力，故C正确：D.水和酒精混合后的 总体积小于原来二者的体积之和，说明分子间存在空隙，故 D错误.故选C. 2.A解析：。为分子间的平衡位置，此位置分子斥力与引力 等大反向，合力为0，即当r=。时，分子间的作用力最小， 故A正确。 3.B解析：A.乙分子由a到b做加速运动，由b到d,分子力 先引力后斥力，分子先做加速运动后做诚速运动，故A错 误：B.乙分子由a到c,所受分子力一直是引力，一直做加速 运动，到达c时速度最大，故B正确：C.乙分子由a到c的过 程中，所受分子力先增大，后诚小，所以加速度先增大，后减 小，故C错误：D.乙分子由b到d的过程中，分子力先减小 后增加，故加速度先减小后增大，故D错误.故选B, 4.D解析：A.质量相同的物体，其物质的量不一定相同，因此 相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量不一 定相同，故A错误；B.物体的内能取决于物体的温度、体积 以及状态等，物体的内能改变时温度不一定改变，例如晶体 在熔化过程中，内能增大而温度不变，故B错误：C.一切物 体在任何温度下都具有内能，因此0℃的物体仍具有内能， 故C错误：D.物体的内能取决于物体的温度、体积以及状态 等，所以分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能， 故D正确.故选D. 5.C解析：B.r,为平衡位置，分子引力等于斥力，B错误： A.当r=r1时，分子力表现为斥力，分子斥力大于分子引 力，A错误；C.从3到2，分子力表现为引力，分子力对乙 做正功，分子势能减小，C正确；D.从r2到1，分子力表现为 斥力，分子力对乙做负功，分子势能增大，D错误.故选C. 黑题应用提优练 1.C解析：A.物体的内能由温度、体积和分子数目共同决定， 由于水与冰的分子数目关系不确定，可知水与冰的内能大小 关系也不能够确定，故A错误：B.物体所处的位置越高，重 黑白题02