資源簡介

1.2實驗：用油膜法估測油酸分子的大小
一學(xué)科核心素養(yǎng)
物理觀念∶理解分子熱運動、擴散、布朗運動、分子力、分子動理論。
科學(xué)思維∶通過比較布朗運動與擴散現(xiàn)象的異同點，體會它們的本質(zhì)是分子熱運動的客觀反映。
科學(xué)探究：用觀察擴散現(xiàn)象和酒精與水混合實驗，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題一猜想一探究一結(jié)論一交流的探究過程。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任∶把分子動理論的知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐，勇于探索日常生活有關(guān)的物理問題，在生活感悟物理文化。
二學(xué)習(xí)重難點
重點：分子組成、熱運動、分子間的作用力、分子動理論。
難點：對擴散現(xiàn)象、布朗運動以及分子力的理解與解釋。
三課前預(yù)習(xí)
1．在用油膜法估測油酸分子的大小的實驗中，具體操作如下：
①取純油酸0.1mL注入250mL的容量瓶內(nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到250mL的刻度為止，搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達到1.0mL為止，恰好共滴了100滴；
③在邊長約40cm的淺盤內(nèi)注入約2cm深的水，將爽身粉均勻地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，油膜上沒有爽身粉，可以清楚地看出油膜輪廓；
④待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油膜的形狀；
⑤將畫有油膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0cm的方格紙上，算出完整的方格有67個，大于半格的有14個，小于半格的有19個。
（1）這種估測方法是將每個分子視為________，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為________，這層油膜的厚度可視為油酸分子的________。
（2）利用上述具體操作中的有關(guān)數(shù)據(jù)可知一滴油酸酒精溶液含純油酸為________m3，油膜面積為________m2，求得的油酸分子直徑為________m。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
2．用油膜法估測分子的大小。
①下面給出的實驗步驟中，正確排序應(yīng)為___________。（填序號）
A．待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上
B．用滴管將濃度為0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)N
C．將畫有油酸薄膜輪廊的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)約為M個，算出油酸薄膜的面積
D．將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.1%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央滴入一滴
②利用以上測量數(shù)據(jù)，寫出單個油酸分子直徑的表達式為_____________。
3．測量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積S。
（1）在淺盤里盛上水，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，將爽身粉均勻地撒在水面上。
（2）用注射器向水面上滴1滴______形成一塊有輪廓的油膜。
（3）待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的帶有坐標(biāo)方格的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上______。
（4）根據(jù)畫有油膜輪廓的玻璃板上的坐標(biāo)方格，計算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的______，多于半個的算一個。
（5）把正方形的個數(shù)乘單個正方形的面積就得到______。
4．如圖所示，是利用______法估測分子大小的示意圖。若一滴油酸體積為V，在水面上散開的面積為S，則分子的直徑大小d=______
5．在用油膜法粗測分子直徑的實驗中，將1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，測得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，測得所形成的油膜的面積是0.13m2由此估算出油酸分子的直徑為________m（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）。
6．分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r= r1時，F(xiàn)=0。分子間勢能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間的勢能為零。若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢能_____（填“減小“不變”或“增大”）；在間距由r2減小到r1的過程中，勢能_____ （填“減小”“不變”或“增大”）；在間距等于r1處，勢能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。
7．某單晶體的體積為V，質(zhì)量為m，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)NA．則該晶體所含有的分子數(shù)為_____，分子直徑為_____．
8．在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，在玻璃板上描出一滴油酸酒精溶液形成的油膜輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖所示。坐標(biāo)紙上正方形小方格的邊長為1.0 cm，該油膜的面積是 ___cm2.若一滴油酸酒精溶液中含有純油酸8×10-6mL，則油酸分子的直徑是____m。
四自我檢測
1．在“油膜法估測分子大小”的實驗中，將1mL的純油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器測得1mL溶液為80滴，再滴入1滴這樣的溶液到準備好的淺盤中，描出的油膜輪廓如圖所示，數(shù)出油膜共占200個小方格，每格邊長是0.5cm，由此估算出油酸分子直徑為（　?。?br/>A． B．
C． D．
2．在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，下列說法正確的是（　　）
A．為便于形成單分子油膜，配成的油酸酒精溶液濃度要低一些
B．為使油酸和酒精充分混合，配成的溶液需靜置較長時間
C．為清晰顯示油膜的邊界，滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
D．為減小實驗誤差，選用的玻璃板上正方形方格要大一些
3．在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，下列說法正確的是（　?。?br/>A．該實驗中將油膜看作由一個個油酸分子緊密排列的單層分子膜
B．分子直徑等于油酸溶液的體積與油膜的面積之比
C．若油酸溶液濃度太高，會使油酸分子直徑的測量值偏大
D．若測量的油膜面積偏小，會使油酸分子直徑的測量值偏小
4．關(guān)于分子動理論，下列說法正確的是（　?。?br/>A．圖甲“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，應(yīng)先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B．圖乙為水中炭粒運動位置的連線圖，連線表示炭粒做布朗運動的軌跡
C．圖丙為分子力與分子間距的關(guān)系圖，分子間距從增大時，分子力先變大后變小
D．圖丁為大量氣體分子熱運動的速率分布圖，曲線②對應(yīng)的溫度較低
5．為了減少“用油膜法估測分子的大小”的實驗誤差，下列方法可行的是（　?。?br/>A．將油酸酒精溶液滴在水面上時，滴管距水面距離盡可能遠些
B．先在淺盤內(nèi)的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上
C．用牙簽把水面上的油膜盡量撥弄成規(guī)則形狀
D．計算油膜面積時，舍去所有不滿一格的方格
6．2021年4月29日，長征五號B遙二運載火箭搭載空間站天和核心艙發(fā)射成功。下列“學(xué)生實驗”能在空間站重演的是（　?。?br/>A．用DIS研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系 B．用DIS研究機械能守恒定律
C．研究共點力的合成 D．用單分子油膜估測分子的大小
7．關(guān)于分子動理論，下列說法中正確的是（　?。?br/>A．圖甲“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，應(yīng)先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B．圖乙為水中某花粉顆粒每隔一定時間位置的折線圖，表明該花粉顆粒在每段時間內(nèi)做直線運動
C．圖丁為大量氣體分子熱運動的速率分布圖，曲線②對應(yīng)的溫度較高
D．圖丙為分子力與其間距的圖像，分子間距從開始增大時，分子力先變小后變大
8．在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，下列說法正確的是（　　）
A．該實驗中將油膜看作由一個個油酸分子緊密排列的單層分子膜
B．分子直徑等于油酸的酒精溶液的體積與油膜的面積之比
C．若油酸的酒精溶液濃度太高，會使油酸分子直徑的測量值偏小
D．若測量的油膜面積偏小，會使油酸分子直徑的測量值偏小
9．關(guān)于“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗，下列說法錯誤的是（　?。?br/>A．實驗時應(yīng)先將痱子粉撒在水面上，再將油酸酒精溶液滴入水中
B．在水面上撒的痱子粉太厚會讓測量結(jié)果偏大
C．計算油酸分子直徑時用油酸體積除以對應(yīng)油膜面積
D．該實驗?zāi)茉谔鞂m空間站中進行
10．在“用油膜法估測油酸分子大小”的實驗中，下列說法正確的是（　?。?br/>A．該實驗中將油膜看作由一個個油酸分子緊密排列的單層分子膜
B．中的V是一滴油酸酒精溶液的體積
C．若油酸酒精溶液濃度太高，會使油酸分子直徑的測量值偏小
D．測量油膜面積時，必須讓油膜形成規(guī)則的幾何形狀
參考答案：
三課前預(yù)習(xí)
1． 球體 單分子油膜 直徑 4.0×10－12 8.1×10－3 4.9×10－10
2． BDAC
3． 油酸酒精溶液 描下薄膜的形狀 舍去 油膜的面積S
4． 油膜
5．5×10-1
6． 減小 減小 小于
7．
8． 91
四自我檢測
1．C
2．A
3．A
4．C
5．B
6．C
7．C
8．A
9．D
10．A

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