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 江苏专用）

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：15min 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 的面积为 m2;每一滴油酸酒精溶 大小”的实验 液中含有纯油酸的体积为 m3;根 (1)采用油膜法估测油酸分子的大小，实际上 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.稀释油酸溶液 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 m'. 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”） ①甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒 创倒入水 精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际 E垂 浓度比计算值小一些.则这样测得的分子 A 直径比实际值 ②乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒 E 精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器 (4)实验使用的油酸酒精溶液的浓度为每 把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的 1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL. 针头比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体 用滴管向量筒内滴50滴上述溶液其体积 积比原来的大.则这样测得的分子直径比 为1mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的 实际值 浅盘中，稳定后形成单分子油膜的形状如 ③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 ④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-章黑白题03 黑题 应用提优 限时：20min 1.|创新实验(2025·山东潍坊一模改编)如」 压轴挑战 图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的 2.转(2024·湖北武汉期末)关于“用油膜法 部分操作步骤： 估测分子直径”的实验，回答以下问题： (1)此实验中使用到的研究方法是 A.等效替代法 B.微元求和法 讲 (1)下列有关该实验的说法正确的是 C.理想模型法 D.控制变量法 A.实验步骤正确的操作顺序是丙→丁→ (2)现将体积为V,的纯 乙→甲 油酸与酒精混合，配 B.图乙中撒痱子粉的目的是防止滴入溶 置成体积为V,的油 液时液体飞溅出来 C.图丙中使用的油酸酒精溶液配制时浓 酸酒精溶液，用滴管 度要大一些，1滴溶液才能在水面形 从量筒中取体积 成足够厚的油膜便于测量 为V。的该种溶液，让其自由滴出，全部 D.油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很 滴完共N。滴把一滴这样的溶液滴入盛水 久才做实验，以防酒精挥发影响溶液 的浅盘中，正确描绘出油膜的形状如图所 浓度 示，在坐标纸上数出油膜占N,个小方格. (2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积 已知坐标纸上每个小方格面积为S,根据 的0.1%，用注射器测得100滴这样的油酸 以上数据可估算出油酸分子直径为d= 溶液为1mL,取1滴这样的溶液滴入浅盘 中，滴入浅盘中的纯油酸体积为 mL (3)某同学在该实验中，计算出的分子直径 (结果保留两位有效数字)： 明显偏大，可能是由于 (多选) (3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精 A.油膜面积不稳定，油酸未完全散开 溶液后得到以下油膜形状，对油膜形状的 分析正确的是 （多选) 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 C.计算油膜面积时，将所有不足一格的 方格全部数上了 图1 图2 图3 D.求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL A.图1油膜比较理想，油膜与痱子粉边界清 的溶液滴数多计了1滴 晰，且边界线大致为直线，便于绘制边界 (4)若阿伏加德罗常数为NA,油酸的摩尔质 B.图2油膜不理想，痱子粉撒得太少且不 均匀，导致边界不清不便绘制边界 量为M,油酸的密度为p,则体积为V的 C.图3油膜满足实验要求，油膜边界比较 油酸所含分子数为 ,1个油酸 清晰，痱子粉撒得比较均匀 分子的质量为 选择性必修第三册黑白题043500×106×6%m3=2.1×104m3,故A错误：BD.一次呼出 的水蒸气的质量为m=pV=0.6×2.1×104kg=1.26×104kg= 0.126g,含有的水分子物质的量n=m=0.126m M 18 -mol 0.007mol,故BD错误；C.含有的水分子的数量为N=nW= 0.007×6×1023个=4.2×1021个，故C正确.故选C. 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)②分子之间无间隙③油膜是单分子层(2)B (3)CAEDB(4)4.0×1021.0×10Ⅱ2.5×10-0 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分子之间无间隙、③油膜是单分子层 (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是稀释油 酸溶液，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=4.0×10-2m2,每一滴油酸酒精溶液含有纯 0.5.1 油酸的体积为%=100×30mL=1.0x10"m,油酸分子的 -X- 直径为d= V。_1.0×10-1 S4.0x102m=25×100m 2.(1)4×102(2)①偏大②偏小③偏小④偏大 解析：(1)依题意，可得1滴该溶液中含有的纯油酸体积 _0l×Lx106m2=4x102m3. 为V。-250100 (2)①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 ②乙同学，由于拿错的注射器的针头比原来的粗，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 ③丙同学，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则计算的 选择性必修第三册 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 ④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)D(2)1.0×10-5(3)BC 解析：(1)A.图中实验步骤应先用配制好的油酸酒精溶液测 量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，再在浅盘的水面撒入 痱子粉，再向浅盘中滴人一滴油酸酒精溶液，最后描绘油膜 轮廓，即实验步骤正确的操作顺序是丙→乙→丁→甲， 故A错误；B.图乙中撒痱子粉的目的是更加精确描绘出油 膜的轮廓，故B错误；C.图丙中使用的油酸酒精溶液配制时 浓度要小一些，1滴溶液才能在水面形成单分子油膜层，便 于精确测量，故C错误：D.实验中的酒精容易挥发，油酸酒 精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，以防酒精挥发影 响溶液浓度，故D正确.故选D (2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%，用注 射器测得100滴这样的油酸溶液为1mL,取1滴这样的溶液 滴入浅盘中，滴人浅盘中的纯油酸体积为V=× 100 0.1%mL=1.0x10-5mL (3)A.图1油膜不理想，痱子粉撒得过多，导致油膜过厚，没 有形成单分子油膜，故A错误；B.图2油膜不理想，痱子粉 撒得太少且不均匀，导致边界不清不便绘制边界，故B正 确：C.图3油膜撒得适量，满足实验要求，油膜边界比较清 晰，痱子粉撒得比较均匀，故C正确故选BC. 压轴挑战 2.(1)C(2)N,NYs ViVo (3AB(4安、兴 解析：(1)该实验将油酸分子视为球形，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。 V (2)油酸酒精溶液的浓度为c=×10%,一滴油酸酒精溶 液的体积为V=,油膜的体积也就是一滴油酸酒精溶液中 ΓN。' 纯油酸的体积，则.心=N品，解得4 ViVo V2 No NoN V2S (3)A.油膜面积不稳定，油酸未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 黑白题02 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，1mL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的油酸所含分子数为N= N,油酸的摩尔质 量为M,所以1个油酸分子的质量为、 第3节分子运动速率分布规律 白题基础过关 1.C解析：ABC.一定温度下气体分子碰撞十分频繁，单个分 子运动杂乱无章，但大量分子的运动遵从统计规律，速率大 和速率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，C错误，AB正确：D.温度升高时，大量分子的平 均速率增大，但少量（如10个）分子的平均速率有可能减 小，D正确.故选C. 2.A解析：分子速率分布曲线表示了在一定温度下，气体分 子在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分比.曲线的 形状反映了气体分子速率分布的特征.温度升高时，气体分 子的平均动能增加，分子的平均速率也增加.因此，分子速 率分布曲线的峰值会向右移动，即向更高的速率区间移动 同时，由于分子速率分布曲线的总面积不变，曲线的形状会 变宽，表示在较高温度下分子速率的分布范围更广.由于是 迅速压缩气体，外界对气体做功，气体的内能增加，气体温度 升高，即T<T2在温度T1时，分子速率分布曲线的峰值位于 较低的速率区间：在温度T,时，分子速率分布曲线的峰值向 右移动，位于较高的速率区间.故选A. 3.C解析：A.由分子热运动的无规则性可知，T2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T,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T2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T1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.温度降低，气体分子的平均速率减小，模拟温度 降低对气体压强的影响时，应该降低释放位置，而增加黄豆 数量是模拟提高气体分子密度对气体压强的影响，故A错 误；B.温度升高，气体分子的平均速率增大，模拟温度升高 对气体压强的影响时，应将释放位置升高，故B正确：C.体 参考答案与解析 积减小，气体分子密度增大，模拟体积减小对气体压强的影 响时，应该增加黄豆数量，而升高释放位置则是模拟增大气 体分子的平均速率对气体压强的影响，故C错误：D.体积增 大，气体分子密度减小，模拟体积减小对气体压强的影响时， 应该减少黄豆数量，故D错误故选B. 黑题应用提优 1.B解析：A.从10℃的湖底缓慢移动至温度为14℃的湖面 的过程中，所有气体分子的平均动能增大，气体分子的平均 速率增大，并不是所有气体分子速率均增大，故A错误； B.环境温度缓慢升高，气体分子的平均动能增大，气体分子 对玻璃瓶壁碰撞的平均撞击力增大，故B正确：C.由于分子 数密度不变，气体分子的平均速率增大，单位时间内与单位 面积玻璃瓶壁碰撞的分子数增多，故C错误：D.由于分子数 密度不变，气体分子间的距离不变，作用力不变，故D错误 故选B. 2.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>Pg, 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=Po,故C错误；D.当温度升高时，P4P不变， PcPn变大，故D正确.故选D. 3.C解析：A.温度升高，分子平均动能增大，热运动更剧烈， 故A错误：B.温度升高，速率大的分子占比增加，平均动能 应增大，故B错误：C.温度升高使分子平均速率增大，但气 压降低表明分子数密度减小，单位时间撞击单位面积的分子 数减少，故C正确；D.温度升高仅影响分子平均速率，无法 确定每个分子的速率变化，故D错误.故选C. 4.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T, 所以曲线2与曲线1对应的氧气分子平均速率不相等， 故AC错误：B.T、T,温度下，实线1、2相交于一点，即该速 率区间的分子数占比相同，故B正确；D.将T1、T2温度下的 氧气混合后，温度不会比T,的温度更低，故对应的分子速 率分布规律曲线不可能是图中的虚线，故D错误故选B. 压轴挑战 5.D解析：由题设可知，一个气体分子每与器壁碰撞一次，给 器壁的冲量大小为△1=2m,以器壁上面积为S的部分为 底。4：为高构成柱体，则其内有。的气体分子在△：时间内 与该柱体的底发生碰撞，碰撞的分子数为N=xnxS×wA, 6 则△t时间内气体分子给器壁的冲量为I=N·△1= a=3nSmw2,则气体对 Smw心A,器壁受到的压力为F=人=1S 黑白题03