2026版创新设计高考一轮复习物理实验二十　用油膜法估测油酸分子的大小

实验二十用油膜法估测油酸分子的大小第十四章热学1.知道油膜法估测油酸分子的大小的原理。2.掌握用油膜法估测油酸分子的大小的方法。学习目标目

录CONTENTS夯实必备知识01研透核心考点02提升素养能力03夯实必备知识1实验原理与器材实验操作1.实验原理:利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，用d＝计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径，如图。2.实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。1.配制油酸酒精溶液，取纯油酸1

mL，注入500

mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500

mL刻度线为止。2.用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n。根据V0＝算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。3.向浅盘里倒入约2

cm深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上。4.用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。5.待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上。6.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1

cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)。7.根据溶液的比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝算出薄膜的厚度d，即为分子直径。

误差分析1.纯油酸体积的计算引起误差。2.画油膜形状时不准确带来误差。3.数格子法本身是一种估算的方法，从而会带来误差。研透核心考点2考点二实验数据处理与误差分析考点一实验原理与操作考点一实验原理与操作例1

某实验小组利用图中的器材，进行“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。(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解析

用油膜法估测油酸分子的直径时，不考虑油酸分子间的间隙，将油膜看成单分子层油膜，以及将油酸分子看成球形，故选ABD。答案

ABD

(2)实验中使用的是油酸酒精溶液，其中酒精的作用是

。

A.使油酸的油膜边界轮廓清晰B.使油酸的颜色更加透明C.有助于测量一滴油酸的体积D.对油酸溶液起到稀释作用解析

实验中使用的是油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用，故选D。答案

D

(3)测量一滴油酸酒精溶液的体积时，为了减小误差而巧用的方法是

。

A.控制变量法 B.建模法C.累积法 D.归纳法解析

测量一滴油酸酒精溶液的体积时，先是测量多滴溶液的总体积，总体积除以总滴数即为一滴油酸酒精溶液的体积，此做法是为了减小误差而巧用的方法是累积法，故选C。答案

C(4)实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于

。

A.油膜中含有大量未溶解的酒精B.将全部不完整的方格作为完整方格计算油膜面积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.水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开

答案

D考点二实验数据处理与误差分析例2

在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.5mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为1cm，则可求得:(1)油酸薄膜的面积是

cm2。

解析

轮廓包围的方格约为71个，故油酸薄膜的面积为S＝71×1×1

cm2＝71

cm2。答案

71(2)油酸分子的直径是

m(结果保留2位有效数字)。

(3)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为

(分子看成球体)。

(4)本实验体现的物理思想方法为

。

A.控制变量法 B.理想化模型C.极限思想法 D.整体法与隔离法解析

实验中把油酸分子简化为球形，忽略分子间隙，并且认为油膜为单层分子，是一种理想化模型，故选B。答案

B在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，跟踪训练将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，每格边长是0.5cm，根据以上信息，回答下列问题:(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为

mL。

(2)油膜的面积为

cm2。

(3)油酸分子的直径约为

m(此小题保留1位有效数字)。

(4)从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是

。

(5)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作失误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是

。

A.甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些B.乙同学在计算了注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小C.丙同学在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些

(4)从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，由于酒精的挥发，油膜的面积大小变化情况是先变大后变小。

提升素养能力31.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中: (1)在本实验中“将油酸分子看成紧密排列的球体，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是

。

(2)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL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，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，由此可估测油酸分子的直径是

m(保留1位有效数字)。

(3)关于本实验，下列操作正确的是

。

A.配置好的油酸酒精溶液长时间暴露在空气中，能进行实验B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面时，滴管距水面尽可能远些C.在水面滴入一滴油酸酒精溶液后，应立即测量油膜面积D.描绘油膜轮廓时，玻璃板距水面不能过高答案

(1)建模法(理想模型法)

(2)6×10－10

(3)D

2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤:

①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;

②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上;

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

。

(2)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有爽身粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是

mL，油膜的面积是

cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是

m(此结果保留3位有效数字)。

(3)某学生在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于

。

A.油酸未完全散开B.计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格C.计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格答案

(1)④②①⑤③

(2)5×10－6

40

1.25×10－9

(3)AC

(3)油酸未完全散开，则S测量值偏小，故直径测量值偏大;计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格，则S测量值偏大，故直径测量值偏小;计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格，则S测量值偏小，故直径测量值偏大，A、C正确。3.(2025·湖北武汉模拟)(1)如图反映“用油膜法估测油酸分子的大小”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“用油膜法估测油酸分子的大小”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1mL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，如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求:①油膜的面积约为

cm2;

答案

(1)bcad

(2)①135

②8.0×10－12m3

③5.9