人教14.4 实验十四 油膜法估算分子的直径（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

专题14.4实验十四 油膜法估算分子的直径
1.某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，计算结果偏大，可能的原因是（　　）
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．求每滴体积时，溶液的滴数多记了10滴
D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格
【答案】AD
【解析】A．油酸未完全散开，形成的油膜不是单分子层，计算的油膜厚度就不是分子直径，比分子直径大得多，故A正确；
B．滴入水中后酒精都溶入水中，故酒精多不会影响实验结果；故B错误；
C．计算体积时多数了几滴，会使计算的油滴体积偏小，当然计算的分子直径也偏小，故C错误；
D．数方格时舍去了所有不足一格的方格，计算出的油膜面积偏小，导致计算结果偏大，故D正确。
故选AD。
2．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1）与“将油酸分子看成球形”采用的方法相同的是______。
A．引入质点的概念
B．平均速度的定义
C．引入重心的概念
D．研究加速度与力或质量关系的实验
（2）有下列实验步骤：
①往边长约为 的浅盘里倒入约 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，根据油酸的体积和油膜的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）
（3）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。由此估算出油酸分子的直径约为______m。（结果保留一位有效数字）
【答案】     A     ④①②⑤③     5×10-10
【解析】（1）[1]将油酸分子看成球形，属于理想化模型，而引入质点的概念采用的方法也是理想化模型，平均速度是采用比值定义法，重心是采用等效法，研究加速度与力或质量关系的实验采用的是控制变量法；
（2）[2]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（⑤）→测量油膜面积，计算分子直径（③）。故实验步骤为④①②⑤③；
（3）[3]一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
油酸分子直径为
3.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1000mL溶液中有纯油酸0.5mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：
（1）油酸薄膜的面积是________cm2；
（2）油酸分子的直径是________m；（结果保留两位有效数字）
（3）某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于_______；
A．油膜中含有大量未溶解的酒精
B．计算油膜面积时，错将全部不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开
（4）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。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，则阿伏加德罗常数的表达式为________。（分子看成球体）
（5）本实验体现的物理思想方法为________。
A．控制变量法    B．理想化模型    C．极限思想法    D．整体法与隔离法
【答案】     71（70～72均正确）     8.8×10-10（8.7×10-10～8.9×10-10均正确）     CD#DC          B
【解析】（1）[1]轮廓包围方格约为71个，故油酸薄膜的面积为
（2）[2]每滴溶液中含有纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
（3）[3]A．如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油酸的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油酸面积S偏大，由可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，故A错误。
B．计算油膜面积时，如果错将全部不完整的方格作为完整方格处理，导致统计的油膜面积比实际油膜面积大，计算结果将偏小，故B错误。
C．如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将偏大，故C正确。
D．如果水面