题型突破09实验题考前巩固之热学实验（3教师版）.docx

2025届物理总复习·二轮·题型突破

题型09实验题考前巩固之热学实验

高考热学实验题，难度一般不大，但对考生而言，一是对相关知识和实验方法可能比较陌生，二是对试题的创新情景不太适应；另外，大多数实验题的考查重点，都在数据处理，误差分析等方面。油膜法测分子直径实验，对于操作要求考查得更多，这些需要有侧重点的针对性复习。

（一）用单分子油膜法测分子直径

（1）球形分子假设：将油酸分子视为直径为d的小球，忽略分子间

作用力及热运动的影响，简化为紧密排列的单分子层。

（2）单分子油膜形成条件：油酸不溶于水且密度小于水，滴入水面

后浮于水面并迅速扩散，稳定时形成厚度为单个分子直径的均匀薄膜。

2．关于纯油酸的体积V0

（1）基本思想方法：用来滴到水面上进行实验的纯油酸体积V0要非常小（远小于1mL），且要能够比较准确地测出其体积V0

（2）两大措施：

▲我们可以这样估算一下做一次实验大概需要多少纯油酸：

这个实验一般在边长为0.3m～0.4m的浅盘中进行，单分子油膜的面积S只能是0.1m2左右而分子直径d为1010m数量级

则纯油酸体积V0＝Sd＝0.1m2×1010m＝1011m3＝105cm3＝105mL数量级

（3）配制与测量

②用注射器（或滴管）吸取一段油酸酒精溶液，读出它的体积刻度V1；

③再把它一滴一滴地滴入烧杯中，数出滴下的总滴数N，并读出剩余的体积刻度V2，则N滴油酸酒精溶液的体积V＝∣V1－V2∣

（1）将画有油膜轮廓的透明板压在坐标纸（方格边长1cm以内）上，

数出轮廓内正方形格子的个数n0，不足半格的舍去，大于半格的算一格；

（2）求得单个正方形的面积S0，则油膜面积S＝n0S0。

▲新情景创新实验法：有些数码相机或手机利用面积传感器可快速准确得到油膜面积。拍摄下油膜轮廓，利用软件自动计算出油膜面积，可减少人工数格误差，考查学生对现代技术的应用能力。

【例1】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40cm的浅盘里倒入约2cm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）某位老师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空隙 C．将油酸分子看成球形

（2）某次实验中采用油酸浓度为0.5%的油酸酒精溶液，测得1mL溶液共165滴，

则每滴溶液中油酸体积为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1cm，则本次实验中油酸膜的面积是cm3。

（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）。

【答案】（1）AC；（2）3×10–5，63（61～65）；（3）5×10–7

【解析】

（1）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：

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

【例2】做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。

（1）下列实验步骤的正确顺序是（填写实验步骤前的序号）。

a．往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上

b．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

c．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小

d．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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积

e．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上

（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为。

A．油膜中含有大量未溶解的酒精

B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格

C．水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开

D．用注射器和量筒测V0体积溶液滴数时多记录了几滴

【解析】

（2）大于半格算一格，小于半格舍去，数得油膜的总格数约为71格，则油膜总面积S＝71a2

（二）观察布朗运动

1．理解并熟悉在显微镜下观察布朗运动的操作方法