1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第三册

中小学教育资源及组卷应用平台
1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第三册
一、单选题
1．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是（ ）
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．分子直径等于油酸酒精溶液的体积与油膜的面积之比
C．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
D．若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小
2．为了减小“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是（　　）
A．用注射器取1滴纯油酸滴入量筒测量体积
B．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些
C．先在浅盘中撒些爽身粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上
D．实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水中，再把爽身粉撒在水面上
3．以下实验中，说法正确的是（　　）
A．“测定玻璃折射率”的实验中，入射角越大，则反射光强，折射光弱，越容易观察
B．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用
C．在“用双缝干涉测光波长实验”中，增大透镜与单缝的间距可观察到条纹间距增大
D．在“油膜法估测分子大小”的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏小
4．用油膜法估测油酸分子大小时，下列操作会导致测量值偏小的是（　　）
A．洒痱子粉时，痱子粉在水面上铺的太厚
B．配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了
C．计算油膜面积时，把不到半格的油膜也记为一格
D．测量1ml溶液总滴数时，误将61滴溶液计为60滴
二、多选题
5．利用油膜法估测油酸分子直径，将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液。已知油酸酒精溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子层，已测出这一薄层的面积为。下列分析正确的是（ ）
A．实验中要测量一滴油酸酒精溶液中油酸的体积，且所取油酸的体积为
B．实验中要测量一个油酸分子的体积，且油酸分子的体积为
C．该实验测得油酸分子的直径约为
D．若还知道油酸的摩尔体积，则依据本实验的测量结果还可以测得阿伏加德罗常数
6．用油膜法估测油酸分子大小时，下列操作会导致测量值偏小的是（　　）
A．洒痱子粉时，痱子粉在水面上铺的太厚
B．计算油膜面积时，把不到半格的油膜也记为一格
C．配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了
D．测量1ml溶液总滴数时，误将59滴溶液计为60滴
7．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ（单位为 kg/m3），摩尔质量为M（单位为g/mol），阿伏加德罗常数为NA。已知1克拉=0.2克，则（　　）
A．a克拉钻石所含有的分子数为
B．每个钻石分子直径的表达式为（单位为 m）
C．每个钻石分子直径的表达式为（单位为 m）
D．每个钻石分子的质量为
8．在用油膜法估测油酸分子大小的实验中，取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液。现将体积为V0的1滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S，已知油酸的摩尔质量为，密度为，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法正确的是（　　）
A．该实验中假设油酸分子是按照直线排列的
B．由题目中数据可知油酸分子的直径为
C．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算分子直径数值会偏大
D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为
三、实验题
9．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，具体操作如下：
Ⅰ．取油酸1.00 mL注入500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500 mL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；
Ⅱ．用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00 mL为止，恰好共滴了100滴；
Ⅲ．在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，油酸在水面上散开形成一层油膜；
Ⅳ．待油膜稳定后，测得此油膜面积为。这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。解答以下问题：
(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)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 mL；
(3)油酸分子直径是 m；（结果保留两位有效数字）
(4)学生甲在实验过程中，计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致算出的油酸分子直径比实际 （填“偏大”或“偏小”）；学生乙在做该实验时，配制的溶液在滴入量筒之前，在空气中搁置了较长时间，会导致算出的油酸分子直径比实际 （填“偏大”或“偏小”）。
10．(1)图甲为“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，先后顺序是 （用字母表示）。
(2)若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为。则下列说法正确的是____________。
A．油酸所含有分子数为 B．油酸所含分子数为
C．单个油酸分了的质量为 D．油酸分子的直径约为
(3)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，但都发生了操作错误。这三位同学的错误操作导致实验测得的油酸分子直径偏小的是____________。
A．甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液
B．乙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把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细
C．丙在计算油膜面积时，把轮廓范围内半个左右的正方形都舍去了
11．某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)实验中有下列实验步骤：
①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痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。
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，根据油酸的体积和油膜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。
上述步骤中，正确的顺序是 。（填写步骤前面的数字）
(2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径约为 m。（结果保留1位有效数字）
(3)该同学在实验中计算结果明显偏大，可能是由哪些原因造成的 ？（试写出两条）
12．某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。
(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验操作步骤：
①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痱子粉均匀地撒在水面上；
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
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；
上述步骤中，正确的顺序是 ；（填写步骤前面的数字）
(2)每滴油酸酒精溶液的体积为V，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。溶液的浓度为，则油酸分子直径大小的表达式为 ；
(3)某同学实验中，配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，所测的分子直径 （偏大、偏小、不变）；
(4)若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为。则油酸所含分子数为 （用、M、表示）
13．在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下：
a.将1mL油酸配制成1000mL油酸酒精溶液；
b.用小注射器取一段油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到1mL时一共滴入50滴；
c.向浅盘中倒入约2cm深的水，并将痱子粉均匀地撒在水面上；
d.用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液；
e.待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状，如图所示。
(1)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL；
(2)已知每一小方格的边长为1cm，多于半个的方格算一个，少于半个的方格舍去，数得满足条件方格数为60个，根据上述数据得出油酸分子的直径是 m（保留一位有效数字）；
(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偏小
B．若实验过程中痱子粉撒得太多，会使分子直径的计算结果偏小
C．本实验中用玻璃搅拌油膜，使之形成更规则的图形，可减小实验误差
D．向量筒中滴入1mL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偏大
(4)在步骤e中，由于水槽边缘不平整，盖在水槽上的玻璃板与形成的油膜并不平行，侧视图如图乙所示，则该情况会导致最终测得油酸分子的半径结果 （填“偏大”或“偏小”）。
参考答案
1．A
A．该实验中，将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，A正确；
B．分子直径等于滴入的油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积与油膜的面积之比，B错误；
C．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，超过半格的算一格，不足半格的舍去，C错误；
D．若油酸未完全散开，导致测量的油膜面积偏小，会使测出的分子直径偏大，D错误。
故选A。
2．B
A．实验时应用油酸酒精溶液，计算1滴油酸酒精溶液体积时为减小测量误差要用注射器取多滴油酸酒精溶液滴入量筒测量体积，计算出1滴的体积，故A错误；
B．为了减小“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验误差,应把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，且使水面离盘口距离小一些，故B正确；
C．多滴几滴能够使测量形成的油膜体积更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C错误；
D．为了使油酸分子紧密排列，实验时先将爽身粉均匀撒在水面上，再将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，故D错误。
故选B。
3．B
A．“测定玻璃折射率”的实验中，入射角越大，则反射光强，折射光弱，越不容易观察，故A错误；
B．在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用，故B正确；
C．在“用双缝干涉测光波长实验”中，由可知，增大透镜与单缝的间距对条纹间距无影响，故C错误；
D．在“油膜法估测分子大小”的实验中，如果有油酸未完全散开，则S测量值偏小，根据可知，会使测量结果偏大，故D错误。
故选B。
4．C
根据公式
进行分析，有
A．洒痱子粉时，痱子粉在水面上铺的太厚，导致油酸未能充分展开，造成面积偏小，所以直径测量值偏大，故A错误；
B．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算小一些，则体积测量值偏大，直径测量值偏大，故B错误；
C．计算油膜面积时，把不到半格的油膜也记为一格，造成面积偏大，所以直径测量值偏小，故C正确；
D．测量1ml溶液总滴数时，误将61滴溶液计为60滴，导致计算1滴纯油酸体积偏大，所以直径测量值偏大，故D错误；
故选C。
5．ACD
A．一滴油酸酒精溶液中油酸的体积
故A正确；
B．实验中不需要测量油酸分子的体积，故B错误；
C．油酸分子的直径
故C正确；
D．若还知道油酸的摩尔体积，则依据本实验的测量结果，求出一个油酸分子的体积，可以求得阿伏加德罗常数，故D正确。
故选ACD。
6．BD
根据公式进行分析。
A．洒痱子粉时，痱子粉在水面上铺的太厚，导致油酸未能充分展开，造成面积偏小，所以直径测量值偏大，故A错误；
B．计算油膜面积时，把不到半格的油膜也记为一格，造成面积偏大，所以直径测量值偏小，故B正确；
C．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算小一些，则体积测量值偏大，直径测量值偏大，故C错误；
D．测量1ml溶液总滴数时，误将59滴溶液计为60滴，导致计算1滴纯油酸体积偏小，所以直径测量值偏小，故D正确。
故选BD。
7．BD
A．a克拉钻石物质的量（摩尔数）为
所含分子数
故A错误；
BC．钻石的摩尔体积
每个钻石分子的体积
设钻石分子的直径为d，则
联立解得
故B正确、C错误；
D．根据阿伏加德罗常数的意义可知，每个钻石分子的质量
故D正确。
故选BD。
8．BD
A．该实验中假设油酸分子是按照单层排列成一个油膜，A错误；
B．体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液，单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为；1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为；由于分子是单分子紧密排列的，所以分子直径为
B正确；
C．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算得到的油膜的面积偏大，则测得的分子直径数值会偏小，C错误；
D．1滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量为
这一滴溶液中所含的油酸分子数为
D正确。
故选BD。
9．(1)B
(2)
(3)
(4) 偏大 偏小
（1）酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用，使油膜尽可能散开，目的是形成单分子油膜，故选B；
（2）由题意可得，1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
（3）由题意可得，油酸分子直径为
（4）[1]根据，计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致测量的面积S偏小，从而导致算出的油酸分子直径比实际值偏大。
[2]配制的溶液在滴入量筒之前，在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液中油酸的浓度变大，计算用体积偏小，则计算出的油酸分子直径比实际值偏小。
10．(1)bcad
(2)C
(3)A
（1）用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是bcad。
（2）A．1kg油酸所含有分子数为
故A错误；
B．1m3油酸所含分子数为
故B错误；
C．1个油酸分子的质量为
故C正确；
D．设油酸分子的直径为d，则有
解得
故D错误。
故选C。
（3）A．甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液，酒精挥发使溶液中油酸的浓度变大，导致油酸浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，导致所测的分子直径d偏小，故A正确；
B．乙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，则一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积变小，但体积还是按原来的算的，导致所测的分子直径d偏大，故B错误；
C．丙在计算油膜面积时，把半格左右的油膜都不计，则计算的油膜面积比实际面积小一些，导致所测的分子直径d偏大，故C错误。
故选A。
11．(1)④①②⑤③
(2)
(3)见解析
（1）本实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积（④）→准备浅水盆（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘，测量油膜面积（⑤）→计算分子直径（③）。
故实验步骤为④①②⑤③。
（2）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
m3m3
油酸分子直径为
（3）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于油酸未完全散开，也可能是计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，还可能是测定一滴油酸酒精溶液时少数了几滴。
12．(1)④①②⑤③
(2)
(3)偏大
(4)
（1）实验操作步骤首先应该计算出一滴油酸酒精溶液的体积，然后在浅水盘中放入水和痱子粉，滴入一滴配制好的酒精油酸溶液，形成稳定的油膜，接着把玻璃板放在浅水盘上获取油膜的形状，最后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，即正确的顺序为④①②⑤③。
（2）每滴油酸酒精溶液的体积为，溶液的浓度为，则一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为。则油酸分子直径大小的表达式为
（3）某同学实验中，配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，则实际溶液的浓度变小，代入计算的浓度偏大，使得一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积测量值偏大，所测的分子直径偏大。
（4）油酸的摩尔数为
则可知所含分子数为
13．(1)
(2)
(3)AD
(4)偏小
（1）根据题意可知，每滴纯油酸的体积
（2）多于半个的方格算一个，少于半个的方格舍去，可得油膜面积为
根据上述数据得出油酸分子的直径是
（3）A．油酸酒精溶液长时间放置，会使酒精挥发，油酸的浓度增大，从而每滴纯油酸的体积测量值偏小，造成分子直径的计算结果将偏小，故A正确；
B．若实验过程中痱子粉撒得太多，油酸没有充分散开，导致面积S的测量值偏小，从而会使分子直径的计算结果偏大，故B错误；
C．本实验中将痱子粉均匀地撒在水面上，痱子粉不溶于水又不能搅拌，故C错误；
D．若滴数少记了几滴，使每滴纯油酸的体积测量值偏大，从而造成分子直径的计算结果将偏大，故D正确。
故选AD。
（4）由于玻璃板和油膜平面不平行，导致在玻璃板上描绘的油膜轮廓围成的面积大于油膜的实际面积，所以最终测得的油膜分子半径偏小。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)