1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 分层作业 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为1∶500，用注射器和量筒测得1mL上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开。 (1)本实验中做了三点理想化假设： ①将油酸分子视为球形； ②________； ③油酸分子是紧挨在一起的。 (2)测得油膜的面积约为160cm2，则油酸分子的直径是________m； (3)某同学计算出的结果明显偏大，可能的原因是（　　） A．油酸中含有大量酒精 B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 C．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数少记了几滴 2．在用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中： (1)该实验过程中，体现的物理思想方法是________。 A．理想模型法 B．控制变量法 C．等效替代法 (2)若实验时痱子粉撒得太厚，会导致所测的分子直径________（选填“偏大”或“偏小”）； (3)若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数________（用题中给出的物理量符号表示）。 3．(1)用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径___________； (2)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为___________。（选填选项前的字母） A．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多记录了几滴 B．计算油膜面积时，方格数数多了 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 4．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．图中正确的操作步骤顺序是：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 D．坐标纸上画好油膜轮廓后，计算面积数格子时，不足半个格子要舍去。 (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滴溶液体积为1 mL，取1滴该溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为______cm3。 (3)3个实验小组分别得到以下油膜形状，其中最理想的是______。 A． B． C． B层 5．在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。 (1)该实验体现了理想化模型的思想，下列说法中不属于本实验的理想假设的是________ A．把油酸分子简化为球形 B．认为油酸分子紧密排列，油酸在水面上形成单分子油膜 C．油酸不溶于水 (2)下图是实验的部分操作步骤，下列说法正确的是________ 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 (3)①实验时，将1滴配制好的浓度0.1%（即每油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL）的油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面上尽可能散开，待液面稳定后，把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示，图中正方形小方格边长为1.0 cm，则油膜的面积S约为________。 ②若已知75滴油酸酒精溶液的总体积为，则由①中的数据所测得的油酸分子直径约为________（保留一位有效数字）。 (4)关于实验误差，下列说法正确的是________ A．撒石膏粉过厚，油膜未充分展开，导致分子直径测量值偏大 B．计算油膜面积时，未计入所有边缘不满格面积，导致分子直径测量值偏小 C．若未等油酸完全扩散即描绘轮廓，油膜面积偏小，直径测量值偏大 D．用量筒测出溶液的滴数时，多数了滴数，导致计算出的分子直径偏大 6．某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。 (1)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油酸分子看成球形且紧密排列。这体现的物理思想方法为___________（填选项前的字母）。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想化模型法 (2)下列所给实验操作中，有一些是完成实验必需且正确的。把它们选出来并按操作先后顺序依次排列为：D、B、___________ （用选项前的字母补充完整）。 A．               B．               C． D．               E.                  F. (3)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于___________（填选项前的字母）。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴 D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 (4)已知实验室中使用的酒精油酸溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种酒精油酸溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。油酸分子的直径d=___________m。（结果保留两位有效数字） C层 7．油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中含有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm，试问∶ (1)这种估测方法是将每个油酸分子视为___________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为___________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。 (2)图中油酸膜的面积为___________m2；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m。 （结果保留两位有效数字） (3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是___________。 A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数； D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 8．测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。 (1)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，采用了三条理想化假设分别是将油膜看成________；不考虑各油酸分子间的________；将油酸分子看成________。 (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是：________。 A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用 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 (3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干。已知分子直径数量级为10-10 m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为_______％（保留两位有效数字）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 分层作业》参考答案 1．(1)油膜看成单分子层 (2) (3)BC 【详解】（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；油膜看成单分子层；油酸分子是紧挨在一起的。 （2）1滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积为 则油酸分子的直径为 （3）某同学计算出的结果明显偏大，根据 A．油酸中含有大量酒精不会造成影响，因为酒精最终挥发或者溶于水，故A错误； B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积S测量值偏小，使得分子直径测量值偏大，故B正确； C．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数少记了几滴，则纯油酸的体积测量值偏大，使得分子直径测量值偏大，故C正确。 故选BC。 2．(1)A (2)偏大 (3) 【详解】（1）用“油膜法”估测分子大小的实验中，是将油酸分子近似看成球形，并且油膜呈单分子分布的、分子间没有空隙。以上思路是将油膜想象成一种理想模型，故体现的物理思想是理想模型法。 故选A。 （2）若实验时痱子粉撒得太厚，油酸分子无法充分展开，测得油膜面积会偏小，根据，则会导致所测的分子直径偏大。 （3）一个油酸分子的质量为 则阿伏加德罗常数为 3．(1) (2)C 【详解】（1）油膜法假设油酸分子为球形且紧密排列成单分子层，此时油膜厚度等于分子直径，即 （2）A．滴数多记录几滴，则计算出的每滴溶液体积偏小，纯油酸体积V偏小，根据 可知d偏小，故A错误； B．方格数数多了，则油膜面积S偏大，根据 可知d偏小，故B错误； C．油膜未充分展开，则油膜面积S偏小，根据 可知d偏大，故C正确。 故选C。 4．(1)BD (2)2.0×10-5/2×10-5 (3)C 【详解】（1）A．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，故A错误； B．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，浓度发生变化，实验有误差，故B正确； C. 应等油酸完全散开稳定后才开始描绘油膜轮廓，故C错误。 D．画好油膜轮廓后，计算面积数格子时，不足半个格子要舍去，故D正确。 故选BD。 （2）根据题意可知，1滴这样的溶液中的油酸体积为mL （3）最理想的情况是爽身粉很薄，容易被油酸酒精溶液冲开，近似圆形。 故选C。 5．(1)C (2)B (3) 【到之间都对】 (4)AC 【详解】（1）[1]油膜法的理想假设是：1、把油酸分子看作球形；2、油膜是单分子层，且分子紧密排列。故选C。 （2）[1]操作顺序：丙（记录滴数）→乙（撒粉）→丁（滴油酸溶液）→甲（描绘轮廓），A 错误。 油酸酒精溶液久置后酒精会挥发，浓度改变，不能搁置太久，B 正确。 滴入溶液后需等油膜稳定再描绘轮廓，C 错误。 故选B。 （3）[1]数方格，不足半个舍去，大于半个算一个，方格约 130 个，，总面积 [2]每滴溶液体积： 纯油酸体积： 直径公式：（保留一位有效数字） （4）[1]A．撒粉过厚，油膜未充分展开，面积S偏小，偏大 ，A正确； B．未计入边缘不完整方格，偏小，应偏大，B 错误； C．未等油膜稳定就描绘轮廓，偏小，偏大 ，C正确； D．多数了滴数，每滴体积滴偏小，偏小，D 错误 ； 故选AC。 6．(1)C (2)EFC (3)D (4) 【详解】（1）将油酸分子看成球形且紧密排列，忽略了分子间的间隙和分子形状的不规则性，建立了一个理想化的物理模型，这体现的物理思想方法为理想化模型法。 故选C。 （2）实验操作步骤为：配制油酸酒精溶液；用注射器测出一滴溶液的体积（D）；往浅盘里倒入水（B）；往水面上撒痱子粉（E）；滴一滴油酸酒精溶液（F）；待油膜形状稳定后，描绘油膜形状（C）；数格子计算面积；计算分子直径。故顺序为DBEFC。 （3）A．油酸未完全散开，导致油膜面积偏小，由可知偏大，故A错误； B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，导致偏小，偏大，故B错误； C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，导致算出的一滴溶液体积偏大，纯油酸体积偏大，偏大，故C错误； D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，溶液浓度变大，滴入水中的纯油酸体积变大，油膜面积变大，而计算时仍按原浓度计算，导致偏小，故D正确。 故选D。 （4）一滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积 由图可知，油膜所占方格数约为56个，则油膜面积 油酸分子的直径 7． 球体 单分子 4.4×10-2 2.7×10-10 ACD 【详解】(1)[1][2]这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。 (2)[3]大半个记1个，少半个记0。图中油酸膜的面积为 [4]1滴溶液中油酸的体积为 油酸分子的直径是 (3)[5] A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，根据 ，体积偏大，直径偏大，A正确； B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，使得S偏大，根据，直径偏小，B错误； C．大半个记1个，少半个记0，计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数，使得S偏小，根据，直径偏大，C正确； D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，使得S偏小，根据，直径偏大，D正确。 故选ACD。 8． 单分子油膜 间隙 球形 B 0.11 【详解】(1)[1][2][3]计算分子直径是根据体积与面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形； (2)[4]实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度，使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，也就是为了减小系统误差，B正确，ACD错误。 故选B。 (3)[5]根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，油酸酒精溶液浓度最大。一滴溶液中油酸的体积 V0=dS=10-10 m×0.22 m2=2.2×10-11 m3 一滴油酸酒精溶液的体积 则此油酸酒精溶液的浓度为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $