2018版高考物理一轮复习第十二章热学实验十三用油膜法估测分子的大小.doc

实验十三 用油膜法估测分子的大小 突破点(一)　实验原理与操作 [典例1]　(2017·南宁模拟)“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S。 B．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＝，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： ________________________________________________________________________。 ________________________________________________________________________。 (2)上述实验步骤的合理顺序是________。 (3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________。 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．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数 D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 [解析]　(1)①C步骤中，要在水面上均匀撒上痱子粉或细石膏粉。 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。 (3)由d＝可知，测量结果偏大有两个原因，一是体积比正常值偏大，二是面积比正常值偏小，故可能正确的说法是A、C、D。 [答案]　见解析 (2)CFBAED(3) ACD [集训冲关] 1．采用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是(　　) A．1滴油酸的质量和它的密度 B．1滴油酸的体积和它的密度 C．1滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积 D．所散成的油膜的厚度和它的密度 解析：选C　据油膜法测分子直径的原理d＝，只需测量1滴油酸的体积和它形成的单分子油膜的最大面积即可，故C正确。 2．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中： 某同学操作步骤如下： 取一定量的无水酒精和油酸，配制成一定浓度的油酸酒精溶液； 在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积； 在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴溶液，待散开稳定； 在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油酸薄膜形状，用透明方格纸测量油酸薄膜的面积。 请指出错误或有遗漏的步骤，并改正其错误： 错误的步骤：__________________________________； 有遗漏的步骤：________________________________。 解析：由于一滴溶液的体积太小，直接测量时，相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差；液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败。 答案：见解析突破点(二)　数据处理与误差分析 [典例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0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm，试问： (1)这种估测方法是将每个油酸分子视为________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_______油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。图中油酸膜的面积为________m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m。(结果保留两位有效数字) (2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？ 请写出你分析的原因：_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析]　(1)油膜面积约占70小格，面积约为S＝70×25×25×10－6 m2≈4.4×10－2 m2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V＝××10－6 m3＝1