1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 练习
一、单选题
1．一艘油轮装载着密度为的原油在海上航行，由于故障而发生原油泄漏。如果泄漏的原油有9t，海面上风平浪静时，这些原油造成的污染面积最大可达到（ ）
A． B． C． D．
2．关于“用双缝干涉测量光的波长”、“用油膜法估测分子大小”两个实验，则（ ）
A．甲图中，位置应装双缝，其目的是形成两个振动情况相同的光源
B．乙图中，为了测量准确，往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓
C．若按丁图示的油膜计算，油酸分子的直径测量值将偏小
D．两实验中都用到了用宏观量测微观量的思想方法
3．用油膜法估测分子大小的实验中，将a毫升油酸配制成b毫升的油酸酒精溶液，已知一滴油酸酒精溶液的体积为V，形成的油膜面积为S，下列说法正确的是（ ）
A．测得油酸分子的直径为
B．向浅盘中滴入溶液时，滴管下端应远离水面
C．应先滴入油酸酒精溶液，后将痱子粉均匀地撒在水面上
D．为了便于操作，配制的油酸酒精溶液浓度要尽量大一些
4．在测定分子大小的油膜法实验中，下面的假设与该实验无关的是（ ）
A．油膜的体积等于分子体积之和
B．油膜为单层分子且分子都是球形
C．油膜中分子沿长度方向排列
D．分子是一个挨一个排列间隙忽略
5．为了减小“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是（ ）
A．用注射器取1滴纯油酸滴入量筒测量体积
B．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些
C．先在浅盘中撒些爽身粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上
D．实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水中，再把爽身粉撒在水面上
6．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．将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是等效替代法的物理思想方法
B．应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
C．向量筒中滴5滴溶液，测出5滴溶液的体积，算得1滴溶液的体积
D．待油膜形状稳定后，再在玻璃板上描出油膜的形状
7．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验过程中，下列说法正确的是（ ）
A．将一滴油酸酒精溶液滴入量筒并读出其体积
B．滴入油酸酒精溶液，再撒入痱子粉
C．配制的油酸酒精溶液浓度过低会形成如图所示的油膜
D．若按图示的油膜计算，油酸分子的直径测量值将偏大
二、多选题
8．“用油膜法估测分子的大小”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．考虑了各油酸分子间的间隙 D．将油酸分子看成球形
9．在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液。现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S。已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法正确的是（ ）
A．该实验中假设油酸分子是按照直线排列的
B．实验中使用到酒精，酒精对油酸起到稀释作用
C．由题目中数据可知油酸分子的直径为
D．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算分子直径数值会偏大
10．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为c。用注射器往量筒中滴入油酸酒精溶液，每滴入n滴，油酸酒精溶液体积增加1mL，现取1滴油酸酒精溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为1cm的坐标纸上，算出油膜的面积S。关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A．用以上物理量的符号表示分子直径大小为
B．“用油膜法估测分子的大小”实验的依据是将油膜看成单分子油膜
C．水面上形成的油膜的体积
D．计算油膜的面积S时，只需在坐标纸上将油膜轮廓中完整的格子数进行统计，不足一格的都舍去
三、实验题
11．在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
(1)如图反映实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）；
(2)关于本实验，下列选项正确的是________；
A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙
B．为了使得油膜边界更清晰，需要在油膜上轻轻撒上一些痱子粉
C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，会使所测的分子直径明显偏大
D．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，会使所测的分子直径明显偏大
(3)将油酸溶于酒精，其浓度为c，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状，每格边长是0.5cm，油膜所占坐标纸的格数为a，油酸分子的直径约为 m。
12．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，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是，另一部分是，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。油酸中一部分冒出水面，而部分留在水中，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1mL纯油酸配制成2000mL的油酸酒精溶液。
（3）测量体积：用量筒测出1mL溶液共有80滴。
（4）平静水面：在边长为30~40cm浅盘里倒入2~3cm深清水，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0.5cm，油膜轮廓如图所示。
①油膜的面积为 （结果保留两位有效数字）；
②油酸分子的直径约为 m（结果保留两位有效数字）；
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即描线
B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内
C．用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数
13．“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．用浅盘装入约深的水；
D．用公式，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步骤不完整的，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．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
14． “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下：
①向1mL的油酸中加酒精，直至总量达到500mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1mL；
③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状；
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20mm，数出轮廓范围内小方格的个数N．
根据以上信息，回答下列问题：
(1)由图可知油膜面积为 ；计算出油酸分子直径为 m．（结果保留两位有效数字）
(2)在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是______．
A．等效替代法 B．类比法 C．理想模型法 D．控制变量法
(3)若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于______．
A．油酸未完全散开
B．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
15．如图是“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．图中的操作步骤顺序是：丙→丁→乙→甲
B．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验
C．往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓
(2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.2%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为 。
(3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是______。
A． B． C．
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D A C B D D ABD BC AB
1．D
【详解】泄漏的原油的体积为
而油分子直径的数量级为，所以这些原油造成的污染总面积最大为
故选D。
2．D
【详解】A．甲图中，N位置应装双缝，其目的是形成两个振动情况相同的光源，故A错误；
B．为了测量准确，往浅盘中滴入油酸酒精溶液后，待稳定后描绘油膜轮廓，故B错误；
C．配制的油酸酒精溶液浓度过高，油酸分子不能充分扩散开来，就会形成如图所示的油膜，测得的油膜面积偏小，根据公式可知，若按图示的油膜计算，油酸分子的直径测量值将偏大，故C错误；
D．两实验中都用到了用宏观量测微观量的思想方法，故D正确；
故选D。
3．A
【详解】A．由题意可知一滴油酸酒精溶液中的油酸的体积
则油酸分子的直径
A正确；
B．向浅盘中滴入溶液时，滴管下端应靠近水面，否则油膜难以形成，B错误；
C．应先将痱子粉均匀地撒在水面上，后再滴入油酸酒精溶液，C错误；
D．油酸酒精溶液浓度过大，会导致无法再液面上形成单分子油膜，不利于减小测量误差，因此油酸酒精溶液浓度要适中，D错误。
故选A。
4．C
【详解】A．在“用油膜法估测分子的大小” 实验中，假设油膜的体积等于分子体积之和，这是基于油膜是单分子层分布，且分子紧密排列，所以该假设与实验有关，故A正确，不符合题意；
B．实验中把油酸分子看成球形， 油膜为单层分子，这是实验的重要假设基础，通过这样的假设才能进行后续关于分子大小的计算，故B正确，不符合题意；
C．在该实验中，并不要求油膜中分子沿长度方向排列，分子呈单分子层随机分布在水面上，通过油膜的体积和面积来计算分子大小，此假设与实验无关，故C错误，符合题意；
D．实验假设分子是一个挨一个排列，间隙忽略，这样才能将油膜的体积等同于分子体积之和，进而通过测量油膜面积等数据计算分子大小，故D正确，不符合题意。
故选C。
5．B
【详解】A．实验时应用油酸酒精溶液，计算1滴油酸酒精溶液体积时为减小测量误差要用注射器取多滴油酸酒精溶液滴入量筒测量体积，计算出1滴的体积，故A错误；
B．为了减小“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验误差,应把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，且使水面离盘口距离小一些，故B正确；
C．多滴几滴能够使测量形成的油膜体积更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C错误；
D．为了使油酸分子紧密排列，实验时先将爽身粉均匀撒在水面上，再将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】A．将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是理想模型法的物理思想方法，故A错误；
B．实验时应先把痱子粉均匀地撒在水面上，再滴油酸酒精溶液，这样可以形成边界清晰的油膜，易于对油膜面积的测定，故B错误；
C．向量筒中滴5滴溶液，滴数太少，算得1滴油酸溶液体积时误差较大，故C错误；
D．待油酸薄膜形状稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】A．通过测量1ml溶液有多少滴，从而得一滴油酸酒精溶液的体积，故A错误；
B．应先撒入痱子粉，再滴入油酸酒精溶液，故B错误；
C．形成如图所示的油膜是由于痱子粉太厚造成的，故C错误；
D．如图所示的油膜没有充分展开，并不是单分子油膜，油膜面积偏小，根据
测量结果编大，故D正确。
故选D。
8．ABD
【详解】实验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算，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，故ABD正确；C错误。
故选ABD。
9．BC
【详解】A．油膜法测分子大小实验中，假设油酸分子是紧密排列成单分子层，且把分子看成球形，并非按直线排列，A错误；
B．实验中用酒精稀释油酸，目的是使油酸在水面上形成单分子油膜，酒精起到稀释作用，B正确；
C．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
形成单分子油膜，根据
可得油酸分子的直径，C正确；
D．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，会使所测油膜面积偏大，根据，不变，偏大，则计算出的分子直径偏小 ，D错误。
故选BC。
10．AB
【详解】ABC．n滴油酸酒精溶液的总体积为1mL，那么每滴油酸酒精溶液的体积为，则每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
用油膜法估测分子的大小实验的依据是将油膜看成单分子油膜，那么油酸分子的直径就等于油膜厚度
故AB正确，C错误；
D．计算油膜的面积S时，在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格的算一格，小于半格的不计，故D错误。
故选AB。
11．(1)dacb
(2)AD
(3)
【详解】（1）顺序应是：先量出一滴油酸酒精溶液的体积，然后将油酸酒精溶液滴入撒入痱子粉的浅水盘中，稳定后将一块玻璃板盖到浅盘上，用笔将油膜的轮廓画到玻璃板上，最后将玻璃板放到坐标纸上算出油膜的面积，因此顺序为dacb。
（2）A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，故A正确；
B．为了使得油膜边界更清晰，需要先在浅盘里倒入2cm左右深的水，然后将痱子粉均匀撒在水面上，而不是油膜上，故B错误；
C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则油膜的面积偏大，则测得的分子直径偏小，故C错误；
D．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S的测量值偏小，分子直径测量值偏大，故D正确。
故选D。
（3）油酸膜的面积
每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积
根据，代入数据可得
12． BC
【详解】[1]根据题意可知，油膜所占坐标纸格数约140格，故油膜面积为
[2]一滴油酸酒精混合溶液纯油酸的体积为
油酸分子的直径约为
[3]A．油酸在水面未完全散开时即描线会导致面积S偏小，故直径偏大，A错误；
B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内，会导致面积S偏大，故直径偏小，B正确；
C．用量筒测出1mL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。
故选BC。
13．(1)见解析
(2)CFBAED
(3)ACD
【详解】（1）C步骤中，要在水面上撒上爽身粉或细石膏粉。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）实验时先在浅盘中放入水，水面上撒上痱子粉，再配制油酸酒精溶液，得到一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积，然后将一滴油酸酒精溶液滴入，测量油酸在水面上散开的面积，最后进行计算，则实验步骤的合理顺序是CFBAED。
（3）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,则测量体积变大，由可知，测量结果偏大，故A正确；
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，导致测量面积偏大，由可知，测量结果偏小，故B错误；
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数，导致测量面积偏小，由可知，测量结果偏大，故C正确；
D．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开导致测量面积偏小，由可知，测量结果偏大，故D正确。
故选ACD。
14．(1)
(2)C
(3)AC
【详解】（1）[1][2]一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为
根据大于半个方格的计为一个，小于半个方格的不计的原则，可得油膜形状占据的方格数约为格，所以油膜的面积为
所以油酸分子的直径为
（2）实验中把分子看作小球，认为油酸分子能够一个一个紧密排列，在水面上形成单分子层油膜，是采用了理想模型法。
故选C。
（3）A ．计算油酸分子直径的依据是。油酸未完全散开，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，故A正确；
B．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值，则一滴溶液中纯油酸计算体积偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，故B错误；
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，故C正确；
D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，则导致一滴溶液体积计算值偏小，则一滴溶液中纯油酸体积计算值偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，故D错误。
故选AC。
15．(1)B
(2)
(3)C
【详解】（1）A．根据题意，由实验原理可知，用油膜法估测油酸分子的大小的实验步骤为丙→乙→丁→甲，故A正确；
B．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，避免酒精挥发，浓度发生变化，实验有误差，故B错误；
C．应等油酸完全散开稳定后才开始描绘油膜轮廓，故C错误。
故选B。
（2）根据题意可知，1滴这样的溶液中的油酸体积为
（3）最理想的情况是爽身粉很薄，容易被油酸酒精溶液冲开，近似圆形，故选C。
