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1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小
一学科核心素养
物理观念∶理解分子热运动、扩散、布朗运动、分子力、分子动理论。
科学思维∶通过比较布朗运动与扩散现象的异同点，体会它们的本质是分子热运动的客观反映。
科学探究：用观察扩散现象和酒精与水混合实验，经历发现问题一猜想一探究一结论一交流的探究过程。
科学态度与责任∶把分子动理论的知识应用于生活和生产实践，勇于探索日常生活有关的物理问题，在生活感悟物理文化。
二学习重难点
重点：分子组成、热运动、分子间的作用力、分子动理论。
难点：对扩散现象、布朗运动以及分子力的理解与解释。
三课前预习
1．在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中，具体操作如下：
①取纯油酸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，将爽身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，油膜上没有爽身粉，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67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。
（1）这种估测方法是将每个分子视为________，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。
（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，油膜面积为________m2，求得的油酸分子直径为________m。（结果均保留两位有效数字）
2．用油膜法估测分子的大小。
①下面给出的实验步骤中，正确排序应为___________。（填序号）
A．待油酸薄膜的形状稳定后，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
B．用滴管将浓度为0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液的滴数N
C．将画有油酸薄膜轮廊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约为M个，算出油酸薄膜的面积
D．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.1%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴
②利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为_____________。
3．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______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______。
（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______，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______。
4．如图所示，是利用______法估测分子大小的示意图。若一滴油酸体积为V，在水面上散开的面积为S，则分子的直径大小d=______
5．在用油膜法粗测分子直径的实验中，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为________m（结果保留1位有效数字）。
6．分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r= r1时，F=0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能_____（填“减小“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能_____ （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。
7．某单晶体的体积为V，质量为m，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数NA．则该晶体所含有的分子数为_____，分子直径为_____．
8．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，在玻璃板上描出一滴油酸酒精溶液形成的油膜轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示。坐标纸上正方形小方格的边长为1.0 cm，该油膜的面积是 ___cm2.若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸8×10-6mL，则油酸分子的直径是____m。
四自我检测
1．在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占200个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为（　　）
A． B．
C． D．
2．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法正确的是（　　）
A．为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要低一些
B．为使油酸和酒精充分混合，配成的溶液需静置较长时间
C．为清晰显示油膜的边界，滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
D．为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要大一些
3．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜
B．分子直径等于油酸溶液的体积与油膜的面积之比
C．若油酸溶液浓度太高，会使油酸分子直径的测量值偏大
D．若测量的油膜面积偏小，会使油酸分子直径的测量值偏小
4．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，分子力先变大后变小
D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较低
5．为了减少“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是（　　）
A．将油酸酒精溶液滴在水面上时，滴管距水面距离尽可能远些
B．先在浅盘内的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上
C．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状
D．计算油膜面积时，舍去所有不满一格的方格
6．2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射成功。下列“学生实验”能在空间站重演的是（　　）
A．用DIS研究加速度和质量的关系 B．用DIS研究机械能守恒定律
C．研究共点力的合成 D．用单分子油膜估测分子的大小
7．关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　）
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的折线图，表明该花粉颗粒在每段时间内做直线运动
C．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高
D．图丙为分子力与其间距的图像，分子间距从开始增大时，分子力先变小后变大
8．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜
B．分子直径等于油酸的酒精溶液的体积与油膜的面积之比
C．若油酸的酒精溶液浓度太高，会使油酸分子直径的测量值偏小
D．若测量的油膜面积偏小，会使油酸分子直径的测量值偏小
9．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法错误的是（　　）
A．实验时应先将痱子粉撒在水面上，再将油酸酒精溶液滴入水中
B．在水面上撒的痱子粉太厚会让测量结果偏大
C．计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积
D．该实验能在天宫空间站中进行
10．在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜
B．中的V是一滴油酸酒精溶液的体积
C．若油酸酒精溶液浓度太高，会使油酸分子直径的测量值偏小
D．测量油膜面积时，必须让油膜形成规则的几何形状
参考答案：
三课前预习
1． 球体 单分子油膜 直径 4.0×10－12 8.1×10－3 4.9×10－10
2． BDAC
3． 油酸酒精溶液 描下薄膜的形状 舍去 油膜的面积S
4． 油膜
5．5×10-1
6． 减小 减小 小于
7．
8． 91
四自我检测
1．C
2．A
3．A
4．C
5．B
6．C
7．C
8．A
9．D
10．A

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