1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课时练习 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 聚焦“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，通过基础认知与综合应用分层设计，构建从实验操作到数据处理的知识巩固路径，培养科学思维与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|实验操作规范、现象分析、误差来源|以选择题（1-4题）考查滴液操作、爽身粉使用等基础考点，强化实验步骤记忆| |综合应用层|实验步骤排序、数据处理、误差计算|通过填空与计算题（5-8题）整合步骤排序（如第7题）、分子直径计算（如第5题），结合图像分析，提升科学探究与模型建构能力|

2　实验：用油膜法估测油酸分子的大小 1.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,下列操作正确的是(　　) A.滴入液滴时,滴管下端应远离水面 B.应先滴入油酸酒精溶液,后将爽身粉均匀地撒在水面上 C.待油酸薄膜形状稳定后,在玻璃板上描下油酸膜的形状 D.向量筒中滴5滴溶液,测出5滴溶液的体积,算得1滴溶液的体积 2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,下列说法正确的是(　　) A.实验时观察到油膜的面积先增大后不变 B.将油酸分子看成球形且紧密排列,体现的是等效替代法的物理思想方法 C.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量杯,若100滴溶液的体积是1 mL,则1滴溶液中含有纯油酸10-2 mL D.在向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时,滴数多记了几滴,分子直径的计算结果将偏小 3.为了减小“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验误差,下列方法可行的是(　　) A.为使油酸和酒精充分混合,配成的溶液需静置较长时间 B.将油酸酒精溶液滴在水面上时,滴管和水面的距离需要近一些 C.为清晰显示油膜的边界,滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉 D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状 4.某兴趣小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好爽身粉的水盘,下列说法正确的是(　　) A.为便于形成单分子油膜,配成的油酸酒精溶液浓度要高一些 B.为清晰显示油膜的边界,应滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉 C.滴入油酸酒精溶液后,出现如图所示的图样是因为爽身粉撒得太少太薄 D.为减小实验误差,选用的玻璃板上正方形方格要小一些 5.某实验小组完成“用油膜法估测油酸分子的大小”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,并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验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.理想模型法 (2)该小组进行下列实验操作,请选出需要的实验操作,并将它们按操作先后顺序排列:D、　　　(用字母符号表示)。  (3)某同学在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,计算结果明显偏小,可能是由于　　　　。  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,1 mL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油酸酒精溶液每104 mL溶液中含有2 mL油酸,又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1 mL,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1 cm的正方形小格的纸上(如图所示)。油酸分子的直径d=　　　　 m。(结果保留一位有效数字)  6.在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,所用油酸酒精溶液的浓度为η,测得1 mL油酸酒精溶液的滴数为n,在水面上滴上1滴油酸酒精溶液,待油膜形状稳定后,将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描下油膜的形状,数出对应的方格个数为N,方格的边长为1 cm,则(　　) A.油酸分子的直径为 cm B.油酸分子的直径为 cm C.形成油膜的油酸分子个数为 D.形成油膜的油酸分子个数为 7.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,有下列实验步骤: ①往浅盆里倒入适量的水,待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定。 ③将玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,从而估算出油酸分子直径的大小。 ④将8 mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液,用注射器将溶液一滴一滴地滴入量筒中,每滴入100滴,量筒内的溶液增加1 mL。 ⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 (1)上述步骤中,正确的顺序是　　　　　　(请填写步骤前面的数字序号)。  (2)完成本实验需要几点假设,以下假设与本实验无关的是　　　　。  A.将油酸分子视为球形 B.油膜中分子沿直线排列 C.将油膜看成单分子层 D.油酸分子紧密排列无间隙 (3)油膜形状稳定后,数得油膜所占格数约为81格(已知坐标纸正方形小方格的边长为1 cm),则可估算出油酸分子的直径约为　　　　　 m(结果保留一位有效数字)。  (4)实验后,某小组发现自己所测得的分子直径d明显偏小,出现这种情况的可能原因是　　　　。  A.水面上爽身粉撒得太多,油膜没有充分展开 B.求每滴溶液体积时,1 mL溶液的滴数少计了10滴 C.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 D.油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 8.(2026南通阶段检测)在“用油膜法估测油酸分子的大小”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103 mL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　　　　 m2。  ②若已知75滴油酸酒精溶液的总体积为1.0 mL,则由①中的数据所测得的油酸分子直径d约为　　　　 m(保留1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S偏小,直径测量值偏大 D.用量筒测出1 mL溶液的滴数时,多数了滴数,导致计算出的分子直径偏大 参考答案 1.C　 解析 滴入液滴时,滴管下端应靠近水面,防止液滴飞溅,故A项错误;实验时应先把爽身粉均匀地撒在水面上,再滴油酸酒精溶液,这样可以形成边界清晰的油膜,易于对油膜面积测定,故B项错误;待油酸薄膜形状稳定后,在玻璃板上描下油酸膜的形状,故C项正确;向量筒中滴5滴溶液,滴数太少,算得1滴油酸溶液体积时误差较大,故D项错误。 2.D　 解析 实验时观察到油膜的面积先扩张后收缩,原因是油酸酒精溶液中的酒精溶于水中,故A项错误;将油酸分子看成球形且紧密排列,体现的是理想模型法的物理思想方法,故B项错误;用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量杯,若100滴溶液的体积是1 mL,则1滴油酸酒精溶液的体积为10-2 mL,含有的纯油酸的体积小于10-2 mL,故C项错误;在向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时,滴数多记了几滴,则计算得出的一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积偏小,根据d=可知油酸分子直径的计算结果将偏小,故D项正确。 3.B　 解析 酒精易挥发,静置较长时间油酸分子浓度会变大,为减小误差,溶液应现配现用,A错误;油酸酒精溶液滴在水面上时,应使滴管竖直、靠近水面,若离水面太高,可能无法形成油膜,故将油酸酒精溶液滴在水面上时,滴管和水面的距离需要近一些,B正确;为清晰显示油膜的边界,爽身粉要在滴入油酸酒精溶液前撒上,C错误;牙签拨弄油膜可能会形成间隙,同时会带走部分油酸,形成的油膜是单分子层油膜即可,对油膜形状没有要求,D错误。 4.D　 解析 为便于形成单分子油膜,配成的油酸酒精溶液浓度要适当低一些,故A项错误;正确操作步骤应为在水面上先撒上爽身粉,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定,故B项错误;由题图可知油膜没有充分展开,说明水面上爽身粉撒得太多太厚,故C项错误;为减小实验误差,选用的玻璃板上正方形方格要小一些,故D项正确。 5.(1)C　(2)B、F、E、C　(3)D　(4)7×10-10 解析 (1)实验中要让油酸在水面尽可能散开,形成单分子油膜,并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想模型法。故选C。 (2)实验先配制好油酸酒精溶液,后在浅盘内倒入适量清水,在清水表面撒入适量爽身粉后,将一滴混合溶液滴入水中,等到油膜充分散开后,在玻璃板上描出油膜的边界线。所以按操作先后排列的顺序为D、B、F、E、C。 (3)油酸未完全散开,导致油膜面积测量值偏小,根据d=可知,计算结果明显偏大,故A错误;计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,导致油膜面积测量值偏小,根据d=可知,计算结果明显偏大,故B错误;求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数少记了10滴,导致一滴溶液中油酸的体积测量值偏大,根据d=可知,计算结果明显偏大,故C错误;油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多,导致一滴溶液中油酸的体积测量值偏小,根据d=可知,计算结果明显偏小,故D正确。 (4)溶液的浓度为 a= 一滴溶液中纯油酸的体积 V=·a mL 油膜的面积 S=61×1×1×10-4 m2 油酸分子的直径 d= 解得 d≈7×10-10 m。 6.B　 解析 根据题意可得,1滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V=(mL),形成的面积为S=N(cm2),则油酸分子的直径为d=(cm),故A项错误,B项正确;根据题意可知,每个油酸分子体积为V0=,则形成油膜的油酸分子个数为N0=,故C、D项错误。 7.(1)④①②⑤③　(2)B　(3)1×10-9　(4)D 解析 (1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为配置油酸酒精溶液(④)→准备浅水盆,撒上爽身粉(①)→滴入油酸酒精溶液,形成油膜(②)→描绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积,计算分子直径(③)。故正确顺序为④①②⑤③。 (2)该实验中的理想化假设是把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜;不需要考虑分子间隙,把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子;将油酸分子视为球体模型。与本实验无关的是B选项。 (3)一滴油酸酒精溶液的体积为 V0= mL 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 V1= mL=8×10-6 mL 油膜的面积为 S=81×1×1 cm2=81 cm2 油酸分子的直径 d= m≈1×10-9 m。 (4)根据d=则有水面上爽身粉撒得太多,油膜没有充分展开,则测量得到的面积S偏小,导致结果偏大,故A项错误;求每滴溶液体积时,1 mL溶液的滴数计少了,则一滴油酸的体积增大了,会导致计算结果增大,故B项错误;将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算,则计算时所用的体积数值偏大,会导致结果偏大,故C项错误;油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度变大,则会导致计算结果偏小,故D项正确。 8.(1)C　(2)B　(3)1.30×10-2(1.27×10-2到1.30×10-2之间都对)　1×10-9　(4)AC 解析 (1)油膜法的理想假设是把油酸分子看作球形、油膜是单分子层,且分子紧密排列。故选C。 (2)操作顺序为丙(记录滴数)→乙(撒粉)→丁(滴油酸酒精溶液)→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。 (3)①数方格,不足半格舍去,大于半格算一格,方格约130个,总面积S=130 cm2=1.30×10-2 m2。 ②每滴溶液体积V滴= mL=×10-6 m3,纯油酸体积V=V滴×0.1%=×10-9 m3,直径公式d==1×10-9 m。 (4)撒粉过厚,油膜未充分展开,面积S偏小,d=偏大,A正确;未计入边缘不完整方格,S偏小,d应偏大,B错误;未等油膜稳定就描绘轮廓,S偏小,d偏大,C正确;多数了滴数,每滴体积V滴偏小,d偏小,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $