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(共29张PPT)
实验十九　用油膜法估测油酸分子的大小
一、实验目的
学会用油膜法估测油酸分子大小。
三、实验器材
盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉(或细石膏粉)、纯油酸、酒精、量筒、彩笔。
四、实验步骤
1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差。
2．配制油酸酒精溶液，取纯油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL含1 mL纯油酸的油酸酒精溶液。
7．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上。
8．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S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)。
五、注意事项
1．注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。
2．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画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩。
3．当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁。
4．本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。
题型一　教材原型实验
例1 (多选)(2025·广西卷，T8)关于用油膜法测分子直径的实验，下列说法正确的是(　　)
A．油膜的厚度，可以看成是球形的直径
B．油膜稳定时，油酸分子还在做热运动
C．展开的薄膜，如果是不完整的正方形，可以不计面积
D．实验时，加酒精比不加酒精可以更好地展开油膜
ABD
[解析]　在油膜法测分子直径的实验中，把油膜看成单分子层油膜，即认为油膜是由一层分子构成的，所以油膜的厚度可以近似看成是球形分子的直径，故A正确；
分子在永不停息地做无规则热运动，与宏观物体是否处于稳定状态无关，油膜稳定时，油酸分子仍然在做热运动，故B正确；
在计算油膜面积时，为了更准确地估算油膜的面积，对于周边不完整的格子，大于半格记为一个单位面积，小于半格的不计面积，而不是不完整的格子不计面积，故C错误；
酒精可以溶解油酸，使油酸更容易在水面上展开形成单分子层油膜，所以实验时加酒精比不加酒精可以更好地展开油膜，故D正确。
例2 (2026·山东潍坊市模拟) 如图所示的是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤。
(1)下列有关该实验的说法正确的是________。
A．实验步骤正确的操作顺序是丙→丁→乙→甲
B．图乙中撒痱子粉的目的是防止滴入溶液时液体飞溅出来
C．图丙配制溶液时浓度要大一些，1滴溶液才能在水面形成足够厚的油膜便于测量
D．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，以防酒精挥发影响溶液浓度
D
[解析]　实验步骤应先配制油酸酒精溶液，后在浅盘的水面撒入痱子粉，再向浅盘中滴入油酸酒精溶液，最后描绘油膜轮廓，即实验步骤正确的操作顺序是丙→乙→丁→甲，故A错误；
乙中撒痱子粉是为了更加精确地描绘出油膜的轮廓，故B错误；
丙中配制溶液时浓度要小一些，1滴溶液才能在水面形成单分子层油膜，便于精确测量，故C错误；
实验中的酒精容易挥发，油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，以防酒精挥发影响溶液浓度，故D正确。　
(2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1 mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，滴入浅盘中的纯油酸体积为___________mL(结果保留2位有效数字)。
1.0×10－5　
(3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到以下油膜形状，对油膜形状的分析正确的是______。
A．a中油膜比较理想，油膜与痱子粉边界清晰，且边界线大致为直线，便于绘制边界
B．b中油膜不理想，痱子粉撒得太少且不均匀，导致边界不清不便绘制边界
C．c中油膜满足实验要求，油膜边界比较清晰，痱子粉撒得比较均匀
BC
[解析]　题图a中油膜不理想，痱子粉撒得过多，导致油膜过厚，没有形成单分子层油膜，故A错误；
题图b中油膜不理想，痱子粉撒得太少且不均匀，导致边界不清，不便绘制边界，故B正确；
题图c中油膜满足实验要求，油膜边界比较清晰，痱子粉撒得比较均匀，故C正确。
例3 (2026·云南红河州、文山州统测)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；
②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；
③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；
④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；
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。
完成下列填空：
(1)某位物理老师在讲解实验时提出将油酸分子看作“一桶乒乓球倒在水中漂浮”，该描述体现本实验的理想化假设是________。
A．将油膜看成单分子层油膜
B．考虑了各油酸分子间的间隙
C．将油酸分子看成球形
AC
[解析]　在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验依据是：①油膜是呈单分子层分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间空隙不计。故选AC。
(2)某次实验中采用油酸体积浓度为0.5%的油酸酒精溶液，测得1 mL溶液共165滴，则每滴溶液中油酸的体积为________cm3(保留1位有效数字)；画出油膜的形状如图所示，坐标纸中每个小正方形方格的边长为1 cm，则本次实验中油酸膜的面积是______________cm2。
3×10－5
63(61～65均可)
(3)按以上实验数据估测油酸分子的直径约为________cm(保留1位有效数字)。
5×10－7
题型二　教材实验拓展创新
例4 (1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。坐标格的每个小正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是________cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m(保留1位有效数字)。
256
8×10－10
(2)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8 m的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为___________m(结果保留2位有效数字)。
9.4×10－101．(2026·广西南宁市适应考)下列关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的说法错误的是(　　)
A．实验时若爽身粉撒得太厚，则所测分子直径会偏大
B．用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出这些溶液的体积V1，则每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V2＝
C．油酸酒精溶液中酒精对油酸起到了稀释作用
D．油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为8.0×10－3 mL，其形成的油膜面积为108 cm2，则估测出油酸分子的直径为7.4×10－10 m
解析：选B。若实验时爽身粉撒得太厚，导致油膜面积变小，则所测分子直径偏大，故A正确，不符合题意；用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出这些溶液的体积V1，则每滴油酸酒精溶液的体积V＝，故B错误，符合题意；实验中使用到酒精，酒精对油酸起到稀释作用，故C正确，不符合题意；油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为8.0×10－3 mL，形成油膜面积为108 cm2，则估测出油酸分子的直径d＝＝ cm≈7.4×10－10 m，故D正确，不符合题意。
2．(2026·广西河池市期末)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
(1)在该实验中，体现的物理思想方法是______(填字母)。
A．放大法 B．理想模型法
C．控制变量法 D．等效替代法
(2)实验中所用的油酸酒精溶液为1 000 mL溶液中有纯油酸2 mL，用量筒测得1 mL上述溶液为100滴，把1滴该溶液滴入均匀撒有痱子粉的盛水浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，正方形方格的边长为2 cm，油膜所占方格数约为80个，可以估算出油膜的面积是________m2(结果保留2位有效数字)，由此估算出油酸分子的直径是________m(结果保留3位有效数字)。
(3)某同学在计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析：(1)在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，让一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的，估算出油膜面积，从而求出分子直径，这里用到的方法是理想模型法。
(2)油膜的面积S＝80×0.02×0.02 m2＝0.032 m2；每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝× mL＝2×10－5 mL＝2×10－11 m3，油酸分子的直径d＝＝ m＝6.25×10－10 m。
(3)因为油酸分子直径d＝，舍去了所有不足一格的方格会导致油膜面积 S测量值偏小，所以油酸分子直径测量值d会偏大。
答案：(1)B　(2)0.032　6.25×10－10　(3)偏大
3．(2026·江西萍乡市一模)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。
①单分子油膜：油酸分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是C17H33—，另一部分是—COOH，—COOH对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中C17H33—部分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。
②配制溶液：将1 mL纯油酸配制成2 000 mL的油酸酒精溶液。
③测量体积：用量筒测出1 mL溶液共有80滴。
④平静水面：在边长为30～40 cm的浅盘里倒入2～3 cm深的清水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。
⑤滴入溶液：用清洁滴管将配制好的1滴溶液轻轻滴入浅盘中。
⑥描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。
⑦数格，每格边长是0.5 cm，油膜轮廓如图所示。
(1)油膜的面积为________m2(结果保留2位有效数字)。
(2)油酸分子的直径约为________m(结果保留2位有效数字)。
(3)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是________。
A．油酸在水面未完全散开时描线
B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格都按满格计算
C．用量筒测出1 mL溶液的滴数时，多数了滴数
解析：(1)根据题意可知，油膜所占坐标纸格数约148格，故油膜面积S＝148×(0.5×10－2)2 m2≈3.7×10－3 m2。
(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝× mL＝6.25×10－6 mL，油酸分子的直径d＝≈1.7×10－9 m。
(3)油酸在水面未完全散开时描线会导致面积S偏小，故直径偏大，A错误；计算油膜面积时把所有不足一格的方格都按满格计算，会导致面积S偏大，故直径偏小，B正确；用量筒测出1 mL溶液的滴数时，多数了滴数，会导致计算的油酸体积偏小，故直径偏小，C正确。
答案：(1)3.7×10－3　(2)1.7×10－9　(3)BC
4．微量累积法是物理学中经常用到的研究物理问题方法，如“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，就用到了这种方法。该实验的实验步骤如下：
①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；
②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；
③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；
④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；
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。
(以下计算中π取3.14)
(1)将1 mL的油酸溶于酒精，制成1 000 mL的油酸酒精溶液；测得1 mL的油酸酒精溶液有50滴。现取1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200 cm2。由此估算出油酸分子的直径为________m(结果保留2位有效数字)。
(2)1滴该油酸酒精溶液含有油酸分子个数的数量级为__________个(如：碳原子质量为1.992×10－26 kg，其质量的数量级为10－26 kg)。
(3)取阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1，则油酸的摩尔体积约为________m3/mol(结果保留2位有效数字)。
解析：(1)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝× mL＝2.0×10－5 mL＝2.0×10－11 m3，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d＝＝＝1.0×10－9 m。
(2)每一个油酸分子的体积V0＝π·()3≈5.23×10－28 m3，1滴该油酸酒精溶液含有油酸分子个数n＝≈3.82×1016个，则数量级为1016个。
(3)设油酸的摩尔体积为Vm，则有＝，解得Vm≈3.2×10－4 m3/mol。
答案：(1)1.0×10－9　(2)1016　(3)3.2×10－4
5．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
②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；
③根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；
④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；
⑤往浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的实验步骤排列顺序是__________(填写步骤前面的序号)。
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成250 cm3的油酸酒精溶液，测得1 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0.17 m2，由此估算出油酸分子的直径为________m(保留1位有效数字)。
(3)某同学在实验中最终得到的结果明显偏大，可能是因为________。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开
解析：(1)“油膜法估测油酸分子的大小”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→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，故正确的实验步骤排列顺序是⑤①④②③。
(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝××10－6 m3＝8×10－11 m3，油酸分子直径d＝＝ m≈5×10－10 m。
(3)根据d＝可知，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积，导致油酸体积V偏大，计算的油酸分子直径偏大，故A正确；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，会导致油膜面积S偏大，计算的油酸分子直径应偏小，只数了完整的方格数，会导致油膜面积S偏小，计算的油酸分子直径偏大，故B错误，C正确；水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开，会导致油膜面积S偏小，计算的油酸分子直径偏大，故D正确。
答案：(1)⑤①④②③　(2)5×10－10　(3)ACD
6．(2026·宁夏固原市模拟)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中：
(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是________。
A．将油酸形成的膜看成单分子油膜
B．不考虑各油酸分子间的间隙
C．将油酸分子看成球形
D．油酸分子直径的数量级为10－15 m
(2)下列实验操作正确的是________。
A．用油膜法可以精确测量分子的大小
B．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应的油膜面积
C．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格
D．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把爽身粉撒在水面上
(3)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的体积为8×10－6 mL，则油酸分子的直径是________m。(保留2位有效数字)
解析：(1)实验中油酸分子的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算的，所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜，不考虑油酸分子间的间隙，并把油酸分子看成球形，油酸分子直径的数量级为10－10 m。
(2)用油膜法只能粗略测量分子的大小，故A错误；该实验的油膜被认为是单分子紧密排列的，因此油膜的厚度是油酸分子的直径，所以油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应的油膜面积，故B正确；在计算面积时，超过半格的按一格计算，不足半格的才能舍去，故C错误；实验时要先撒爽身粉，再滴油酸酒精溶液，故D错误。
(3)根据超过半格的按一格计算，不足半格的舍去，结合题图可知，油膜的面积S＝92×1×1 cm2＝92 cm2。油酸分子的直径d＝＝ cm≈8.7×10－10 m。
答案：(1)ABC　(2)B　(3)92　8.7×10－10实验十九　用油膜法估测油酸分子的大小
一、实验目的
学会用油膜法估测油酸分子大小。
二、实验原理
实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测油酸分子的大小。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图甲所示形状的一层纯油酸薄膜。如果测量出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小。用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示分子的直径，如图乙所示，则d＝。
三、实验器材
盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉(或细石膏粉)、纯油酸、酒精、量筒、彩笔。
四、实验步骤
1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差。
2．配制油酸酒精溶液，取纯油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL含1 mL纯油酸的油酸酒精溶液。
3．用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n。
4．根据V0＝算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。
5．向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将爽身粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上。
6．用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。
7．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上。
8．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S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)。
9．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝算出油酸薄膜的厚度d。
10．重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小。
五、注意事项
1．注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果。
2．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画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩。
3．当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁。
4．本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。
题型一　教材原型实验
(多选)(2025·广西卷，T8)关于用油膜法测分子直径的实验，下列说法正确的是(　　)
A．油膜的厚度，可以看成是球形的直径
B．油膜稳定时，油酸分子还在做热运动
C．展开的薄膜，如果是不完整的正方形，可以不计面积
D．实验时，加酒精比不加酒精可以更好地展开油膜
[解析]　在油膜法测分子直径的实验中，把油膜看成单分子层油膜，即认为油膜是由一层分子构成的，所以油膜的厚度可以近似看成是球形分子的直径，故A正确；分子在永不停息地做无规则热运动，与宏观物体是否处于稳定状态无关，油膜稳定时，油酸分子仍然在做热运动，故B正确；在计算油膜面积时，为了更准确地估算油膜的面积，对于周边不完整的格子，大于半格记为一个单位面积，小于半格的不计面积，而不是不完整的格子不计面积，故C错误；酒精可以溶解油酸，使油酸更容易在水面上展开形成单分子层油膜，所以实验时加酒精比不加酒精可以更好地展开油膜，故D正确。
[答案]　ABD
(2026·山东潍坊市模拟) 如图所示的是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤。
(1)下列有关该实验的说法正确的是________。
A．实验步骤正确的操作顺序是丙→丁→乙→甲
B．图乙中撒痱子粉的目的是防止滴入溶液时液体飞溅出来
C．图丙配制溶液时浓度要大一些，1滴溶液才能在水面形成足够厚的油膜便于测量
D．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，以防酒精挥发影响溶液浓度
(2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.1%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1 mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，滴入浅盘中的纯油酸体积为________mL(结果保留2位有效数字)。
(3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液后得到以下油膜形状，对油膜形状的分析正确的是______。
A．a中油膜比较理想，油膜与痱子粉边界清晰，且边界线大致为直线，便于绘制边界
B．b中油膜不理想，痱子粉撒得太少且不均匀，导致边界不清不便绘制边界
C．c中油膜满足实验要求，油膜边界比较清晰，痱子粉撒得比较均匀
[解析]　(1)实验步骤应先配制油酸酒精溶液，后在浅盘的水面撒入痱子粉，再向浅盘中滴入油酸酒精溶液，最后描绘油膜轮廓，即实验步骤正确的操作顺序是丙→乙→丁→甲，故A错误；乙中撒痱子粉是为了更加精确地描绘出油膜的轮廓，故B错误；丙中配制溶液时浓度要小一些，1滴溶液才能在水面形成单分子层油膜，便于精确测量，故C错误；实验中的酒精容易挥发，油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，以防酒精挥发影响溶液浓度，故D正确。　
(2)由题意知，滴入浅盘中的纯油酸体积V＝×0.1% mL＝1.0×10－5 mL。
(3)题图a中油膜不理想，痱子粉撒得过多，导致油膜过厚，没有形成单分子层油膜，故A错误；题图b中油膜不理想，痱子粉撒得太少且不均匀，导致边界不清，不便绘制边界，故B正确；题图c中油膜满足实验要求，油膜边界比较清晰，痱子粉撒得比较均匀，故C正确。
[答案]　(1)D　(2)1.0×10－5　(3)BC
(2026·云南红河州、文山州统测)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；
②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；
③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；
④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；
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。
完成下列填空：
(1)某位物理老师在讲解实验时提出将油酸分子看作“一桶乒乓球倒在水中漂浮”，该描述体现本实验的理想化假设是________。
A．将油膜看成单分子层油膜
B．考虑了各油酸分子间的间隙
C．将油酸分子看成球形
(2)某次实验中采用油酸体积浓度为0.5%的油酸酒精溶液，测得1 mL溶液共165滴，则每滴溶液中油酸的体积为________cm3(保留1位有效数字)；画出油膜的形状如图所示，坐标纸中每个小正方形方格的边长为1 cm，则本次实验中油酸膜的面积是________cm2。
(3)按以上实验数据估测油酸分子的直径约为________cm(保留1位有效数字)。
[解析]　(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验依据是：①油膜是呈单分子层分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间空隙不计。故选AC。
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝×0.5% cm3≈3×10－5 cm3；按照超过半格的算一个，不足半格的舍去原则，可得共有63格，则油酸膜的面积S＝63 cm2。
(3)估测出油酸分子的直径d＝≈5×10－7 cm。
[答案]　(1)AC　(2)3×10－5　63(61～65均可)
(3)5×10－7
题型二　教材实验拓展创新
(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。坐标格的每个小正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是________cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m(保留1位有效数字)。
(2)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8 m的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为________m(结果保留2位有效数字)。
[解析]　(1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积S＝64×2 cm×2 cm＝256 cm2；2滴溶液中所含油酸体积V＝2×10－5 cm3，油膜厚度即油酸分子的直径d＝≈8×10－10 m。
(2)直径为1.43×10－8 m的圆周，周长l＝πd≈4.5×10－8 m，可以估算出铁原子的直径d′＝ m≈9.4×10－10 m。
[答案]　(1)256　8×10－10　(2)9.4×10－10(共31张PPT)
演练知能提升
B
解析：若实验时爽身粉撒得太厚，导致油膜面积变小，则所测分子直径偏大，故A正确，不符合题意；
实验中使用到酒精，酒精对油酸起到稀释作用，故C正确，不符合题意；
2．(2026·广西河池市期末)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
(1)在该实验中，体现的物理思想方法是______(填字母)。
A．放大法 B．理想模型法
C．控制变量法 D．等效替代法
解析：在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，让一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的，估算出油膜面积，从而求出分子直径，这里用到的方法是理想模型法。
B
(2)实验中所用的油酸酒精溶液为1 000 mL溶液中有纯油酸2 mL，用量筒测得1 mL上述溶液为100滴，把1滴该溶液滴入均匀撒有痱子粉的盛水浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，正方形方格的边长为2 cm，油膜所占方格数约为80个，可以估算出油膜的面积是________m2(结果保留2位有效数字)，由此估算出油酸分子的直径是__________m(结果保留3位有效数字)。
0.032
6.25×10－10
(3)某同学在计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
偏大
3．(2026·江西萍乡市一模)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。
①单分子油膜：油酸分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是C17H33—，另一部分是—COOH，—COOH对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中C17H33—部分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。
②配制溶液：将1 mL纯油酸配制成2 000 mL的油酸酒精溶液。
③测量体积：用量筒测出1 mL溶液共有80滴。
④平静水面：在边长为30～40 cm的浅盘里倒入2～3 cm深的清水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。
⑤滴入溶液：用清洁滴管将配制好的1滴溶液轻轻滴入浅盘中。
⑥描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。
⑦数格，每格边长是0.5 cm，油膜轮廓如图所示。
(1)油膜的面积为____________m2(结果保留2位有效数字)。
解析：根据题意可知，油膜所占坐标纸格数约148格，故油膜面积S＝148×(0.5×10－2)2 m2≈3.7×10－3 m2。
3.7×10－3
(2)油酸分子的直径约为________m(结果保留2位有效数字)。
1.7×10－9
(3)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是________。
A．油酸在水面未完全散开时描线
B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格都按满格计算
C．用量筒测出1 mL溶液的滴数时，多数了滴数
BC
解析：油酸在水面未完全散开时描线会导致面积S偏小，故直径偏大，A错误；
计算油膜面积时把所有不足一格的方格都按满格计算，会导致面积S偏大，故直径偏小，B正确；
用量筒测出1 mL溶液的滴数时，多数了滴数，会导致计算的油酸体积偏小，故直径偏小，C正确。
4．微量累积法是物理学中经常用到的研究物理问题方法，如“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，就用到了这种方法。该实验的实验步骤如下：
①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；
②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；
③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；
④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；
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。
(以下计算中π取3.14)
(1)将1 mL的油酸溶于酒精，制成1 000 mL的油酸酒精溶液；测得1 mL的油酸酒精溶液有50滴。现取1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200 cm2。由此估算出油酸分子的直径为__________m(结果保留2位有效数字)。
1.0×10－9
(2)1滴该油酸酒精溶液含有油酸分子个数的数量级为__________个(如：碳原子质量为1.992×10－26 kg，其质量的数量级为10－26 kg)。
1016
(3)取阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1，则油酸的摩尔体积约为__________m3/mol(结果保留2位有效数字)。
3.2×10－4
5．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
②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；
③根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；
④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；
⑤往浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的实验步骤排列顺序是____________(填写步骤前面的序号)。
解析：“油膜法估测油酸分子的大小”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→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，故正确的实验步骤排列顺序是⑤①④②③。
⑤①④②③
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成250 cm3的油酸酒精溶液，测得1 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0.17 m2，由此估算出油酸分子的直径为________m(保留1位有效数字)。
5×10－10
(3)某同学在实验中最终得到的结果明显偏大，可能是因为________。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开
ACD
6．(2026·宁夏固原市模拟)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中：
(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是________。
A．将油酸形成的膜看成单分子油膜
B．不考虑各油酸分子间的间隙
C．将油酸分子看成球形
D．油酸分子直径的数量级为10－15 m
ABC
解析：实验中油酸分子的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算的，所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜，不考虑油酸分子间的间隙，并把油酸分子看成球形，油酸分子直径的数量级为10－10 m。
(2)下列实验操作正确的是________。
A．用油膜法可以精确测量分子的大小
B．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应的油膜面积
C．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格
D．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把爽身粉撒在水面上
B
解析：用油膜法只能粗略测量分子的大小，故A错误；
该实验的油膜被认为是单分子紧密排列的，因此油膜的厚度是油酸分子的直径，所以油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应的油膜面积，故B正确；
在计算面积时，超过半格的按一格计算，不足半格的才能舍去，故C错误；
实验时要先撒爽身粉，再滴油酸酒精溶液，故D错误。
(3)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的体积为8×10－6 mL，则油酸分子的直径是________m。(保留2位有效数字)
92
8.7×10－10

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