选择性必修第三册《1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小》2022年同步练习卷（含答案）

人教版（2019）选择性必修第三册《1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小》2022年同步练习卷（
一 、多选题（本大题共1小题，共6分）
1.（6分）以下说法正确的是
A. 布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
B. 当两个分子间的距离为平衡位置时，分子势能最小
C. 温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质
D. 一滴油酸酒精溶液体积为，在水面上形成的单分子油膜面积为，则油酸分子的直径
二 、单选题（本大题共4小题，共24分）
2.（6分）以下说法正确的是
A. 气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的碰撞引起的，它跟气体的重力有关
B. 布朗运动反映了固体分子永不停息做无规则的热运动
C. 用油膜法估测分子大小时，用油酸酒精溶液体积除以单分子油膜面积，可得油酸分子的直径
D. 用油膜法测出油酸分子直径后，若还知道油酸的摩尔体积就可估算出阿伏伽德罗常数
3.（6分）将的油酸溶于酒精，制成的溶液，已知溶液有滴。将一滴溶液滴在水面上，由于酒精溶于水，而油酸不溶于水油酸在水面上形成一单分子薄层，测得薄层面积为由此可估算出油酸分子的直径为
A. B.
C. D.
4.（6分）关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列选项正确的是
A. 将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙
B. 利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格
C. 测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可
D. 若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小
5.（6分）某种酒精油酸溶液中油酸的体积百分比浓度为，滴这种溶液的总体积为，将滴这样的溶液滴在足够大的水面上，酒精溶于水并很快挥发后，最后在水面上形成的油膜最大面积约为
A. B.
C. D.
三 、实验题（本大题共6小题，共60分）
6.（10分）某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小。
下面是该小组进行实验操作过程中的一些照片，请按操作的先后顺序进行排列________。

该小组按照油酸与酒精的体积比为配制油酸酒精溶液，用注射器滴取该溶液，测得滴溶液的总体积为，将一滴溶液滴入浅盘，稳定后将油酸薄膜的轮廓描绘在坐标纸上，通过数格子得出油膜的面积为，则计算油酸分子直径的表达式为______________。
该小组计算油膜面积时，将所有不完整的方格也都作为一格进行了保留，则计算出的油酸分子直径______________填“偏大”、“偏小”或“无影响”。
7.（10分）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，已知配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为：，该溶液能滴滴，一滴溶液在水面上形成的单分子油膜的面积为。
一滴溶液中所含的纯油酸体积为 ______；
可测得油酸分子直径为 ______；
请借鉴“用油膜法估测油酸分子大小”的设计思路，写出利用天平和刻度尺，较精确地测量一片厚度均匀、密度为的长方形塑料薄片的厚度的实验步骤。
8.（10分）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每 溶液中有纯油酸用注射器测得上述溶液有滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______，油酸膜的面积是______据上述数据，估测出油酸分子的直径是______
9.（10分）用油膜法估测分子的大小时有如下步骤：
将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在玻璃板上；
将油酸和酒精按一定比例配制好；把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，当体积达到时记下滴入的滴数，算出每滴液滴的体积；把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直至薄膜形态稳定；
向浅盘中倒入约深的水，向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉或痱子粉：
把玻璃板放在方格纸上，数出薄膜所占面积；
计算出油膜的厚度。
把以上各步骤按合理顺序排列如下：__________
若油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液有液滴滴。把滴该溶液滴入盛水的浅盘里，最后油酸膜的形状和尺寸如图所示，坐标中正方形小方格的边长为，则
①油酸膜的面积是__________；
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________；
③按以上数据，估测出油酸分子的直径是__________；
第②、③的结果均保留位有效数字．
某同学在实验中，计算结果明显偏大，可能是由于
油酸未完全散开
油酸中含有大量的酒精
计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格求每滴体积时，的溶液的滴数误多记了滴
10.（10分）在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
本实验利用了油酸分子易在水面上形成 ______选填“单层”或“多层”分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为，形成面积为的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为 ______。
某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并
计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：
A.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜
B.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积
C.将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上
D.向浅盘中倒入约深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
以上操作的合理顺序是 ______填字母代号。
该同学做完实验后，发现自己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.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
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D.计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜面积是。由此估算出油酸分子的直径为 ______。结果保留一位有效数字。
11.（10分）某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，他先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；再用注射器吸取一段油酸酒精溶液，测量并计算出滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积后，接下来又进行了下列操作：
①根据画有油膜形状的玻璃板上的坐标方格，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的直径。
②在浅盘里倒入适量水，将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。
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用注射器向水面上滴滴油酸酒精溶液，形成一块油膜。
以上操作合理的顺序是 ______填写步骤前面的数字。
本实验需做一些理想化的近似，其中必要的是 ______。
A.将在水面上的油膜视为单分子油膜
B.将油膜分子视为紧密排列的球形分子
C.将油酸酒精溶液视为纯油酸
某同学取用的油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液有液滴滴，把滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，在玻璃板上描出油酸的轮廓，形状如图所示。坐标纸中正方形小方格的边长为。由此可知，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 ______；估测油酸分子的直径为 ______结果保留位有效数字。
四 、填空题（本大题共1小题，共6分）
12.（6分）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溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液为滴，把滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中单个正方形方格的边长为
实验中为什么要让油膜在水面上尽可能散开？ ______
油酸薄膜的面积约为 ______
实验测出油酸分子的直径 ______ 结果保留两位有效数字
如果已知体积为的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为，这种油的密度为，摩尔质量为，写出阿伏加德罗常数的表达式 ______ .
答案和解析
1.【答案】BC;
【解析】解：、布朗运动反映了液体分子的无规则运动，而不是花粉小颗粒内部分子运动，故A错误；
B、当两个分子间的距离为平衡位置时，分子力为零，分子势能最小，故B正确；
C、温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质，故C正确；
D、一滴油酸溶液的体积为，则油酸的体积小于，在水面上形成的单分子油膜面积为，则油酸分子的直径小于，故D错误。
故选：。
布朗运动反映了液体分子的无规则运动；分子间的距离为平衡位置时，分子势能最小；温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质；为油酸的体积时，可根据来确定油酸分子的直径。
考查分子距离与分子势能的关系，理解布朗运动的实质，注意直径中各量的含义。
2.【答案】D;
【解析】解：、气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的碰撞引起的，它跟气体的重力无关。故A错误；
B、布朗运动不是液体分子的运动，也不是固体小颗粒分子的运动，而是小颗粒的运动。故B错误；
C、用油膜法估测分子大小时，用油酸酒精溶液中纯油酸的体积除以单分子油膜面积，可得油酸分子的直径。故C错误；
D、用油膜法测出油酸分子直径后，可以算出油酸分子的体积大小，根据公式知，若还知道油酸的摩尔体积就可估算出阿伏伽德罗常数。故D正确；
故选：。
根据气体压强的微观意义，气体压强由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力引起的；布朗运动不是固体小颗粒分子的运动；根据，可以求出油酸分子的直径；根据公式知，知道油酸分子体积和油酸的摩尔体积就可估算出阿伏伽德罗常数。
此题主要考查了布朗运动、气体压强的微观意义、用油膜法估测分子的大小等知识点。这种题型属于基础题，只要善于积累，难度不大。
3.【答案】A;
【解析】
在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径；
本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，计算时注意单位的换算。
一滴油酸的体积为，油酸分子的直径为，故正确，错误；
故选。
4.【答案】A;
【解析】解：、油膜为单分子紧密排列的，且不考虑油酸分子间的空隙，因此单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径，故正确；
、实验中数油膜轮廓内的正方形格数时，不足半格的应全部舍去，大于半格的算一格，故错误；
、测一滴油酸酒精溶液的体积时，并不是取一滴滴入量筒，而取若干滴，再取平均值，采用了放大法，从而减小误差，故错误；
、若油酸未完全散开，导致油膜的面积偏小，由，可知，测出的分子直径偏大，故错误。
故选：。
明确用“油膜法”估测分子大小的实验原理：认为油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜厚度即为油酸分子直径．
此题主要考查了用“油膜法”估测分子直径大小的实验，正确解答实验问题的前提是明确实验原理，理解放大法来减小测量的误差．
5.【答案】B;
【解析】
在用油膜法估测分子大小的实验中，先计算出纯油酸的体积，将滴这样的溶液滴在足够大的水面上，酒精挥发后，可看成形成了一层单分子油膜，再用油酸的体积除以油酸分子的直径，即为油膜最大面积。
本题可看成油酸分子呈球形一个一个紧挨在一起，形成了一层单分子油膜，计算中注意单位的换算。
酒精油酸溶液中油酸的体积百分比浓度为，则滴这样的溶液的纯油酸的体积为：
油酸分子直径的数量级为，
所以油膜的最大面积为：因为其数量级为，所以最后在水面上形成的油膜最大面积约为，故正确，错误。
故选。
6.【答案】“”放在第一步其余顺序不变也可 偏小;
【解析】
“用油膜法估测分子的大小”实验中，先配制好油酸酒精溶液，通过量筒测出滴此溶液所含纯油酸的体积，之后将配制好的滴溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，当油膜扩散稳定后，将玻璃板放在浅盘上，描绘出油酸膜的形状，最后将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，统计出油酸薄膜的面积，并计算出油酸分子的直径。所以操作先后顺序排列应是“”放在第一步其余顺序不变也可；
一滴油酸的体积
油酸分子直径
该小组计算油膜面积时，将所有不完整的方格也都作为一格进行了保留，则油膜的面积为偏大，根据
可知计算出的油酸分子直径偏小。
7.【答案】2×10-11 8×10-8;
【解析】解：
一滴溶液中所含的纯油酸体积为

可测得油酸分子直径为

实验步骤为：用天平测出塑料片的质量；用刻度尺测出塑料片的长、宽；塑料片的厚度为
答：；；实验步骤为：用天平测出塑料片的质量；用刻度尺测出塑料片的长、宽；塑料片的厚度为
先求出每滴溶液的体积，然后求出一滴溶液中含纯油酸的体积；油酸分子在水面上形成单分子油膜，油膜的厚度等于油酸分子的直径。
要知道油膜法测分子直径的实验原理，实验时要注意求出一滴溶液中含纯油酸的体积。
8.【答案】2.5×10-6 41 6.1×10-10 ;
【解析】解：滴酒精油酸溶液中含油酸的体积：
由于每格边长为，则每一格就是，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出格，则油酸薄膜面积为：；
由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为：
故答案为：，，．
在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径，掌握估算油膜面积的方法：所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去．
掌握该实验的原理是解决问题的关键，该实验中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，从而求出分子直径．
9.【答案】；
① ；② ；③ ；
。;
【解析】
根据该实验的实验步骤进行分析；
①采用四舍五入法，先数方格的个数，再算油膜面积；
②用每一滴的体积乘以体积比浓度即可；
③直径约为油膜的厚度，由公式求解；
用油膜法估测分子直径实验原理是：让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径，根据此原理分析误差。
此题主要考查“用单分子油膜估测分子大小”实验的实验步骤和数据处理及误差分析，油膜要尽量扩散成单分子层、计算面积时采用四舍五入法，注意单位的换算，比较简单，熟练掌握基础知识即可正确解题。

“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：向浅盘中倒入约深的水，向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉；配制酒精油酸溶液教师完成，记下配制比例；测定一滴酒精油酸溶液的体积；形成油膜；描绘油膜边缘；测量油膜面积；计算分子直径。
故实验步骤为：；
①油酸膜的面积是：；
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：
；
③油酸分子的直径是。
计算油酸分子直径的公式，是纯油酸的体积，是油膜的面积A.油酸未完全散开，偏小，故得到的分子直径将偏大，故正确；B.计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故错误；C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，将偏小，故得到的分子直径将偏大，故正确；D.求每滴体积时，的溶液的滴数误多记了滴，由
知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故错误；故选：。
故答案为：；
① ；② ；③ ；
。
10.【答案】单层 DACB AC 6×10-10;
【解析】解：
本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性；
若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为，形成面积为的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为；
实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出滴此溶液的体积。然后将滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半格舍去，多于半格的算一个，统计出油酸薄膜的面积。
故答案为：。
、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，偏大，造成分子直径的测量值偏大，故正确；
、油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则纯油酸的体积减小，则计算的分子直径将偏小，故错误；
、水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜的面积偏小，造成分子直径的测量值偏大，故正确；
、计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则油膜的面积偏大，造成分子直径的测量值偏小，故错误。
故选：。
滴酒精油酸溶液的体积为：；
所以油酸分子直径为：
故答案为：单层；；；；。
将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出滴此溶液的体积。然后将滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积；再用滴此溶液的体积除以滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径；
将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出滴此溶液的体积。然后将滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半格舍去，多于半格的算一个，统计出油酸薄膜的面积；
根据油酸酒精溶液的浓度，及一定体积内的滴数，即可求解一滴含有纯油酸的体积，再由，结合油酸薄膜面积，即可求解。
考查油酸分子在水面上以球模型一个靠一个排列的，故含有油酸分子的个数等于纯油酸体积除以一个油酸分子的体积，同时考查了用“油膜法”估测分子直径大小的实验，正确解答实验问题的前提是明确实验原理，能建立物理模型理解并掌握实验的原理和方法。解题时要注意，应该是纯油的体积，不是酒精油酸溶液的体积。
此题主要考查“用单分子油膜估测分子大小”实验的实验步骤和数据处理，难度不大，是一道基础题，熟练掌握基础知识即可正确解题；解题时要注意，应该是纯油的体积，不是酒精油酸溶液的体积。
11.【答案】②④③① AB 1.2×10-5 6×10-10;
【解析】解：“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液测定一滴酒精油酸溶液的体积准备浅水盘倒入适量水，将适量的爽身粉均匀地撒在水面在水面上滴一滴油酸酒精溶液形成油膜描绘油膜边缘测量油膜面积计算分子直径；故正确顺序为：②④③①。
在“用油膜法估测分子的大小”实验中，做这样的近似：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，紧密排列；故正确，错误。
一滴油酸酒精溶液中油酸的体积

如图所示油膜面积为

分子直径
。
故答案为：②④③①，
“用油膜法估测分子的大小”的实验原理：油酸以单分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而由油酸的体积与油膜的面积相除求出油膜的厚度；根据实验原理分析实验步骤和实验方法，并完成相关计算。
本实验考查了用“油膜法”估测分子直径大小的实验，正确解答实验问题的前提是明确实验原理，能建立物理模型理解并掌握实验的原理和方法。解题时要注意，应该是纯油的体积，不是酒精油酸溶液的体积。
12.【答案】为使油酸在水面上形成单分子油膜；120；6.3×10-10；;
【解析】解：当油酸溶液滴在水面后，尽可能散开，形成单分子膜，这样才能得出油酸分子直径由体积除面积；
如图所示，是油酸薄膜．由于每格边长为，则每一格就是，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出格．则油酸薄膜面积为
滴酒精油酸溶液的体积，
由纯油酸与溶液体积比为：，可得滴酒精油酸溶液中含油酸的体积
而滴酒精油酸溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积
所以油酸分子直径由于结果保留两位有效数字，则为；
已知体积为的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为，则分子的直径
所以分子的体积分子以球型分布
或分子以正方体分布
而这种油的密度为，摩尔质量为，则摩尔体积为
因此阿伏加德罗常数的表达式为
故答案为：为使油酸在水面上形成单分子油膜；；
都对

在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径．
油酸分子在水面上以球模型一个靠一个排列的，且估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则．