实验20　用油膜法估测分子的大小-2027版高考物理一轮复习

物理实验20用油膜法估测分子的大小目录12基础自主落实课前

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能力探究突破课中课堂互动·考教衔接基础

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二、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、量筒、彩笔等。三、物理量的测量1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。(1)配制一定浓度的油酸酒精溶液。(2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积,再把它一滴一滴地滴入烧杯中,记下液滴的总滴数。(3)用它们的总体积除以总滴数,得到1滴油酸酒精溶液的体积。(4)根据溶液浓度计算其所含纯油酸的体积V。2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S。(1)在浅盘里盛上水,将爽身粉均匀地撒在水面上。(2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液,油酸立即在水中散开,形成一块有轮廓的油膜。(3)待油膜形状稳定后,将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描下薄膜的形状。(4)根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,计算轮廓范围内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个。(5)把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S。

五、注意事项1.油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置,以免浓度改变,造成较大的实验误差。2.实验前应注意检查浅盘是否干净,爽身粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上。3.向水面滴油酸酒精溶液时,应靠近水面,不能离水面太高,否则油膜难以形成。4.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描轮廓。5.计算轮廓范围内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个。易错辨析(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置,以免浓度改变,产生误差。(

)(2)爽身粉的用量不要太多,否则不易成功,在水面上撒爽身粉时,注意不要触动浅盘中的水。(

)(3)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(油酸未滴下之前)时,会发现针头下方的粉层已被排开,是由针头中酒精挥发所致,会影响实验效果。(

)(4)测1滴油酸酒精溶液的体积时,滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数,应多滴几滴,数出对应的毫升数,这样求平均值时误差较小。(

)√√×√考点一教材原型实验能力探究突破课中

课堂互动·考教衔接角度一实验原理与操作例1(2026辽宁沈阳模拟)用“油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下:A.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油酸膜的轮廓B.向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀地撒入爽身粉C.将1mL纯油酸加入酒精中,得到2×103mL的油酸酒精溶液D.把玻璃板放在坐标纸上,计算出薄膜的面积S(坐标纸中正方形小方格的边长为20mm)E.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下50滴溶液的体积F.按照得到的数据,估算出油酸分子的直径(1)上述步骤中,正确的顺序是

(填步骤前的字母)。

(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中,酒精的作用是

。

A.可使油酸和爽身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.有助于油酸的颜色更透明便于识别D.对油酸溶液起到稀释作用(3)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

。

A.控制变量法B.等效替代法C.理想化模型法CEBADFDC解析

(1)实验步骤可按时间顺序、逻辑关系进行排序,首先是准备阶段:将1

mL纯油酸加入酒精中,得到的油酸酒精溶液(步骤C),将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下50滴溶液的体积(步骤E);其次是操作阶段:向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀地撒入爽身粉(步骤B),把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油酸膜的轮廓(步骤A),把玻璃板放在坐标纸上,计算出薄膜的面积S(坐标纸中正方形小方格的边长为20

mm)(步骤D),最后按照得到的数据,估算出油酸分子的直径(步骤F),所以正确的顺序是CEBADF。(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液对油酸起到稀释作用,酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的密度,使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠,更能保证其形成单层分子油膜,故选D。(3)本实验将油酸分子视为球形,并假设它们在水面上形成单分子层且紧密排列,这是一种理想化模型法。角度二实验数据处理与误差分析例2“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下:①向1mL的油酸中加酒精,直至总量达到500mL;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先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水,然后将爽身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,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油膜的形状;⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,小方格的边长为20mm,数出轮廓范围内小方格的个数N。根据以上信息,回答下列问题:(1)由图可知油膜面积为

m2;计算出油酸分子直径为

m(结果均保留2位有效数字)。

(2)若某学生计算油酸分子直径的结果偏大,可能是由于

。

A.油酸未完全散开B.油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值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,1mL的溶液的滴数多记了10滴4.6×10-24.3×10-10AC

考点二创新拓展实验例3

如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤:(1)下列有关该实验的说法正确的是

。

A.实验步骤正确的操作顺序是丙→丁→乙→甲B.图乙中撒爽身粉的目的是防止滴入溶液时液体飞溅出来C.图丙配制溶液时浓度要大一些,1滴溶液也能在水面形成足够厚的油膜便于测量D.油酸酒精溶液配制好后,不能搁置很久才做实验,以防酒精挥发影响溶液浓度D(2)已知实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.05%,用注射器测得1mL上述溶液有100滴,取1滴这样的溶液滴入浅盘中,稳定后画出的油膜形状如图所示。坐标格中正方形的边长为1cm,由此估测出油