高中物理-实验：油膜法测分子的直径练习

实验题14油膜法估测分子直径时间：50分钟 满分：100分1．（6分）（2020·东海县第二中学高二学业考试）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每1×104mL 溶液中有纯油酸6mL ，用注射器测得1mL 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，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm ，试求：(1)油酸膜的面积是_______cm 2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_______mL 。

(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径为_______m 。

【答案】1406810-⨯ 105.710m -⨯【解析】【分析】【详解】（1）[1]油酸膜的面积是S =140×1cm 2=140cm 2（2）[2]每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积 64611mL 810mL 1075V -=⨯⨯=⨯ （3）[3]把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径6610281010 5.7101.4010m m V d S ----⨯⨯==≈⨯⨯ 2．（6分）（2020·河北省南和县第一中学高二期中）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用注射器将配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。

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31cm 的油酸溶于酒精，制成3300cm 的油酸酒精溶液；测得31cm 的油酸酒精溶液有50滴。

高中物理实验方法油膜法测分子直径（解析版）方法：1.将油滴滴到装有水的烧杯里,让油滴均匀分布在水的表面上,这样油分子就以球状的形态,一个一个地平铺靠在一起.2.然后测出烧杯口的面积3.再用滴入水中油的体积除以面积,得到的就是油分子的直径了.注意事项：1.油酸不宜太浓,酒精不能太多,一定要等油膜全部散开而且绝对不可以沾到水盘边2.在计算面积时坐标纸上不满半格的舍去（不能与其他不足半格的加起来算）3.滴油酸的时候滴管距离水面不能太高,这样油酸不容易浮在水面,也不能太低沾到水面上题1：油膜法测分子直径（实验）在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：=1.00mL的油酸注入容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，（1）将体积为V1=100mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，直到液面达到V2形成油酸的酒精溶液，配成油酸的酒精溶液．（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=1.00mL为止，恰好共滴了100滴．到V1（3）在水盘内注入蒸馏水，静置后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，形成一油膜．【答案】（1）球体；单分子油膜；直径；（2）1×10-4mL；0.01mL；2.8×10-9m．【点评】本题考查了油膜法测分子直径的原理、求分子直径，是一道基础题，要理解实验原理；计算的时候要注意，需要求出纯油的体积，而不是油酸溶液的体积．题2：在用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104 mL 溶液中有6mL油酸，用注射器测得1mL上述溶液有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，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如下图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm。

试求：(1)油酸膜的面积是多少cm2?(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。

教师资格证-（高中）物理-精选练习题-精选练习题（一）[单选题]1.如图所示为某高中物理教科书的一个实验，该实验在物（江南博哥）理教学中用于学习的物理知识是（）。

A.干涉B.衍射C.折射D.偏振参考答案：D参考解析：偏振指的是波动能够朝着不同方向振荡的性质，只有横波才能发生题干中实验用于学习的物理知识是偏振。

[单选题]2.如图所示，将一条形磁铁沿闭合线圈中心轴线以不同速度匀速穿过线圈，第一次所用时间为t1第二次所用时间为t2则（）。

A.两次通过电阻R的电荷量相同B.两次电阻R中产生的热量相同C.每次电阻R中通过的电流方向始终保持不变D.磁铁处于线圈左侧时受到的磁场力向左，处于线圈右侧时受到的磁场力向右参考答案：A参考解析：根据两次线圈磁通量的变化量相等，所以两次通过电阻R的电荷量相同，A项正确。

由题知，磁铁通过线圈的速度不同，产生的感应电流不同，线圈所受到的安培力不同，所用的外力不同.而两次磁铁通过的位移相同，故外力做功不同，在电阻R中产生的热量不同，B项错误。

磁铁插入线圈过程中.穿过线圈的磁通量增加，磁铁穿出线圈过程，穿过线圈的磁通量减少，而磁场方向没有发生改变。

根据楞次定律可知，线圈产生的感应电流方向发生改变，则通过电阻R的电流方向也发生改变，C项错误。

根据楞次定律可知.安培力总要阻碍导体与磁体的相对运动，则磁铁处于线圈左侧时受到的磁场力向左，处于线圈右侧时受到的磁场力也向左，D项错误。

[单选题]3.由两种单色光P.Q组成的细光束，自A点沿半径方向射人两种不同材料做成的外形相同的半圆形透明体l.Ⅱ，在圆心0点发生反射与折射现象，如图所示，则()。

A.对同一色光。

介质I的折射率小于介质Ⅱ的折射率B.在同一均匀介质中单色光P的传播速度小于单色光QC.若入射光由A缓慢向B转动，仍保持沿半径方向射到O点，单色光P比单色光Q先发生全反射D.在相同条件下做双缝干涉实验.单色光P相邻条纹间距比单色光Q大参考答案：D参考解析：入射光线由介质I射人介质Ⅱ时，入射角小于折射角，则介质I是光密介质.介质Ⅱ是光疏介质，即介质I的折射率大于介质Ⅱ的折射率，A项错误。

油膜法估测分子直径知识元油膜法估测分子直径知识讲解一、实验目的估测油酸分子直径二、实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d=计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸溶液中所含油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径．三、实验器材盛水浅盘、滴管（或注射器）、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉（或细石膏粉）、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．四、实验步骤1．取1mL（1cm3）的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液．2．往边长约为30～40cm的浅盘中倒入约2cm深的水，然后将痱子粉（或细石膏粉）均匀地撒在水面上．3．用滴管（或注射器）向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0=mL．4．用滴管（或注射器）向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜．5．待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．6．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积．7．据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，据一滴油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d=，即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级（单位为m）是否为10-10，若不是10-10需重做实验．五、注意事项1．油酸酒精溶液的浓度应小于．2．痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀．3．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，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小．4．浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．5．要待油膜形状稳定后，再画轮廓．6．利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个．六、误差分析1．纯油酸体积的计算引起误差．2．油膜面积的测量引起误差主要是有两个方面：（1）油膜形状的画线误差；（2）数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．例题精讲油膜法估测分子直径例1.在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，下列说法正确的是（）A．实验中使用油酸酒精溶液，酒精的作用是能使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B．本实验不考虑油酸分子间的间隙C．将油酸酒精溶液滴入水中后应立即迅速描绘油膜轮廓D．为减小实验误差，应往均匀撒好痱子粉的水盘中多滴几滴油酸酒精溶液例2.符合“用单分子油膜估测分子的大小”实验中理想化假设的是（）A．将油膜看成双分子层油膜B．将油分子看成球形C．不考虑各油分子间的相互作用力D．考虑各油分子间的间隙例3.在做“用油膜法估算分子的大小”实验时，先配置好浓度（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1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S．关于本实验，下列说法中正确的是（）A．水面形成的油酸薄膜的体积为VB．撒痱子粉是为了便于确定出油酸膜的轮廓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例4.在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，下列对实验过程的分析正确的是（）A．测量一滴油酸酒精溶液体积用的是微小量放大法B．在水面上撒痱子粉是为了使油膜边缘形成规则形状C．在坐标纸上计算油膜轮廓内格子数采用的是比值法D．该实验采用的是借助物理模型间接测量的方法例5.下列说法正确的是（）A．0℃的铁和0℃的冰，它们的分子平均动能相同B．单晶体有周定的熔点和形状，多晶体没有固定的熔点和形状C．空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢D．因为液体丧面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在张力E．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例6.下列说法正确的是（）A．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大B．某气体的密度为ρ，每个气体分子的质量为m，则每个气体分子的体积为C．在轮胎爆裂的短暂过程中，胎内气体膨胀，温度下降D．一定质量的理想气体在体积不变时，每秒分子碰撞器壁的γ均次数随着温度降低而减少E．晶体在熔化过程中所吸收的热量主要用于增加分子的平均动能例7.在用油膜法估测分子大小的实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中含纯油酸6mL，且1mL溶液为75滴。

阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁（1）微观量指：分子体积V 、分子直径d 、分子质量m（2）宏观量指：物体体积V 、摩尔体积V mol 、物体的质量M 、摩尔质量M mol 、物体的密度ρ（3）关系： ①分子的质量：mol mol A AM V m N N ρ== ②分子的体积：mol mol A AV M V N N ρ== ③物体所含的分子数：A mol mol V M n N V V ρ=⋅=或A A mol mol M V n N N M M ρ=⋅=⋅ 注 ： 固、液体分子可以近似地认为紧密地靠在一起而气体分子间有一个很大的间隙，由上面②式求得的V 并非是一个分子自身的体积而是一个气体分子平均占据的空间（立方体）的体积。

设该立方体的边长为a ，则气体分子的平均间距为3V a =考点1.油膜法测分子直径例题1.(2009·济宁)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1 000mL 溶液中有纯油酸0.6mL ，用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1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，图中正方形方格的边长为1cm. (1)实验中为什么要让油膜尽可能散开？(2)实验测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)(3)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 ，试写出阿伏加德罗常数的表达式．巩固练习1.用“油膜法估测油酸分子的大小”，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL 的量筒、盛有适量清水的45×50cm 2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤CA ．用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL 油酸酒精溶液时的滴数NB ．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数nC ．________________________________________________________________________D ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小________(单位：cm)．巩固练习2.已知某种油的摩尔质量为0．1kg/mol ，密度为0．8×103k/m 3，现取一滴体积为0．3×10-3cm 3的油滴，滴于水面上展成一单分子油膜，测得油膜的面积为0．42m 2．试根据上述数据求出阿伏加德罗常数．(保留一位有效数字)考点2.分子大小与分子数目例题2.目前记忆体技术可达到的资料储存密度最高为8210byte/cm(1byte =1位元组=8位元),但纳米科技极可能突破此上限。

高中物理《热学实验》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．把n 滴石油滴在水面上，石油在水面上形成一层单分子油膜，测得油膜的面积为S ，设每滴石油的体积为V ，则可以估算出该石油分子的直径为 （ ） A ．/nS VB ．/nV SC ．/S VD ．/V S2．某同学在做油膜法估测分子直径的实验，滴下油酸酒精溶液后，发现痱子粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，可能是由于（ ）A ．盆中水太多B ．痱子粉撒得太多，且厚度不均匀C ．盆太小，导致油酸无法形成单分子层D ．油酸酒精溶液浓度过大3．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，配制好适当比例的油酸酒精溶液，用注射器和量筒测得1mL 含上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测出油膜的面积，便可算出油酸分子的直径。

某同学计算出的油酸分子的直径结果明显偏大，可能的原因是（ ） A ．油酸未完全散开 B ．油酸中含有大量酒精C ．计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格D ．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL 溶液的滴数多记了几滴4．在“油膜法估测分子的直径”实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是（ ） A ．等效替代法B ．控制变量法C ．理想模型法D ．比值定义法5．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，用到了“数格子”的方法，是为了估算（ ） A ．一滴油酸的体积B ．一滴油酸酒精溶液中纯油酸形成的油膜的面积C ．一个油酸分子的体积D ．一个油酸分子的面积6．分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。

根据分子动理论，判断下列说法中正确的是（）A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性B．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力C．压缩气体比压缩液体容易得多，这是因为气体分子间距离远大于液体分子间距离D．将体积为V的油酸酒精溶液滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油酸分子直径为V S7．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，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；在撒有均匀痱子粉的水面上用注射器滴1滴油酸酒精溶液，水面上形成油酸薄膜，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。

实验四 用油膜法估测分子的大小实验目的：学会用油膜法估测分子的大小实验器材：①注射器或滴管 ②事先配制好的油酸酒精溶液 ③量筒④盛有清水的浅盘 ⑤痱子粉⑥玻璃板⑦坐标纸实验原理：如果分子直径为d ，油滴体积是V ，油膜面积为S ，那么d=V ／S ，测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，测出油膜的面积S ，估算出分子直径的数量级。

实验步骤1．用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积〔如1mL 〕时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，然后再按油酸酒精溶液的浓度计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 。

2.往边长约为30—40cm 的浅盘里倒入约2cm 深的水，待水稳定后，将适量痱子粉均匀地洒在水面上。

3．用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴，形成如图1—1所示的形状，待油酸薄膜的性状稳定后，将准备好的玻璃板放在浅盘上，〔注意玻璃板不能与油膜接触〕然后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上。

4．将画有油膜轮廓的玻璃板正确的放在坐标纸上，计算出油膜的面积S ，求面积时以坐标纸上边长为1cn 的正方形为单位，计算出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，5．根据纯油酸的体积V 和油酸的面积S 可计算出油酸薄膜的厚度S V l，即油酸分子的大小。

须知1．油酸酒精溶液的浓度以小于l‰为宜。

2．油酸酒精溶液的液滴要适当多一些。

3．每次实验时要让浅盘中的水稳定后再做。

4．痱子粉不宜撒得过厚，器具用后要清洗好。

实验纪录项目油酸酒精1mL 溶液一滴油酸酒一滴油油膜面积课堂练习1．油酸是一种脂肪酸，它的分子和水分子有很强的能力，当它浮在水面上形成一层油膜时，薄膜中只有一层分子，这样的一层油酸薄膜简称。

如果油酸分子可以大致看作球形，油膜的厚度就是分子的直径。

事先测出一滴油酸的体积V，再测出油膜的面积S，就可计算出油膜分子的直径d= 。

油酸分子直径的数量级是 m。