2026年高考物理一轮讲义(福建专用)第52讲实验：用油膜法估测分子直径(复习讲义)(学生版+解析)

第52讲实验：用油膜法估测分子直径目录TOC\o"1-4"\h\z\u01考情解码·命题预警 102体系构建·思维可视 301核心突破·靶向攻坚 4考点用油膜法估测油酸分子的大小 4知识点1基本原理与操作 4知识点2数据处理 4知识点3注意事项与误差 4考向1原理与操作 5考向2数据处理与误差分析 604真题溯源·考向感知 16

考点要求考频2025年2024年2023年用油膜法估测油酸分子的大小理解低频\\\考情分析：1.命题形式：单选题非选择题2.命题分析：各地高考对用油膜法估测油酸分子的大小这个实验的考查近三年没有出现,考查多在原型实验的所用原理的基础之上，通过创新实验的方式予以考查。3.备考建议：1.理解和掌握用油膜法估测油酸分子的大小实验原理，并会做出必要的误差分析2、能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。4.命题情境：①生活实践类：温度计的使用与校准，比较不同物质的导热性能，观察热膨胀现象等；②学习探究类：用传感器（热敏电阻/热电偶）精确测温与控制，气体定律实验（玻意耳定律、查理定律等）。5.常用方法：图像法、控制变量法复习目标：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。考点用油膜法估测油酸分子的大小知识点1基本原理与操作实验原理操作要领1.利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜2.将油酸分子视为球形，测出一定体积油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积3.用d＝eq\f(V,S)计算出油膜的厚度(V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积)，这个厚度就近似为油酸分子的直径1.配制油酸酒精溶液2.用注射器通过累积法得到1滴油酸酒精溶液的体积，再计算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V3.借助坐标纸测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S知识点2数据处理1．计算一滴溶液中油酸的体积：V＝eq\f(kV0,N)(mL)。V0为N滴油酸酒精溶液的体积，k为油酸的浓度。2．计算油膜的面积S：以边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，大于半个的算一个，不足半个的舍去。3．计算油酸分子的直径：d＝eq\f(V,S)(注意单位统一)。知识点3注意事项与误差1．注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头靠水面很近(溶液滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。2．待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：①水面受溶液液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩。3．当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁。4．本实验只要求估测油酸分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。误差分析：1．纯油酸体积的计算引起误差。2．油膜面积的计算造成误差。3．油膜形状的边界画线造成误差。4．油酸酒精溶液浓度的改变造成误差。考向1原理与操作例1（2024·福建宁德·一模）在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸1.0mL注入2500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2500mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数，直到达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓；④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。（1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为m3，求得的油酸分子直径为m（此空保留一位有效数字）。（2）于老师在该实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据偏大。出现这种结果的原因，可能是。A．计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理B．水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开C．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴【变式训练1·变载体】（2023·福建厦门·模拟）某实验小组在“用油膜法估测分子的大小”实验中，采用的方法及步骤如下：①在玻璃瓶中加入0.5mL的油酸和一定量的酒精，得到250mL的混合溶液；②用注射器吸取①中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先往浅盘里倒入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，将事先准备好的带小方格的透明塑料板放在浅盘上，并在板上描下油酸膜的形状；⑤数出轮廓范围内小方格的个数；根据以上信息，回答下列问题：（i）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是mL；（ii）若1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长L，油膜的面积为，油酸分子直径是。（用V、N、L表示）考向2数据处理与误差分析例2（2024·福建厦门）某同学在用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，进行了如下操作：①在玻璃板上描出油膜的轮廓，把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积②向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上③将1mL纯油酸加入酒精中，得到500mL的油酸酒精溶液④将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，记下200滴溶液的体积为1mL⑤按照得到的数据，估算出油酸分子的直径(1)上述操作正确的顺序是（填步骤前的序号）；(2)将描出油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸中正方形小方格的边长为2cm，则本次实验测得的油酸分子直径大小约为m（结果保留两位有效数字）；(3)若实验时痱子粉撒得太厚，会导致所测的分子直径（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【变式训练1·变考法】（2025高三上·福建·阶段练习）刘同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验。（1）该同学先取1.0mL的油酸注入2000mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2000mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。然后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，滴了25滴时量筒恰好达到1.0mL。则一滴溶液中含有纯油酸的体积为。（2）接着该同学在边长约为50cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴油酸酒精溶液，待水面上的油酸膜尽可能铺开且稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状。（3）将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有126个，大于半格的有21个，小于半格的有19个。则计算油酸分子直径时油膜的面积为，油酸分子的直径约为m（该空结果保留两位有效数字）。（4）该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是。A．油酸未完全散开B．油酸溶液的浓度低于实际值C．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多计了【变式训练2·变考法】（2024高三上·福建莆田·开学考试）在“用油膜法估测分子大小”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痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：（1）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（2）油酸分子的直径是m。（结果保留两位有效数字）（3）某次实验时，该小组四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径偏大的是。A．甲同学在计算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取一溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗B．乙同学用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为81滴C．丙同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格D．丁同学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小了（4）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏伽德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏伽德罗常数的表达式为。1.（2023·北京·高考真题）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径。2.（2025·广西·高考真题）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中（

）A．估测油酸分子大小时，油酸分子可以视为球形B．油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动C．计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形D．与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜第52讲实验：用油膜法估测分子直径目录TOC\o"1-4"\h\z\u01考情解码·命题预警 102体系构建·思维可视 301核心突破·靶向攻坚 4考点用油膜法估测油酸分子的大小 4知识点1基本原理与操作 4知识点2数据处理 4知识点3注意事项与误差 4考向1原理与操作 5考向2数据处理与误差分析 604真题溯源·考向感知 16

考点要求考频2025年2024年2023年用油膜法估测油酸分子的大小理解低频\\\考情分析：1.命题形式：单选题非选择题2.命题分析：各地高考对用油膜法估测油酸分子的大小这个实验的考查近三年没有出现,考查多在原型实验的所用原理的基础之上，通过创新实验的方式予以考查。3.备考建议：1.理解和掌握用油膜法估测油酸分子的大小实验原理，并会做出必要的误差分析2、能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。4.命题情境：①生活实践类：温度计的使用与校准，比较不同物质的导热性能，观察热膨胀现象等；②学习探究类：用传感器（热敏电阻/热电偶）精确测温与控制，气体定律实验（玻意耳定律、查理定律等）。5.常用方法：图像法、控制变量法复习目标：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。考点用油膜法估测油酸分子的大小知识点1基本原理与操作实验原理操作要领1.利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜2.将油酸分子视为球形，测出一定体积油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积3.用d＝eq\f(V,S)计算出油膜的厚度(V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积)，这个厚度就近似为油酸分子的直径1.配制油酸酒精溶液2.用注射器通过累积法得到1滴油酸酒精溶液的体积，再计算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V3.借助坐标纸测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S知识点2数据处理1．计算一滴溶液中油酸的体积：V＝eq\f(kV0,N)(mL)。V0为N滴油酸酒精溶液的体积，k为油酸的浓度。2．计算油膜的面积S：以边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，大于半个的算一个，不足半个的舍去。3．计算油酸分子的直径：d＝eq\f(V,S)(注意单位统一)。知识点3注意事项与误差1．注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头靠水面很近(溶液滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。2．待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：①水面受溶液液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩。3．当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁。4．本实验只要求估测油酸分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。误差分析：1．纯油酸体积的计算引起误差。2．油膜面积的计算造成误差。3．油膜形状的边界画线造成误差。4．油酸酒精溶液浓度的改变造成误差。考向1原理与操作例1（2024·福建宁德·一模）在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸1.0mL注入2500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2500mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数，直到达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓；④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。（1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为m3，求得的油酸分子直径为m（此空保留一位有效数字）。（2）于老师在该实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据偏大。出现这种结果的原因，可能是。A．计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理B．水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开C．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴【答案】B【详解】（1）[1]一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为[2]由图可知油膜中大约有112个小方格，则油膜面积为则油酸分子直径为（2）[3]于老师在该实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据偏大，根据A．计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，则油膜面积测量值偏大，油酸分子的直径测量值偏小，故A错误；B．水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，则油膜面积测量值偏小，油酸分子的直径测量值偏大，故B正确；C．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，则一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积测量值偏小，油酸分子的直径测量值偏小，故C错误。故选B。【变式训练1·变载体】（2023·福建厦门·模拟）某实验小组在“用油膜法估测分子的大小”实验中，采用的方法及步骤如下：①在玻璃瓶中加入0.5mL的油酸和一定量的酒精，得到250mL的混合溶液；②用注射器吸取①中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先往浅盘里倒入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，将事先准备好的带小方格的透明塑料板放在浅盘上，并在板上描下油酸膜的形状；⑤数出轮廓范围内小方格的个数；根据以上信息，回答下列问题：（i）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是mL；（ii）若1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长L，油膜的面积为，油酸分子直径是。（用V、N、L表示）【答案】2×10-5NL2）【详解】(i)[1]纯油酸的体积是(ii)[2]油膜的面积为NL2[3]油酸分子直径考向2数据处理与误差分析例2（2024·福建厦门）某同学在用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，进行了如下操作：①在玻璃板上描出油膜的轮廓，把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积②向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上③将1mL纯油酸加入酒精中，得到500mL的油酸酒精溶液④将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，记下200滴溶液的体积为1mL⑤按照得到的数据，估算出油酸分子的直径(1)上述操作正确的顺序是（填步骤前的序号）；(2)将描出油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸中正方形小方格的边长为2cm，则本次实验测得的油酸分子直径大小约为m（结果保留两位有效数字）；(3)若实验时痱子粉撒得太厚，会导致所测的分子直径（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】(1)③④②①⑤(2)(3)偏大【详解】（1）实验时先配好溶液，即将1mL纯油酸加入酒精中，得到500mL的油酸酒精溶液，将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，记下200滴溶液的体积为1mL，然后向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉，把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，之后在玻璃板上描出油膜的轮廓，把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积，最后按照得到的数据，估算出油酸分子的直径，可知，上述操作正确的顺序是③④②①⑤。（2）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积根据数格子的规律，图中油膜的面积根据解得（3）若实验时痱子粉撒得太厚，油酸没有充分散开，没有形成单分子油膜层，使得表面积的测量值偏小，结合上述可知，会导致所测的分子直径偏大。【变式训练1·变考法】（2025高三上·福建·阶段练习）刘同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验。（1）该同学先取1.0mL的油酸注入2000mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2000mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。然后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，滴了25滴时量筒恰好达到1.0mL。则一滴溶液中含有纯油酸的体积为。（2）接着该同学在边长约为50cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴油酸酒精溶液，待水面上的油酸膜尽可能铺开且稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状。（3）将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有126个，大于半格的有21个，小于半格的有19个。则计算油酸分子直径时油膜的面积为，油酸分子的直径约为m（该空结果保留两位有效数字）。（4）该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是。A．油酸未完全散开B．油酸溶液的浓度低于实际值C．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多计了【答案】147A【详解】（1）[1]一滴溶液中含有纯油酸的体积为（3）[2]将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有126个，大于半格的有21个，小于半格的有19个；则油膜的面积为[3]油酸分子的直径为（4）[4]该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，根据A．油酸未完全散开，则油膜面积测量值偏小，使得分子直径测量值偏大，故A正确；B．油酸溶液的浓度低于实际值，则一滴溶液中含有纯油酸的体积测量值偏小，使得分子直径测量值偏小，故B错误；C．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多计了，则一滴溶液中含有纯油酸的体积测量值偏小，使得分子直径测量值偏小，故C错误。故选A。【变式训练2·变考法】（2024高三上·福建莆田·开学考试）在“用油膜法估测分子大小”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痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：（1）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（2）油酸分子的直径是m。（结果保留两位有效数字）（3）某次实验时，该小组四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径偏大的是。A．甲同学在计算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取一溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗B．乙同学用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为81滴C．丙同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格D．丁同学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小了（4）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏伽德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏伽德罗常数的表达式为。【答案】BD【详解】（1）[1]本实验中，需要将在水面上形成的油膜看成单分子油膜，并将油酸分子理想化为紧密排列的球体，从而所计算的油膜的厚度即为油酸分子的直径，因此，本实验体现的物理思想方法为理想化模型。故B