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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。
高考物理一轮复习基础夯实专练（热学油膜法测分子直径）1．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A ．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油酸膜的面积SB ．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C ．用浅盘装入约2 cm 深的水D ．用公式d ＝V S，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小 E ．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V(1)上述步骤中有步骤遗漏或不完整的，请指出：①__________________________________________________。
①__________________________________________________。
(2)上述实验步骤的合理顺序是________。
【答案】：(1)见解析 (2)CFBAED【解析】：(1)①C 步骤中，要在水面上均匀撒上痱子粉或细石膏粉。
①实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目。
(2)实验步骤的合理顺序是CFBAED 。
2．油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 油酸酒精溶液中有油酸0.5 mL ，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL 。
若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。
(以下计算结果均保留2位有效数字)(1)若每一小方格的边长为10 mm ，则油酸薄膜的面积为________m 2。
(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为________m 3。
(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m 。
(4)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的________。
高考物理中用油膜法估测分子直径的实验
用油膜法估测分子直径1实验原理油酸滴在水面上，可认为在水面上形成了单分子油膜，，如把分子认为是球状，，测出其厚度即为直径。
2实验器材盛水方盘、注射器（或胶头滴管）、试剂瓶、坐标纸、玻璃、痱子粉（或石膏粉）、酒精油酸溶液、量筒3步骤盘中倒水侍其静，胶头滴管吸液油，逐滴滴入量筒中，一滴体积应记清，痱粉均撒水面上，靠近水面一滴成，油膜面积稳定后，方盘上放玻璃稳，描出轮廓印（坐标）纸上，再把格数来数清，多于半格算一格，少于半格舍去无，数出方格求面积，体积应从浓度求。
4．注意事项（1）实验前应注意方盘是否干净，否则油膜难以形成。
（2）方盘中的水应保持平衡，痱子粉应均匀浮在水面上（3）向水面滴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）向水面只能滴一滴油酸溶液（5）计算分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是酒精油酸溶液，应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度。
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。
第3讲 实验 用油膜法估测分子的大小1．把V 1 mL 的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V 2 mL 的油酸酒精溶液，测出1 mL 油酸酒精溶液共有N 滴．取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成S cm 2的单分子油膜．则该油酸分子的直径大约为( )A.V 1NV 2S m B.NV 2V 1S m C.V 2NV 1S cm D.V 1NV 2Scm 答案：D2．在用油膜法估算分子大小的实验中：(1)下面是一些实验步骤及注意事项：A ．在准备实验时，油酸酒精溶液要提前一天配制，以免因溶液不均匀产生误差；B ．一定要仔细清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差；C ．用注射器(或滴管)将V ＝1 毫升油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并记下滴数n ，计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积V 0＝Vn ；D ．向浅盘里注入适量的水，并将痱子粉(或石膏粉)从盘的中央加入，使粉扩散至均匀，再用注射器(或滴管)从适当高处将一滴油酸酒精溶液滴在水面上；E ．等待油酸薄膜的形状稳定后，用数格子法测算出面积S ；F ．根据一滴油酸酒精溶液的体积V 0和膜的面积S 计算出油酸薄膜的厚度L ＝V 0S ；G ．重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值，即可认为就是油酸分子的直径． 其中错误的是：__________；不必要的是：__________(只填前面的字母)． (2)这个实验中产生误差的主要原因有：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案：(1)F A(2)计算一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积时，由于一滴油酸酒精溶液的体积和浓度测不准产生误差；用数格子法求油酸薄膜的面积本身就是一种估算方法3．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0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的45×50 cm 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1 mL 油酸酒精溶液时的滴数N.B ．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n.C ．________________________________________________________________________.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1 cm 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)． 解析：(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(2)1滴油酸溶液中含有的油酸体积为0.05%N mL ，向浅盘中共滴入油酸的体积V ＝0.05%n Ncm 3，所以单个油酸分子的直径为d ＝V S ＝0.05%nNS cm.答案：(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 (2)0.05%nNS c m4．在用油膜法估测分子的大小实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V 油酸，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL 溶液滴250滴，那么1滴溶液的体积是________mL ，所以一滴溶液中油酸体积为V 油酸＝________cm 3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L 0＝1.12×10－10m 作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.次 数 S/cm 2 #K]L ＝V S/cm L 平均值1 5332 493 3[来m]563解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V 溶液＝1250 mL ＝4×10－3mL ，因为V 油酸V 溶液＝1500，故1滴溶液中油酸体积为：V 油酸＝1500V 溶液＝1500×1250cm 3＝8×10－6 cm 3.据此算得3次测得L 的结果分别为： 1．5×10－8cm 1.62×10－8cm 1.42×10－8cm 其平均值为：L ＝L 1＋L 2＋L 33＝1.51×10－10m 这与公认值的数量相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求．答案：4×10－38×10－61.5×10－81.62×10－81.42×10－81.51×10－10m 符合要求。
高考物理专题复习：用油膜法估测油酸分子的大小一、单选题1．利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是（ ） A ．一滴油酸的体积和它的密度B ．一滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积C ．一滴油酸的质量和它的密度D ．一滴油酸形成油膜的厚度和它的密度2．在用油膜法估测分子大小的实验中，体积为V 的某种油，形成一圆形油膜，直径为d ，则油分子的直径近似为（ ） A ．22V dπB ．22d Vπ C ．24d Vπ D ．24Vd π 3．某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏小，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 ．求每滴体积时，1mL 的溶液的滴数误多记了10滴4．在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为V 1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V 2的油酸酒精溶液，现将体积为V 0的一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M ，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为N A ，则下列说法不正确的是（ ） A ．该实验中假设油酸分子是球模型，油酸在水面形成了单分子油膜 B ．实验中使用酒精的目的是为了稀释油酸 C ．由题目中数据可知油酸分子的直径为012V V V SD ．这一滴溶液中所含的油酸分子数为0A N V Mρ5．如图所示，“用油膜法估测分子的大小”的实验。
在实验中，将油酸酒精溶液滴入水中后，接着操作的是（）A．立刻用刻度尺去量油膜的面积B．让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积C．立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积D．让油膜尽可能地散开，等到形状稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积6．在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法中正确的是（）A．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上B．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格C．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积D．用油膜法可以精确测量分子的大小7．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。
1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小知识点一、实验原理把1滴油酸酒精溶液滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由单层油酸分子中的烃基C17H33-组成．把分子简化为球形处理，并认为它们紧密排布，测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径，即油酸分子的直径等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面上摊开的面积S之比，如图所示．知识点二、实验器材配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、爽身粉(或细石膏粉)、注射器、烧杯、玻璃板、彩笔、坐标纸．知识点三、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，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，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 .知识点四、数据分析1．用1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 和该油膜面积S 计算出油膜厚度，即油酸分子的直径d ＝V S.2．除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10－10m.知识点五、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．[例题1] （2022秋•长宁区期末）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，估测的物理量是（ ） A ．水分子的直径 B ．油酸分子的直径 C ．水分子的体积D ．油酸分子的体积【解答】解：用油膜法估测分子的大小实验中将一滴油酸酒精溶液滴在水平面上形成油酸薄膜，将油酸分子看作球体，测量出油酸面积，计算出油酸体积，根据体积公式可计算出油酸分子直径，故实验估测的是油酸分子直径。
用油膜法估测分子的大小【要点导学】1、思想方法：“油膜法”粗测分子直径是物理学中常用的一种将微小的不易测量的物理量转化为明显的易于测量的物理量的测量方法，这是一种非常重要的科学研究方法．2、物质基础：由于分子直径太小．因此，若将1滴纯油酸滴于水面上形成的单分子油膜的面积太大，不便于测量，且纯油酸在水面上扩张也太慢，因此，本实验中使用酒精稀释的油酸溶液，利用的便是酒精易挥发(使油滴尽快在水面上扩张形成单分子油膜)且溶于水(最后在水面上形成的还是纯油酸薄膜)的特性．因此，我们应先根据题设条件求出滴在水面上的一滴溶液中所含纯油酸的体积V ，则油膜的厚度D ＝V ／S ，即等于油酸分子的直径．3、误差来源：主要来自⑴实验时油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差；⑵实验时一滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差；⑶实验时粉粒和油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”、“单分子纯油酸层”间存在偏差；⑷实验时采用“互补法（即不足半个舍去，多于半个的算一个）”计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差．4、操作要领：（1）油酸酒精溶液配制比例恰当；（2）量取1mL 油酸酒精溶液后计量滴数时应尽量使每滴大小相同；（3）往水面上洒滑石粉时要适量、均匀；（4）滴入溶液后要在稳定后再画轮廊；（5）计数单元面积时耐心细致。
【范例精选】例1．试述“油膜法”估测分子直径的原理．解答 采用油膜法粗略地测定分子直径的原理是：将一滴已测出体积V 的油滴在水面上，油在水面上展开形成了一单分子油膜，如图7－6－1所示．假设油分子是球形的，并且油膜中的分子是一个挨着一个紧密排列的，那么便可认为油膜的厚度就等于油分子的直径．因此，只要测出油滴在水面上展开的面积S ．即可算出油分子直径D ＝S V ． 拓展 将1ml 的油酸溶于酒精，制成200ml 的油酸酒精溶液．已知1ml 溶液有60滴，取1滴这样的油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，最终在水面上形成了面积为0.15m 2的油膜，试由此估算油酸分子的直径．解析 1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V =39610121601102001m --⨯⨯=⨯⨯ 所以每个油酸分子的直径D ＝m m S V 109106.51015.0121--⨯=⨯⨯=【能力训练】1、在下列器材中，本实验中不需要的有____________________________。
