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（人教版）

第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小 白题基础过关 限时：8min 题型1 实验原理与操作 若每一小方格的边长为2cm,则油酸薄膜 1.某同学要做“用油膜法估测油酸分子的大小” 的面积为 m2;每一滴油酸酒精溶 的实验 液中含有纯油酸的体积为 m3; (1)采用油膜法估测油酸分子的大小，实际上 根据上述数据，估算出油酸分子的直径为 是将油酸分子视为一种理想化模型，它包 m（结果均保留两位有效数字) 括三个假设，即①油酸分子为球形、 题型2数据处理与误差分析 ② 、③ 2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实 (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的 验中： 作用是 (1)取0.1mL纯油酸配制成250mL油酸酒精 A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边 溶液，用注射器针头把该溶液逐滴滴入量 界轮廓 筒，直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴 B.对油酸溶液起到稀释作用 了100滴.则1滴该溶液中含有的纯油酸 C.有助于测量一滴油酸的体积 体积为 m3. D.有助于油酸的颜色更透明便于识别 (2)甲、乙、丙、丁四位同学分别在四个实验小 (3)该小组进行下列实验操作，请将它们按操 组做实验，但都存在操作错误或不规范现 作先后顺序排列： 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 倒入水 精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实 E6880年 际浓度比计算值小一些.则这样测得 A 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 国 精溶液体积后，不小心拿错了一个注射 (4)实验使用的油酸酒精溶液的浓度为每 器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射 1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL. 器的针头比原来的粗，每滴油酸酒精溶 用滴管向量筒内滴50滴上述溶液其体积 液的体积比原来的大.则这样测得的分 为1mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的 子直径比实际值 浅盘中，稳定后形成单分子油膜的形状如 C.丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右 图所示 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 第一章黑白题03 黑题应用提优 限时：l2min 1.某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小， 压轴挑战 把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时， 2.(2024·湖北武汉期末)关于“用油膜法估 油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面 测分子直径”的实验，回答以下问题： 上，完成油酸分子大小测定 (1)此实验中使用到的研究方法是 (1)该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大 A.等效替代法 小，下列有助于较准确完成实验的理想化 B.微元求和法 方法有 C.理想模型法 A.分子都视为立方体形 D.控制变量法 B.分子都能形成单分子油膜 (2)现将体积为V的纯 C.分子都是一个一个紧挨着排列的 油酸与酒精混合，配 D.滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精 置成体积为V,的酒 溶液 精油酸溶液，用滴管 (2)为了减小“用油膜法估测分子的大小”的 从量筒中取体积 实验误差，下列方法可行的是 为V。的该种溶液，让其自由滴出，全部 A.油酸未完全散开时开始描绘油膜轮廓 滴完共N。滴把一滴这样的溶液滴入盛水 B.把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些 的浅盘中，正确描绘出油膜的形状如图所 水，使水面离盘口距离小一些 示，在坐标纸上数出油膜占N,个小方格 C.先在浅盘水中撒些痱子粉，再用滴管把 已知坐标纸上每个小方格面积为S,根据 油酸酒精溶液多滴几滴在水面上 以上数据可估算出油酸分子直径为d= 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 (3)某同学在该实验中，计算出的分子直径 酸的体积比为a:b 明显偏大，可能由于 （多选) 配制好的油酸酒精 A.油膜面积不稳定，油酸未完全散开 溶液置于容器中，还 B.计算纯油酸的体积时，忘记了将油酸 有一个装有约2cm 酒精溶液的体积乘上溶液的浓度 深水的浅盘，一支滴 C.计算油膜面积时，将所有不足一格的 方格全部数上了 管，一个量筒现用滴管从量筒中取V体积 D.求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL 的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完 的溶液滴数多计了1滴 共为N滴.现用滴管将一滴油酸酒精溶液 (4)若阿伏加德罗常数为NA,油酸的摩尔质 滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓 量为M,油酸的密度为p,则体积为V的 描绘在坐标纸上，如图所示（已知坐标纸上 油酸所含分子数为 ,1个油 每个小方格面积为S,求油膜面积时，半个 酸分子的质量为 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 进阶突破拔高练PO1 选择性必修第三册·RJ黑白题04参考答乳 第一章 第1节分子动理论的基本内容 白题基础过关 1.ACD解析：物质是由大量分子组成的，故A正确：物质是 由分子组成的，分子由原子组成，原子又由质子、中子和电子 组成，故B错误；某固体的摩尔体积为V,每个分子的体积 为。，则阿伏加德罗常数可表示为N,故C正确：在 究物体的热运动性质和规律时，不必区分分子、原子或离子 在化学变化中所起的不同作用，而把它们统称为分子，故 D正确.故选ACD. 2B解析：A质量为m的钻石，其分子数为N=nN,=智， M 故A错误；B.其摩尔体积为V摩=，故B正确；C.钻石的分 子质量为mA,故C错误；D,设钻石分子间的平均距离 为d,。= （），又因为= )3 ,解得d= √P7,放D错误放选B 36M 3.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 4.AD解析：A.图中只是每隔30s记录一次炭粒的位置，而 炭粒不一定沿折线方向运动，A正确；B.显微镜下只能看到 炭粒的无规则运动，不能看到水分子不停地撞击炭粒，B错 误；C.炭粒不停地做无规则运动是固体颗粒的运动，不是分 子热运动，C错误；D.对比大小不同炭粒的运动情况，越小 的炭粒受到水分子撞击越不平衡，则布朗运动越明显，D正 确故选AD. 5.B解析：A.乙分子由a到b做加速运动，由b到d,分子力 先表现为引力后表现为斥力，分子先做加速运动后做减速运 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α到c的过程中，所受分子力先增大，后减小，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. 黑题应用提优 1.D解析：A.气溶胶微粒越大，撞击的分子数越多，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 大，不是每个微粒运动都变快，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. 2.D解析：使乙分子在外力作用下从平衡位置。处沿x轴负 方向运动，则分子间的距离减小，乙分子受到的斥力和引力 都增大，分子力表现为斥力，且乙分子受到的分子力一直增 大故选D. 3.AC解析：AB.因斥力比引力随分子间距离变化得快，由题 参考答案与解析 与解析 分子动理论 图知，图线甲为分子引力随分子间距离变化的图线，A正确， B错误：C.当分子间距为r。时，两个分子间的引力等于斥 力，两图线交点对应的横坐标为r。,C正确；D.由于分子斥力 比分子引力变化得快，当两个分子间的距离增大时，分子间 的斥力比引力减小得快，D错误.故选AC. 4.C解析：A.图中连线不是炭粒的运动径迹，故A错误； B.炭粒的位置变化是由于水分子的撞击不平衡产生的结 果，故B错误：C.若水温相同，较大炭粒的布朗运动的剧烈 程度较弱，炭粒在30s始、末时刻所在位置连线的距离就较 短，故甲中炭粒的颗粒较大，故C正确；D.若炭粒大小相同， 温度越高分子的热运动越剧烈，做布朗运动的炭粒运动得也 越剧烈，故乙中水分子的热运动较剧烈，故D错误.故选C. 压轴挑战 5.BC解析：A.根据题意可知，水蒸气的体积为V本=6%V= 0.06×3500×10-6m3=2.1×10-4m3,故A错误；B.含有的水分 子物质的量为nP素，代人数据解得n=Q,007m0l,放B正 确：C.含有的水分子的数量为N=nN=4.2×1021个，故C正 确；D.含有的水蒸气的质量为m=pV水=1.26×101g,故D错 误.故选BC 第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小 白题基础过关 1.(1)分子之间无空隙油膜是单分子层(2)B (3)CAEDB(4)4.0×10-21.0×10-12.5×10-10 解析：(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的前提是将 油酸分子视为一种理想化模型，它包括三个假设，即①油 酸分子为球形、②分子之间无空隙、③油膜是单分子层 (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸 溶液起到稀释作用，进一步减小油酸的面密度，更能保证形成 单分子油膜故选B.(3)“用油膜法估测油酸分子的大小”的 实验步骤为：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，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此 计算出一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积，往浅盘里倒 入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面 上，用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上， 待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然 后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，计算出油膜的面 积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.则 实验操作顺序为CAEDB.(4)若每一小方格的边长为2cm, 由图中可知轮廓中大约为100个小方格，则油酸薄膜的面积 为S=100×(0.02)2m2=4.0×102m2,每一滴油酸酒精溶液 0.5×1 含有纯油酸的体积为。=1O00×50mL=10×10"m,油 酸分子的直径为d= V。_1.0×10-" S4.0x102m=2.5×100m 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-010*a=410“, 黑白题01 (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 1.(1)BC(2)B(3)8Ns(a+b Vb 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 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 上的油膜拨弄成矩形，故CD错误.故选B.(3)一滴纯油酸的 体积V。= 片x0估算泪酸分子直径为d-6解得 Vb d=8NS(a+b) 压轴挑战 2 e ()A号， VV。 M 解析：(1)该实验将油酸分子视为球形形状，油膜为单分子 油膜，即油膜的厚度为分子直径，所以实验中使用到的研究 方法是理想模型法，故C正确.(2)油酸酒精溶液的浓度为 C= -×100%,一滴油酸酒精溶液的体积为V= 油酸休 V 积也就是一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，则CV= V y'。 亿=N,Sd,解得d=NYS(3)A.油膜面积不稳定，油E 完全散开会导致油膜的面积偏小，计算出的油酸分子直径偏 大，A符合题意：B.计算纯油酸的体积时，忘记了将油酸酒 精溶液的体积乘上溶液的浓度会导致代入计算时油酸的体 积变大，所以计算出的油酸直径偏大，B符合题意；C.计算 油膜面积时，将所有不足一格的方格全部数上了，这样会使 计算出的油膜面积偏大，计算出的油酸分子直径偏小，C不 符合题意：D.求每滴油酸酒精溶液的体积时，1L的溶液 滴数多计了1滴，这样一滴油酸酒精溶液的体积偏小，计算 出的纯油酸体积也会偏小，那么计算出的油酸分子直径偏 小，D不符合题意.故选AB.(4)体积为V的油酸所含分子数 选择性必修第三册·RJ 为N=2X,油酸的摩尔质量为M,所以1个油酸分子的质 M 童为 M 第3节 分子运动速率分布规律 白题基础过关 1.BD解析：ABC.一定温度下气体分子的碰撞十分频繁， 单个分子的运动杂乱无章，速率不等，但大量分子的运动遵 从统计规律，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，向 各个方向运动的分子数目几乎相等，故AC错误，B正确； D.气体温度升高时，大量分子平均动能增大，但个别或少量 (如10个)分子的平均速率有可能减小，故D正确.故选BD. 2.D解析：A.由图可知，中等速率氧气分子数所占的比例大， 故A错误；B.100℃时图像的面积等于0℃时的面积，均为 1,故B错误；C.由图可知，温度越高，一定速率范围内的氧 气分子所占的比例有高有低，故C错误：D.由图可知，从 0℃升高到100℃时，速率较小的氧气分子所占的比例变小， 故D正确.故选D. 3.C解析：A.由分子热运动的无规则性可知，T,时，气体 每个分子的速率不是都比T,时的大，故A错误.B.由图可 知，两种温度下气体分子速率都呈现“中间多、两头少”的分 布特点，由于T1时速率较低的气体分子所占比例较大，则说 明T,温度下气体分子的平均速率小于T,温度下气体分子 的平均速率，故B错误；C.由题图可以知道，在T1、T2两种 不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分 子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相 等，故C正确；D.由图可知与T时相比，T2时气体分子速率 出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较 小，故D错误.故选C. 4.B解析：A.仅将释放位置升高，则豆粒到达秤盘上的速度 变大，即豆粒到达秤盘后的动量变化量变大，由动量定理有 F=△p,所以其作用力变大，即指针示数变大，故A错误； B.仅将释放位置升高，豆粒到达秤盘的速度变大，即气体分 子的速率变大，所以可模拟温度升高对气体压强的影响，故 B正确；CD.仅增加豆粒的数量，即气体分子的密度增加，所 以可模拟体积减小对气体压强的影响，故CD错误故选B. 黑题应用提优 1.D解析：AB.甲容器中A、B处压强是由所装物质的重力而 产生的，乙容器中C、D处压强是由分子撞击器壁而产生的， 故AB错误；C.根据液体内部压强规律p=Pgh,可知PA>Pa, 气体分子间距离很大，C、D处气体分子平均碰撞情况一致， 乙容器中Pc=PD,故C错误；D.当温度升高时，PAP不变， PcPn变大，故D正确.故选D. 2.D解析：A.细颗粒物在大气中的移动是由于空气分子的热 运动与气流的作用，A错误：B.由图乙可知实线对应的速率 大的分子占的比例较大，对应的气体分子温度较高，所以图 乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线，B错误： C.温度越高，细颗粒物的无规则运动越剧烈，所以细颗粒物 的无规则运动14：00时比11：00时更剧烈，C错误：D.14:00 时的气温高于12：00时的气温，单位时间内空气分子对细颗 粒物的平均撞击次数更多，D正确.故选D. 3.B解析：AC.温度越高，分子热运动越激烈，速率大的分子 所占的比例大，由图可知曲线2速率大的分子所占的比例比 曲线1速率大的分子所占的比例大，故温度T2高于温度T1, 黑白题02