热学专题实验——《用油膜法估测油酸分子的大小》专项提升

修改时间：2024-11-05 浏览次数：2 类型：一轮复习编辑

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一、典型例题方法赏析

1. “用油膜法估测分子的大小”的实验
（1）“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是。
A．将油酸形成的膜看成单分子油膜
B．不考虑各油酸分子间的间隙
C．考虑了各油酸分子间的间隙
D．将油酸分子看成球形
（2）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于。
A．油酸未完全散开
B．油酸溶液浓度低于实际值
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴溶液体积时，滴入量筒中的溶液的滴数多记了10滴
（3）某同学做“用油膜法估测分子的大小”实验。现有配制好的油酸酒精溶液，溶液中酒精与油酸的体积比为a：b配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N滴。把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S。根据以上数据可估算出油酸分子直径为d=。

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2. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：

（1）将一滴油酸酒精溶液滴到水面上时，仔细观察会发现油膜的面积先很快变大，接着收缩，最后才稳定下来，其中油膜会收缩的原因是_____。

A . 水的表面张力 B . 油酸的表面张力 C . 油酸酒精溶液中的酒精溶于水并很快挥发

（2）如图所示，实验中得到两幅膜，图甲中油膜成“爆炸”形，图乙中粉膜变得“支离破碎”，关于这两幅膜的形成原因下列分析正确的是_____。

A . 图甲是因为注射器针头离水面太高 B . 图甲是因为注射器针尖较粗 C . 图乙是因为油酸酒精溶液的浓度太小了 D . 图乙是因为撒粉太少，粉膜太薄

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3. 某实验小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时。

（1）在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是（　　）

A . 等效替代法 B . 类比法 C . 理想模型法 D . 控制变量法

（2）下列操作中可能导致直径d偏小的是（　　）

A . 在配制油酸酒精溶液时，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偏小 B . 计算油膜面积时，只数了完整的方格数 C . 计算每滴溶液的体积时，1mL溶液的滴数多记了1滴 D . 计算油膜面积时，将不足半格的都算成一格

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4. 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 . 理想化模型法

（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 . 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）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：______。

A . B . C . D . E . F .

（4）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）。

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

（5）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）。油酸分子的大小 $\text{[math]}$ m。（结果保留一位有效数字）

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二、夯实基础提升能力

5. 测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。
在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取1mL油酸，倒入标注500mL的容量瓶中，再加入酒精后得到500mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标中每个小正方形方格的大小为 $\text{[math]}$ 。由图可以估算出油膜的面积是 $\text{[math]}$ 。由此估算出油酸分子的直径是m（保留1位有效数字）。

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6. （1）如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4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”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求：
①油酸膜的面积是 cm²：
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是，
③按以上实验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）若阿伏加德罗常数为N_A ，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为 $\text{[math]}$ 。则下列说法正确的是。
A.1kg油酸所含有分子数为 $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ 油酸所含分子数为 $\text{[math]}$
C.1个油酸分子的质量为 $\text{[math]}$ D．油酸分子的直径约为 $\text{[math]}$

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7. 在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，

（1）运用到的科学方法有、等。

（2）将 $\text{[math]}$ 的油酸溶于酒精，制成 $\text{[math]}$ 的油酸酒精溶液；测得 $\text{[math]}$ 的油酸酒精溶液有50滴。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为 $\text{[math]}$ 。由此估算出油酸分子的直径为m（结果保留一位有效数字）；

（3）（单选题）某小组测量出的油酸分子直径比教材上介绍的分子直径大几百倍，可能性最大的原因是（　　）

A . 计算油膜面积时，只数了完整方格的数目 B . 测量1滴油酸溶液体积时误将50滴记录为500滴 C . 误将1滴油酸酒精溶液的体积当作1滴油酸的体积 D . 油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

（4）（单选题）测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的（　　）

A . 摩尔质量 B . 摩尔体积 C . 质量 D . 体积

（5）本实验中油膜的形成是分子力的作用效果图甲为分子力F随分子间距r的变化图线，图乙为某同学参照图甲所做的分子势能 $\text{[math]}$ 随分子间距r的变化图线。请指出图乙的两个不合理之处：
1、；
2、。

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8. 某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，完成油酸分子大小测定．

（1）该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，下列有助于较准确完成实验的理想化方法有__________。

A . 分子都视为立方体形 B . 分子都能形成单分子油膜 C . 分子都是一个一个紧挨着排列的 D . 滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精溶液

（2）现有按酒精与纯油酸的体积比为 $\text{[math]}$ 配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约 $\text{[math]}$ 深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴。现用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S，则估算油酸分子直径的表达式．

（3）关于本实验下列说法正确的有__________

A . 油酸酒精溶液长时间放置，会使分子直径的计算结果将偏大 B . 若油酸没有充分散开，会使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，会使分子直径的计算结果将偏小 D . 在向量筒中滴入 $\text{[math]}$ 油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果将偏大

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三、思维提升创新应用

9. 某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，完成油酸分子大小测定。

（1）该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，下列有助于较准确完成实验的理想化方法有（）

A . 分子都视为立方体形 B . 分子都能形成单分子油膜 C . 分子都是一个一个紧挨着排列的 D . 滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精溶液

（2）现有按酒精与纯油酸的体积比为a∶b配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴。现用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示（已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去）。则估算油酸分子直径的表达式。

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10. 某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，完成油酸分子大小测定。

（1）该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，下列有助于较准确完成实验的理想化方法有（）

A . 分子都视为立方体形 B . 分子都能形成单分子油膜 C . 分子都是一个一个紧挨着排列的 D . 滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精溶液

（2）现有按酒精与纯油酸的体积比为a∶b配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴。现用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示（已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去）。则估算油酸分子直径的表达式。

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11. 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）该同学进行了如下操作，正确的操作顺序是；
①将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，用数格的方法估算出油膜的面积S
②用注射器吸入一定体积（体积为V）事先配制好的油酸酒精溶液，再均匀地滴到玻璃杯中，记下滴出的总滴数N
③当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，用细彩笔仔细地把油酸薄膜边缘的形状画在玻璃板上
④在浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上，用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待其完全散开

（3）若所用油酸酒精溶液的浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）为a，则该同学测得的油酸分子直径为（用a、S、V、N表示）。

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12. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，

（1）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

（2）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，为顺利完成实验，则该老师配制的油酸酒精溶液体积浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为‰（保留2位有效数字）。

（3）某实验小组算得的油酸分子直径偏小，可能是由于_________。

A . 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B . 油酸酒精溶液中酒精挥发，导致油酸浓度变大 C . 水面上痱子粉撒得较多，油酸未完全散开 D . 求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数少计了1滴

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13. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，

（1）该实验中的理想化假设是（　　）

A . 将油膜看成单分子层油膜 B . 不考虑各油酸分子间的间隙 C . 不考虑各油酸分子间的相互作用力 D . 将油酸分子看成球形

（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）现将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长时0.5cm，由此估算出油酸分子的直径为（　　）

A . 7 $\text{[math]}$ m B . 4 $\text{[math]}$ m C . 7 $\text{[math]}$ m D . 2 $\text{[math]}$ m

（4）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0.22m²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^－¹⁰m，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）。

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14. 某同学要做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。

（1）采用油膜法估测油酸分子的大小，实际上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、③。

（2）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：。

（3）实验使用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL。用滴管向量筒内滴50滴上述溶液其体积为1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。
若每一小方格的边长为2cm，则油酸薄膜的面积为 $\text{[math]}$ ；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 $\text{[math]}$ ；根据上述数据，估算出油酸分子的直径为m。（结果均保留两位有效数字）

（4）某同学在实验中的计算结果明显偏小，可能的原因是____（填正确答案标号）。

A . 油酸还未完全散开 B . 求每滴溶液的体积时， $\text{[math]}$ 溶液的滴数少记了10滴 C . 油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 D . 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都当作一个格来计算

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