2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题： 实验：用油膜法估测分子的大小

2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：实验：用油膜法估测分子的大小
一、单选题
1.在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好浓度（单位体积溶液中含有纯油酸的体积）为η的油酸酒精溶液，并得到1滴油酸酒精溶液的体积为V用注射器在撒有均匀痱子粉的水面上滴l滴油酸酒精溶液，在水面上形成油酸薄膜，待薄膜形状稳定后测量出它的面积为S.关于本实验，下列说法正确的是（）A. 水面形成的油酸薄膜的体积为V B. 撒痱子粉是为了便于确定出油酸薄膜的轮廓
C. 根据可以估测油酸分子的直径
D. 根据可以估测油酸分子的直径
二、多选题
2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某小组发现测得的分子直径数据比其他组大2-3个数量级，可能的原因是（）
A. 计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目
B. 水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开
C. 将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积进行计算
D. 测量每滴油酸酒精溶液体积时，将31滴溶液错数成30滴
三、填空题
3.在做“用油膜法测分子的大小实验”时，某同学将1滴油酸酒精溶液滴入撒有痱子粉的水面上，得到油酸膜边界轮廓的形状如图所示。

已知图中方格边长为L，按要求数出油酸膜轮廓线包括的方格数为n个，则油酸膜的面积约为________；若1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V，由以上数据估测出油酸分子的直径为________。

4.油膜法测定分子直径的实验中，首先对纯油酸进行稀释。

现将1mL油酸滴入量筒中，加入酒精至总体积为2000mL，用滴管测定每50滴该溶液体积为1mL。

则每滴该溶液中含有的纯油酸体积为________m3，现将1滴该溶液滴入放有痱子粉的水槽中，测得油酸薄膜的表面积为0.1m2，则计算可知油酸分子的直径为________m。

5.在用“油膜法”估测分子大小的实验中，形成如图所示的单分子油膜，将分子看成________，那么油膜的厚度被认为是油分子的直径，先测出油滴的体积，再测出油膜的________，就可估算出油分子的直径。

6.油膜法估测分子大小的实验，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL这样的溶液共计80滴。

现将1滴这种溶液滴在撒有痱子粉的水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是________m 3；待油膜形状稳定后，在玻璃板上描绘出油膜的轮廓。

若用轮廓范围内完整方格的总面积当作油膜的面积，则计算得到的油膜面积________，估算的油酸分子直径________。

（后两空选填“偏大”或“偏小”）
7.某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径的大小”实验中，实验中，用a mL纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，现已测得100滴溶液c mL，把1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，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，测得面积为S cm2试问：
①这种估测方法是将每个分子视为球形模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为
________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。

②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________mL（用题中字母表示）
四、实验探究题
8.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。

（1）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。

若取浓度为M的油酸酒精溶液体积为V，将其分为N滴，取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这一滴含有纯油酸的体积为________，若形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为________。

（2）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）
（3）若实验时痱子粉撒的太厚，则所测的分子直径会________（选填“偏大”或“偏小”）。

9.某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。

（1）每滴油酸酒精溶液的体积为V0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。

已知500mL 油酸酒精溶液中含有纯油酸1mL，则油酸分子直径大小的表达式为d=________。

（2）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d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，但该同学并未发觉，仍按未挥发时的浓度计算（油酸仍能充分散开）
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分散开
D.计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
10.“用油膜法估测分子的大小”实验体现了构建分子模型的物理思想，应用了通过对宏观量的测量来间接测量微观量的方法。

（1）某同学进行了下列操作：
A ．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。

测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V
B ．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
C ．向浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
D ．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S
E ．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上
正确合理的操作顺序是________。

（2）若该同学计算出滴在水面上油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，测得单分子油膜的面积为S，则油酸分子的直径D=________。

11.利用“油膜法估测分子直径”实验体现了构建分子模型的物理思想，也体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量方法．
（1）某同学的操作步骤如下：
A.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；
B.在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；
C.在浅盘内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
D.在浅盘上覆盖带方格的透明玻璃板，描出油膜形状，算出油膜的面积．该同学上述实验步骤中有问题的是________（填字母代号）．
（2）若该同学计算出滴在水面上油酸酒精溶液中油酸的体积为V，测得单分子油膜的面积为S，则油酸分子的直径D=________．
12.“油膜法估测分子直径”是典型的通过测量宏观量来估算微观量的实验。

（1）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。

若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为________。

（2）实验时若痱子粉撒的太厚，则所测分子直径会________（选填“偏大”或“偏小”）。

（3）我们把描有油膜轮廓的玻璃板放在方格纸上，通过数格子的方法计算出油膜的面积，则所选用方格纸格子的大小对实验结果的准确程度________（选填“有”或“无”）影响。

13.某学习兴趣小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。

（1）在该实验中，采用了理想化模型的方法．关于采用的理想化假设，下列选项不正确的是_______
A.把分子看作小球
B.油酸在水面上形成单分子纯油酸油膜
C.分子一个挨一个紧密排列
D.不考虑油酸分子间的分子力
（2）实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为n，N滴溶液体积为V。

若将1滴该溶液滴入盛水的浅盘中，稳定后形成的单分子油膜的面积为S，根据上述数据，可求出油酸分子的直径为________。

(用提供的物理符号表示)
（3）若实验中撒入的痱子粉太厚，计算出的分子直径________。

(填“偏大”、‘“偏小”或“不变”)
14.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往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm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．
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字)
（2）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3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0.13 m2．
由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留l位有效数字)
15.在“油膜法估测油酸分子的大小”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，等待油膜形状稳定
③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
④在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积
⑤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
（1）其中有操作错误的步骤是________（填写步骤前面的序号），错误的原因是________；
（2）已知油酸酒精溶液中油酸体积所占比例为k，N滴油酸酒精溶液体积为V，—滴油酸酒精溶液形成油膜的面积为S，则油酸分子的直径为________。

16.用油膜法估测分子的大小时有如下步骤：
A．向浅盘中倒入约2cm深的水；
B．向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉(或痱子粉)；
C．将油酸和酒精按一定比例配制好；
D．把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，当体积达到1mL时记下滴入的滴数，算出每滴液滴的体积；E．把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直到薄膜形态稳定；
F．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；
G．把玻璃板放在方格纸上，数出薄膜所占面积；
H．计算出油膜的厚度
若所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中含有纯油酸6mL，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，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描绘出油酸膜的轮廓形状再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求：（结果均保留一位有效数字）
（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL；
（2）按以上实验数据估测出油酸分子的直径________m。

17.在“用油膜法估测分子大小”的实验中
（1）本实验中做了三点理想化假设，①将油酸分子视为球形；②________；③________；
（2）需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是________；
（3）某同学进行了如下操作：
①在浅盘内盛一定量的水，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
②在量筒中滴入一滴油酸酒精溶液，测出它的体积；
③在浅盘上覆盖透明玻璃，油膜稳定后描出油膜形状，再用方格纸测量油膜面积；
④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；
⑤用一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积，得到油酸分子直径。

A．上述步骤中有错误或疏漏的是：________；
B．上述步骤的正确顺序是：________；（均填写序号）
（4）配制好浓度为0.06%的油酸酒精溶液（单位体积溶液中含有纯油酸的体积），1 mL上述溶液用注射器刚好滴75滴；形成油酸薄膜，下图为油膜稳定后的形状，每个正方形小方格的边长为10 mm。

下列有关该实验说法正确的有（____）
A.油膜的面积为100 mm2
B.一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为8.0×10－6 mL
C.油酸分子的直径约为7.4×10－9 m
D.油酸未完全散开，会使计算结果比实际值偏小
18.测量分子的直径有很多方法，除一些有机物质的大分子除外，多数分子大小的数量级为10−10m。

在用油膜法估测分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到
250mL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量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅盘内注入约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，膜上没有石膏粉，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56个，大于半格的有14个，小于半格的有12个。

（1）“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是（____）
A.将油膜看成单层油酸分子铺成的
B.不考虑各油酸分子间的间隙
C.考虑了各油酸分子间的间隙
D.将油酸分子看成球形
（2）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为________m3，膜面积为
________m2，求得的油膜分子直径为________m。

（结果全部保留两位有效数字）
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，可能是由于（____）
A.油酸未完全散开
B.油酸中含有大量的酒精
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
参考答案
一、单选题
1. B
二、多选题
2. A,B,C,D
三、填空题
3.；
4. 1×10-11；1×10-10
5. 球形；面积
6. 2.5×10－11；偏小；偏大
7. 单分子；直径；
四、实验探究题
8. （1）；
（2）DACB
（3）偏大
9. （1）
（2）A,C
10. （1）ACBED
（2）
11. （1）B,C
（2）V/s
12. （1）单层；
（2）偏大
（3）有
13. （1）D
（2）
（3）偏大
14. （1）④①②⑤③
（2）5×10-10m
15. （1）④；用量筒测一滴溶液的体积，无法操作，即使能测量，误差也会很大（2）
16. （1）8×10－6
（2）7×10－10
17. （1）油膜看成单分子层；油酸分子是紧挨在一起的（不考虑油酸分子间间隙）（2）使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜
（3）①②⑤；④②①③⑤
（4）B
18. （1）A,B,D
（2）；；
（3）A,C。