（19）油膜法估测分子的直径——2024届高考物理一轮复习实验大通关
1.（1）在“用单分子油膜法估测分子大小”实验中，在蒸发皿内盛一定量的水，正确操作的是________。
A.在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
B.先滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，再在水面上撒上痱子粉
（2）实验中，false油酸酒精溶液中有纯油酸3.0mL，用注射器测得1.0mL上述溶液中有50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为2cm。（计算结果均保留两位有效数字）
①油膜的面积____________false；
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____________mL；
③根据①、②数据，估算出油酸分子的直径约__________m；
（3）实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，原因是___________。
2.（1）如图所示的四个图是“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是_______（用符号表示）。
（2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位同学获得如下数据：体积为V的油酸酒精溶液共有N滴；滴入1滴这样的溶液到准备好的水面上撒有痱子粉的盛水的浅盘里，散开后的油膜面积为S。用以上题中给出的符号表示分子直径d的大小为false_______。（3）该同学将实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测得的数据偏大，则出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是__________。
A.油酸未完全散开
B.油酸酒精溶液浓度低于实际值
C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格
D.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸体积进行计算
3.某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径”的实验，已知油酸酒精溶液的浓度为每false溶液中有纯油酸6 mL。用注射器抽得上述溶液2 mL，现缓慢地滴出1 mL溶液，共有溶液滴数为50滴。把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，在刻有小正方形的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示，小正方形方格的边长为20 mm。
试求:
（1）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为_______mL；
（2）据此可估算出油酸分子的直径为__________m（保留一位有效数字）；
（3）在该实验中，会使测算结果偏大的操作是_______。
A.撒的痱子粉过多
B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C.求每滴溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴
D.将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
4.某实验小组做“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）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）。
（2）某次实验时，滴下油酸酒精溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图案的可能原因是___________。
A.盆中装的水量太多
B.爽身粉撒得太多，且厚度不均匀
C.盆太小，导致油酸无法形成单分子层
5.某同学在实验室做“油膜法估测油酸分子的大小”的实验：
（1）该同学在配制油酸酒精溶液时，某次测量结果如图甲所示，则量筒的读数为________mL；
（2）已知该同学所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测得N滴油酸酒精溶液的体积为V。1滴该溶液在底面刻有正方形小方格的浅盘中散开，稳定后如图乙所示。已知每个小方格所对应的油膜面积为S，则油酸分子的直径false_________（用本问中所给的信息和物理量符号表示）;
（3）该同学发现自己所测得的实验结果比理论值偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是_______。
A.油酸未完全散开
B.油酸酒精溶液浓度的测量值比真实值低
C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格
D.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
6.在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学按如下操作：
A.在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积；
B.在装有水、水面撒有适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，待薄膜形状稳定；
C.将玻璃板放在浅盘上，将油膜形状描绘在玻璃板上；
D.将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径.
（1）其中操作不合理的步骤是_______.
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是________.
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.有助于测量一滴油酸的体积
C.对油酸起到稀释作用
D.有助于油酸的颜色更透明便于识别
（3）已知油酸酒精溶液中油酸体积占比例为k，n滴油酸溶液体积为V，一滴油酸溶液形成油膜的面积为S，则油酸分子的直径为________.
7.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，实验简要步骤如下：
A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积S；
B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描绘在玻璃板上；
C.用浅盘装入约2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；
D.取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的油酸酒精溶液；
E.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V；
F.用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数；
G.由false得到油酸分子的直径d.
（1）实验步骤的合理顺序是_______.（填写字母编号）
（2）在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是________.
（3）若所用油酸酒精溶液的浓度约为每false溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸的轮廓形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，由此可估测油酸分子的直径是_________m.（结果保留一位有效数字）
8.在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，有下列实验步骤：
①往边长约40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子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，待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，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。
④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的体积。
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。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是__________。（填写步骤前面的序号）
（2）将false的油酸溶于酒精，制成false的油酸酒精溶液，测得false的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是false。由此估算出油酸分子的直径为____m。（结果保留1位有效数字）
（3）某同学做完实验后，发现自已所测的分子直径明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。
A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C.计算油膜面积时，将不完整的方格均视为完整方格处理
D.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
答案以及解析
1.答案：（1）A（2）false；false；false（3）见解析
解析：（1）应先在水面上撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定后，会形成清晰的油膜轮廓。
故选A。
（2）油膜总共占了75个格，因此油膜的面积
false
每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积
false
根据false可得油酸分子的直径
false
（3）由于油酸酒精溶液在水面上扩散开来，而酒精迅速溶于水，因此油膜先扩散；散开后由于油膜分子间的引力，使面积尽可能收缩因此又收缩了些。
2.答案：(1)dacb
(2)false
(3)AD
解析：本题考查“用油膜法估测分子的大小”实验。
（1）“用油膜法估测分子的大小”实验的步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是dacb。
（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积false，1滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为S，则分子直径大小为false。
（3）由（2）可知，若油酸未完全散开，S偏小，则测得的分子直径将偏大，故A正确；如果油酸酒精溶液的浓度低于实际值，则测得的分子直径将偏小，故B错误；计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格时，S将偏大，则测得的分子直径将偏小，故C错误；错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸体积进行计算，可知油酸体积偏大，则测得的分子直径将偏大，故D正确。
3.答案：（1）false
（2）false
（3）ABD
解析：本题考查“用油膜法估测分子直径”实验的实验操作与数据处理。
（1）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
false。
（2）油膜的面积可从玻璃板上得到，所围方格中，面积超过一半的按一格算，小于一半的舍去，根据题图可得共有57个方格，故油膜面积为false，油酸分子的直径false。
（3）水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致测算结果偏大，故A正确；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，故B正确；求每滴溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，由false可知，求得的每滴溶液中纯油酸的体积将偏小，则测算得到的分子直径将偏小，故C错误；计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸，体积偏大，则测算结果偏大，故D正确。
4.答案：（1）B、F、E、C
（2）B
解析：（1）“用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤：用滴管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的体积，再计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积；往边长约40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，水面稳定后将适量爽身粉均匀撒在水面上；用滴管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；将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据纯油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作的排列顺序为D、B、F、E、C。
（2）出现题中图案的可能原因：爽身粉撒得太多，且厚度不均匀，导致油酸没有均匀散开，故选B。
5.答案：（1）59.0（58.8~59.2均正确）
（2）false（方格数为69~73均正确）
（3）AD
解析：（1）按凹液面读数并估读，测量筒的读数为59.0 mL。
（2）1滴该纯油酸体积为false，油膜面积为false，则油酸分子的直径为false。
（3）根据false可知，测得的实验结果比理论值偏大，可能的原因是：
油酸未完全散开导致油膜面积偏小，可导致分子直径测量值比理论值偏大，故A正确。
油酸酒精溶液浓度的测量值比真实值低，会导致测量值比理论值偏小，故B错误。
计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格会使油膜面积偏大，而使分子直径测量值比真实值偏小，故C错误。
将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会导致分子直径测量值比真实值偏大，故D正确。
6.答案：（1）A（2）C（3）false
解析：（1）要测出一滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入n滴溶液，测出其体积为V，则一滴该溶液的体积为false，A错误，B、C、D正确.
（2）如果油酸不加稀释，其形成的油膜面积很大，不便于测量，油酸可以溶于酒精，因此酒精的作用是对油酸起到稀释作用，A、B、D错误，C正确.
（3）一滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积false，一滴油酸酒精溶液形成油膜面积为S，那么油酸分子直径为false.
7.答案：（1）DFECBAG（2）建模法（3）false
解析：（1）本实验中必须测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，故必须先求出一滴油酸酒精溶液的体积，因此实验过程中应该求出一定体积的油酸酒精溶液的滴数；油酸薄膜的边缘在水中不易观察和画出，因此需要在浅盘中倒入水后，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上.根据实验的原理安排实验步骤，合理的顺序是DFECBAG.
（2）此实验把分子看成球体，是建立理想模型的方法.
（3）由题图可知，油膜所占方格数约为129个（128~130均正确），则油膜的面积为false，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积false，油酸分子的直径为false.
8.答案：（1）④①②⑤③
（2）false
（3）AB
解析：（1）“用油膜法估测油酸分子大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴油酸酒精溶液的体积false（题中的④）→准备浅水盘（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘（⑤）→测量油膜面积（③）→计算分子直径（③），则正确的顺序是④①②⑤③。
（2）一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴油酸酒精溶液的体积×配制比例false，则油酸分子的直径false。
（3）根据false可知，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，则计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，A正确；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大，B正确；计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则计算的面积S偏大，会导致计算结果偏小，C错误；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，D错误。
