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

**基本信息** 分层设计清晰，从基础原理到方法迁移，通过实验操作、数据处理、误差分析的递进，巩固油膜法测分子大小的核心知识，培养科学思维与探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|基础原理与基本计算|选择、填空结合，考查理想化模型假设（分子球形、单分子层）及纯油酸体积计算，夯实物理观念| |B层|综合计算与误差分析|结合图像的面积估算（方格计数）及误差原因分析（油膜未散开），深化科学推理| |C层|方法迁移与实验设计|跨情境应用（测细铁丝横截面积）及实验步骤排序，提升科学探究能力|

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．在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得125滴这样的溶液为1mL。在浅盘里盛上水，将爽身粉均匀地撒在水面上。然后，用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，计算出轮廓内有256个小方格，每个小方格的面积为1cm2。 (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 C．油酸在水面上形成单分子油膜 D．油酸不溶于水 (2)1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是___________m3，实验测出油酸分子直径的大小为___________m。（结果均保留两位有效数字） 2．(1)在利用油膜法估算油酸分子大小实验中，我们应用了理想化模型的思想，实验中理想的假设有______。 A．油酸不溶于水 B．把油酸分子视为球形 C．油酸在水面上充分散开形成单层分子油膜 D．油酸分子是紧挨着的不考虑分子间空隙 (2)其实验步骤如下： a．溶液配制：在1mL纯油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为400mL，用注射器将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得60滴溶液体积为1mL。 b．油膜制备：向浅盘中装入约2cm深的水，并撒上爽身粉，将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上。 c．面积测量：将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，（如图所示）数出轮廓中的方格数（正方形小方格的边长为2cm），求出油膜总面积S。 d．数据计算：油酸分子的直径d=______m（结果保留2位有效数字）。 (3)某同学实验中最终得到的计算结果明显偏大，对出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是______。 A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 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．配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精多倒了一点，导致油酸酒精溶液浓度低 3．某学习小组进行“油膜法估测油酸分子的大小”实验。 (1)该实验中，将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是__________。 A．等效替代法 B．理想模型法 C．控制变量法 D．比值定义法 (2)测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V，根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，数出轮廓范围内正方形的个数，整格的为个，多于半格不足整格的数量为个，已知每格的面积为，则油酸分子的直径为___________。 4．某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将纯油酸溶于酒精，制成了的油酸酒精溶液，并测得这样的溶液有100滴。 (1)该同学将1滴溶液滴入撒有爽身粉的盛水浅盘中，则滴入浅盘中的油酸的体积为________。 (2)待水面稳定后，将带有正方形小方格的玻璃板放在浅盘上，描出的油膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为，则油酸分子的直径为________m。 B层 5．“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下： ①向体积为1mL的油酸中加酒精，直至总量达到500mL； ②用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1mL； ③往浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20mm。 请回答下列问题：（结果均保留两位有效数字） (1)将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是________； (2)油酸薄膜的面积为________mm²； (3)油酸分子直径是________m； (4)某同学在实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能是由于________ A．油酸分子未完全散开 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．油酸中含有大量酒精 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数多计了10滴 6．某同学利用油膜法估测油酸分子的大小。 (1)本实验用到的物理研究方法是___________。 A．控制变量法 B．理想模型法 C．极限思维法 (2)在实验中，计算结果明显偏大，可能是由于___________。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时舍去所有不足一格的方格 C．求每滴体积时，1mL 溶液的滴数多记了10滴 (3)在做“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有油酸2mL，用滴管向量筒内滴100滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL，若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示（以下结果均保留两位有效数字）。 ①若每一小方格的边长为25 mm，则油酸薄膜的面积约为___________m²。 ②一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为___________m³。 ③由以上数据，估算出油酸分子的直径约为___________m。 C层 7．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，有两个非常巧妙的设计，请你借鉴这两个设计思路，完成以下实验： (1)现需要在一个烧杯中倒入食盐供以后做实验用，但现有的电子秤最小只能称的质量，怎么办？请定量地具体说明操作的步骤。 (2)有一小捆粗细均匀的细铁丝，要较精确地测量细铁丝的横截面积，你认为应该怎样测量？说出所需的器材和测量方法。 8．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下：   A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓中的方格数（正方形小方格的边长为2cm），求油膜面积S（如图所示） B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上 C．向浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉或细石膏粉 D．用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径 E．在1mL纯油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为1000mL， F．用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得60滴溶液体积为1mL。 （1）上述实验步骤的合理顺序是：E______ （2）根据上述数据，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL；（保留2位有效数字） （3）根据上述数据及图中的面积，估测出油酸分子的直径是______m；（保留2位有效数字） （4）在浅盘中的水面上撒上痱子粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中后，下列现象或判断正确的是( ) A．油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些 B．油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定 （5）关于本实验下列说法正确的有( ) A．选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜 B．若油酸没有充分散开，油酸分子直径的计算结果将偏小 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大 D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小 E．结束实验时，需要将水从浅盘的一角倒出，在这个角的边缘会遗留少许油酸。为了保持浅盘的清洁，不影响下次使用，可以用适量清水清洗，并用脱脂棉擦去。 （6）该实验体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有______。 A．把油酸分子视为球形                 B．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜 C．油酸分子是紧挨着的没有空隙         D．油酸不溶于水 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)D (2) 【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，油酸分子形成单层分子膜，油酸分子是紧密排列在一起的；不属于理想假设的是油酸不溶于水。 故选D。 （2）[1] 1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为 [2]由题可知，油膜面积为 则油酸分子的直径为 2．(1)BCD (2)8.3×10−10（8.3×10−10~8.6×10−10） (3)AC 【详解】（1）在利用油膜法估算油酸分子大小实验中，我们应用了理想化模型的思想，实验中理想的假设有把油酸分子视为球形、认为油酸在水面上充分散开形成单层分子油膜、油酸分子是紧挨着的不考虑分子间空隙。 故选BCD。 （2）1滴溶液中纯油酸的体积 根据“数格子”的规律，油膜面积 根据 解得 （3）A．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，结合上述可知，油酸分子的直径测量值偏大，故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，导致油膜面积测量值偏大，结合上述可知，油酸分子的直径测量值偏小，故B错误； C．配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精多倒了一点，导致油酸酒精溶液浓度低，而数据处理时，仍然按照较高浓度计算，导致，纯油酸体积测量值偏大，结合上述可知，油酸分子的直径测量值偏大，故C正确。 故选AC。 3．(1)B (2) 【详解】（1）将实际的油酸分子简化为球形，忽略次要因素、构建理想化的研究对象，这种方法是理想模型法。 故选B。 （2）计算油膜面积的规则是整格全部计数，多于半格按1格计数、不足半格舍去，因此油膜总面积为 油膜法认为油酸薄膜是单分子层，分子直径等于纯油酸体积除以油膜总面积，因此分子直径 4．(1) (2) 【详解】（1）将1滴溶液滴入撒有爽身粉的盛水浅盘中，则滴入浅盘中的纯油酸的体积为 （2）由图1可数得油膜的面积为，则油酸分子的直径为 5．(1)使油酸在水面上容易形成单分子层油膜 (2)4.5×104./4.6×104 (3)4.3×10-10/4.4×10-10 (4)AB 【详解】（1）将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是使油酸在水面上容易形成单分子层油膜。 （2）图中油膜覆盖面积约为115个小方格，且每个小方格面积为，则油膜面积 （3）题意可知一滴油酸酒精溶液所含纯油酸体积 则油酸分子直径 （4）A．油酸分子未完全散开，S偏小，则d偏大，故A正确； B．计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格，S偏小，则d偏大，故B正确； C．油酸中含有大量酒精，不影响纯油酸体积计算，对d无影响，故C错误； D．1mL溶液滴数多计10滴，会使一滴油酸酒精溶液所含纯油酸体积V偏小，则d偏小 ，故D错误。 故选AB。 6．(1)B (2)AB (3) 【详解】（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们把油酸分子看成是球形的，并且认为油酸分子是紧密排列的，这种将实际的油酸分子简化为理想的球形模型来进行研究的方法，属于理想模型法。 故选B。 （2） A．油酸未完全散开，则测量的面积明显偏小，根据可知，分子直径的计算结果明显偏大，故 A正确； B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则测量的面积明显减小，根据可知，分子直径的计算结果明显偏大，故B正确； C．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL 溶液的滴数多记了10滴，则平均每滴油酸酒精溶液体积的计算结果偏小 根据可知，分子直径的计算结果偏小，而不是计算结果明显偏大，故C错误。 故选AB。 （3） [1] 油膜在坐标纸上约占70个格，则油酸薄膜的面积约为 [2] 一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 [3] 油酸分子的直径约为 7．(1)见解析；(2)见解析 【详解】(1)①用电子秤称取1g食盐，②将此食盐在量筒中加水溶解至100ml，③用细管取1ml溶液至蒸发皿，加热，待水蒸发完后，得到的食盐就是0.01g。 (2)器材：刻度尺、水、量筒、一段金属丝（5m左右）。 测量方法：①用刻度尺测出金属丝的长度 ，②将金属丝浸入盛有一定量水的量筒中，记录体积变化量，③根据体积公式得出金属丝的横截面积为 。 8． FCBAD A AC ABC 【详解】（1）[1]上述实验步骤的合理顺序是：EFCBAD。 （2）[2]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积 （3）[3]由于每格边长为2cm，则每一格就是4cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出60格，则油酸薄膜面积为 S=60×4cm2=2.4×10-2m2 由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为 （4）[4]油酸酒精溶液没有完全展开前，油酸分子间所夹的酒精分子，即没与水接触，也没与空气接触，但是却增大了油酸的体积。使得展开后的面积较大，而一旦展开后，酒精分子溶于水或挥发，则油酸分子要填补原来酒精分子留下的空隙，所以油酸形成的油膜的面积又会略有收缩，A正确，B错误。 故选A。 （5）[5]A．计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，所以选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜，故A正确； B．计算油酸分子直径的公式是，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分散开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，选项C正确； D．计算时把向量筒中滴入1mL油脂酒精溶液时，滴数少数了几滴，浓度升高，则d偏大，选项D错误。 E．油酸不溶于水，应用酒精清洗，E错误。 故选AC。 （6）[6]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验中理想假设有：①让油膜尽可能散开，形成单分子层；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间空隙；油酸本身不溶于水，不是理想假设。故ABC正确，D错误。. 故选ABC。 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 $