2025版高考物理考點(diǎn)題型歸納總結(jié)（含答案）考點(diǎn)70　實(shí)驗(yàn)十七　用油膜法估測(cè)油酸分子的大小

考點(diǎn)70實(shí)驗(yàn)十七用油膜法估測(cè)油酸分子的大小強(qiáng)基固本對(duì)點(diǎn)練1.在“用油膜法估測(cè)分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)宏觀量的測(cè)量間接計(jì)算微觀量．(1)本實(shí)驗(yàn)利用了油酸分子易在水面上形成______(選填“單層”或“多層”)分子油膜的特性．若將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，這滴溶液中含有純油酸體積為V，形成面積為S的油酸薄膜，則由此可估測(cè)油酸分子的直徑為_(kāi)_______．(2)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中先取一定量的無(wú)水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液，測(cè)量并計(jì)算一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積后，接著又進(jìn)行了下列操作：A．將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地?cái)U(kuò)展為形狀穩(wěn)定的油酸薄膜B．將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上計(jì)算油酸薄膜的面積C．將玻璃板蓋到淺水盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫(huà)在玻璃板上D．向淺盤中倒入約2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上以上操作的合理順序是________(填字母代號(hào)).(3)該同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)自己所測(cè)的分子直徑d明顯偏大．出現(xiàn)這種情況的原因可能是________．A.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算B．油酸酒精溶液長(zhǎng)時(shí)間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化C．水面上痱子粉撒得太多，油膜沒(méi)有充分展開(kāi)D．計(jì)算油膜面積時(shí)，將不完整的方格作為完整方格處理(4)將1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液；測(cè)得1cm3的油酸酒精溶液有50滴．現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測(cè)得所形成的油膜面積是0.16m2.由此估算出油酸分子的直徑為_(kāi)_______________m．(結(jié)果保留一位有效數(shù)字).2．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用油膜法測(cè)油酸分子直徑．(1)該實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是________．A．將油膜看成單分子油膜B．不考慮各個(gè)油酸分子間的間隙C．考慮各個(gè)油酸分子間的間隙D．將油酸分子看成球形(2)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：①向體積V油＝6mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總＝104mL；②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗＝75滴時(shí)，測(cè)得其體積恰好是V0＝1mL；一滴油酸酒精溶液中含有油酸的體積為_(kāi)_______m3；③先往淺盤里倒入2cm深的水，然后將痱子粉均勻地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；⑤將畫(huà)有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個(gè)數(shù)N，小方格的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1cm.(3)由圖可知油膜面積為_(kāi)_______m2；計(jì)算出油酸分子直徑為_(kāi)_______m．(以上結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(4)若滴入75滴油酸酒精溶液的體積不足1mL，則最終的測(cè)量結(jié)果將________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”).3．油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒內(nèi)滴100滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1mL.若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開(kāi)，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示．((1)(2)問(wèn)計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)若每一小方格的邊長(zhǎng)為10mm，則油酸薄膜的面積為_(kāi)_____m2.(2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為_(kāi)___m3.(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為_(kāi)_____m．(保留一位有效數(shù)字)(4)為了盡可能準(zhǔn)確地估測(cè)出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的______．A．油酸濃度適當(dāng)大一些B．油酸濃度適當(dāng)小一些C．油酸擴(kuò)散后立即繪出輪廓圖D．油酸擴(kuò)散并待其收縮穩(wěn)定后再繪出輪廓圖培優(yōu)提能模擬練4.[2024·浙江省寧波市模擬]某實(shí)驗(yàn)小組為完成“用油膜法估算油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)，操作如下：①取1.0mL油酸配成500mL油酸酒精溶液；②用注射器吸取1.0mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了50滴；③在淺盤內(nèi)注入適量的水，將爽身粉均勻地撒在水面上，用注射器滴入一滴溶液；④待油膜形狀穩(wěn)定后，將繪有方格的玻璃板放在淺盤上，繪出油酸的輪廓(如圖所示，每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為1.0cm).(1)“將油酸分子看成球形”所采用的方法是______．A．理想模型法B．控制變量法C．等效替代法D．極限思維法(2)該實(shí)驗(yàn)中一滴油酸酒精溶液含________mL油酸；由上述數(shù)據(jù)估算得到油酸分子的直徑約為_(kāi)_______m(保留一位有效數(shù)字).(3)若實(shí)驗(yàn)中最終測(cè)得的油酸分子直徑偏大，可能原因是______．A．爽身粉撒得較多，油膜沒(méi)有充分展開(kāi)B．配置好的油酸酒精溶液放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)C．計(jì)算油酸膜的面積時(shí)，將所有不完整方格作為完整方格處理D．用注射器測(cè)得50滴油酸酒精溶液為1mL時(shí)，不小心錯(cuò)記為40滴5．[2024·黑龍江省雞西市模擬]某合作探究小組的同學(xué)進(jìn)行了“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)．(1)該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積．則接下來(lái)的正確實(shí)驗(yàn)操作步驟是______．(填寫(xiě)步驟前面的數(shù)字)①往淺盤里倒入一定深度的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上；②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定；③將畫(huà)有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小；④將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上(2)該小組做實(shí)驗(yàn)時(shí)，每1000mL油酸酒精溶液中有純油酸0.2mL，用注射器測(cè)得80滴這樣的溶液為1mL，則一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為_(kāi)_______mL，等油膜形狀穩(wěn)定后在玻璃板描畫(huà)出油膜的輪廓如圖所示，圖中正方形小方格的邊長(zhǎng)為1cm.油膜的面積是________m2.根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑是________m．(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)在實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是________．A．為了防止酒精的揮發(fā)，配制的油酸酒精溶液不能長(zhǎng)時(shí)間放置B．在水面上滴入油酸酒精溶液后，應(yīng)該馬上數(shù)方格C．若實(shí)驗(yàn)中撒的痱子粉過(guò)多，則計(jì)算得到的油酸分子的直徑將偏小D．?dāng)?shù)方格時(shí)，不足半個(gè)的舍去，超過(guò)半個(gè)的算一個(gè)

考點(diǎn)70實(shí)驗(yàn)十七用油膜法估測(cè)油酸分子的大小1．答案：(1)單層eq\f(V,S)(2)DACB(3)AC(4)6×10－10解析：(1)本實(shí)驗(yàn)利用了油酸分子易在水面上形成單層分子油膜的特性．若將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，這滴溶液中含有純油酸體積為V，形成面積為S的油酸薄膜，則由此可估測(cè)油酸分子的直徑為d＝eq\f(V,S).(2)實(shí)驗(yàn)中先在淺盤中倒入約2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上；然后將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地?cái)U(kuò)展為形狀穩(wěn)定的油酸薄膜；將玻璃板蓋到淺水盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫(huà)在玻璃板上；將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算油酸薄膜的面積．則合理的順序是DACB.(3)該同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)自己所測(cè)的分子直徑d明顯偏大．根據(jù)d＝eq\f(V,S)，將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算，則V偏大，測(cè)得的分子直徑d偏大，A正確；油酸酒精溶液長(zhǎng)時(shí)間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度變大，則油膜的面積偏大，則測(cè)得的分子直徑偏小，B錯(cuò)誤；水面上痱子粉撒得太多，油膜沒(méi)有充分展開(kāi)，則S的測(cè)量值偏小，分子直徑測(cè)量值偏大，C正確；計(jì)算油膜面積時(shí)，將不完整的方格作為完整方格處理，則S測(cè)量值偏大，則分子直徑測(cè)量值偏小，D錯(cuò)誤．(4)一滴該油酸酒精溶液含純油酸的體積為V＝eq\f(1,200)×eq\f(1,50)cm3＝10－10m3，油酸分子的直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(10－10,0.16)m≈6×10－10m．2．答案：(1)ABD(2)8×10－12(3)1×10－28×10－10(4)偏大解析：(1)將油膜看成單分子油膜，油膜是呈單分子分布的，單分子油膜的厚度等于分子的直徑，A正確；不考慮各個(gè)油酸分子間的間隙，認(rèn)為這些油酸分子是一個(gè)一個(gè)緊挨在一起的，分子之間沒(méi)有間隙，B正確，C錯(cuò)誤；將油酸分子看成球形，測(cè)出油酸的體積V和形成單分子油膜的面積S，單分子油膜的厚度d＝eq\f(V,S)，可以認(rèn)為厚度等于分子的直徑，D正確．(2)一滴油酸酒精溶液中含有油酸的體積為V＝eq\f(1,75)×eq\f(6,104)mL＝8×10－6mL＝8×10－12m3.(3)由圖可知油膜面積為S＝111L2＝111×1cm2≈1×10－2m2，油酸分子的直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－12,1×10－2)m＝8×10－10m.(4)若滴入75滴油酸酒精溶液的體積不足1mL，則代入計(jì)算的純油酸的體積偏大，可知測(cè)量結(jié)果偏大．3．答案：(1)8.0×10－3(2)5×10－12(3)6×10－10(4)BD解析：(1)每個(gè)小方格的面積為S1＝(10mm)2＝1×10－4m2，面積超過(guò)小方格面積一半的方格的個(gè)數(shù)為80個(gè)，不足半格的舍去，則油酸膜的面積約為S＝80S1＝80×10－4m2＝8.0×10－3m2.(2)每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積為V＝eq\f(0.5,1000×1000)mL＝5×10－12m3.(3)把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，則分子的直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(5×10－12,8.0×10－3)m≈6×10－10m.(4)為能形成單分子油膜，油酸濃度應(yīng)適當(dāng)小些；繪制輪廓圖應(yīng)在油酸擴(kuò)散穩(wěn)定后進(jìn)行，B、D正確．4．答案：(1)A(2)4×10－54×10－9(3)AD解析：(1)“將油酸分子看成球形”采用的方法是理想模型法，A正確．(2)一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積V＝eq\f(1,50)×eq\f(1,500)＝4×10－5mL，每小格面積1cm2，超過(guò)半個(gè)格子的算一個(gè)，不滿半格的舍去，大約100個(gè)，所以分子直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4×10－5,100×1)cm＝4×10－7cm＝4×10－9m.(3)水面上爽身粉撒得較多，油酸膜沒(méi)有充分展開(kāi)，致使水面上的油酸分子呈現(xiàn)多層，導(dǎo)致面積變小，測(cè)得油酸分子直徑變大，A正確；配置好的油酸酒精溶液放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，濃度變大，導(dǎo)致油膜面積測(cè)量值偏大，分子直徑測(cè)量值偏小，B錯(cuò)誤；計(jì)算油酸膜面積時(shí)，錯(cuò)將不完整的方格作為完整方格處理，則會(huì)使測(cè)得油酸面積變大，可知油酸分子直徑變小，C錯(cuò)誤；用注射器測(cè)得50滴油酸酒精溶液為1mL時(shí)，不小心錯(cuò)記為40滴，導(dǎo)致實(shí)際面積變小，油酸分子直徑變大，D正確．5．答案：(1)①②④③(2)2.5×10－63.1×10－38.1×10－10(3)AD解析：(1)先用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積，再往邊長(zhǎng)約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上，再用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定，然后將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上，最后將畫(huà)有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小；因此正確的順序是①②④③.(2)一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V＝0.2×eq\f(1,1000)×eq\f(1,80)mL＝2.5×10－6mL，油膜的面積為1平方厘米乘以方格數(shù)目，不足半格的不計(jì)入，超過(guò)半格的按一格計(jì)入，油膜覆蓋的方格大約在31個(gè)，所以油膜的面積為S＝31cm2＝3.1×10－3m2.用純油酸