高考二輪專題復(fù)習(xí)：專題20　熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方專題20熱學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)【命題規(guī)律】命題角度（1）用油膜法估測油酸分子的大?。?）探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系．（3）測量玻璃的折射率．（4）用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測光的波長．【知識薈萃】★考向一、用油膜法估測油酸分子的大小1．原理：認(rèn)為油酸薄膜是由單層的油酸分子緊密排列組成，在估測油酸分子大小的數(shù)量級時，把每個油酸分子簡化為球體，認(rèn)為油膜的厚度就是油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S)，如圖.2．對“V”的測量（1）配制一定濃度的油酸酒精溶液，設(shè)其濃度為n；（2）用注射器吸取一段油酸酒精溶液，讀出它的體積為V0；（3）再把它一滴滴地滴入燒杯中，記下液滴的總滴數(shù)N；（4）則一滴油酸酒精溶液中，純油酸的體積V＝eq\f(V0,N)n.3．對“S”的測量（1）淺盤里盛水，把適量的爽身粉均勻撒在水面上；（2）用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，待油膜形狀穩(wěn)定后，將帶方格的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下薄膜的形狀；（3）數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)n0，不足半個的舍去，多于半個的算一個；（4）用正方形的個數(shù)乘單個正方形的面積S0（即n0S0）計(jì)算出油膜的面積S.4．注意事項(xiàng)（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查淺盤是否干凈，如果有油漬將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．（2）由于油酸膜要經(jīng)過先擴(kuò)大后收縮的過程，因此畫輪廓時要待油酸膜穩(wěn)定后再畫，畫時視線要與玻璃板垂直．（3）分子大小的數(shù)量級為10－10m，若不是則要重做實(shí)驗(yàn)．★考向二、探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)中常用的控制變量法，探究在氣體質(zhì)量和溫度不變的情況下（即等溫過程），氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，如圖所示．（1）為保證等溫變化，實(shí)驗(yàn)過程中不要用手握住注射器有氣體的部位．同時，改變體積過程應(yīng)緩慢，以免影響密閉氣體的溫度．為保證氣體密閉，應(yīng)在活塞與注射器內(nèi)壁間涂上潤滑油，注射器內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差不宜過大．（2）實(shí)驗(yàn)中所用的壓力表精度較高，而氣柱體積是直接在注射器上讀出的，其誤差會直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．（3）在等溫過程中，氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系在p－V圖像中呈現(xiàn)為雙曲線，如圖甲．處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，要通過變換，即畫p－eq\f(1,V)圖像，把雙曲線變?yōu)橹本€，說明p和V成反比，如圖乙．這是科學(xué)研究中常用的數(shù)據(jù)處理的方法，因?yàn)橐淮魏瘮?shù)反映的物理規(guī)律比較直觀，容易得出相關(guān)的對實(shí)驗(yàn)研究有用的參數(shù)．★考向三、測量玻璃的折射率數(shù)據(jù)處理方法1．計(jì)算法：由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，算出不同入射角時的n值，并取平均值．2．圖像法：作sinθ1－sinθ2圖像，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知其斜率為折射率．3．單位圓法：以入射點(diǎn)O為圓心，作半徑為R的圓，如圖所示，則sinθ1＝eq\f(EH,OE)，sinθ2＝eq\f(E′H′,OE′)，OE＝OE′＝R，所以用刻度尺量出EH、E′H′的長度就可以求出n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(EH,E′H′).★考向四、用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測光的波長1．實(shí)驗(yàn)裝置圖及實(shí)驗(yàn)器材（如圖）雙縫干涉儀、光具座、光源、學(xué)生電源、導(dǎo)線、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭、刻度尺．2．?dāng)?shù)據(jù)處理的方法（1）調(diào)節(jié)測量頭，使分劃板中心刻線對齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1；（2）轉(zhuǎn)動手輪，當(dāng)分劃板中心刻線與第n條相鄰的亮條紋中心對齊時，記下手輪上的讀數(shù)a2；（3）相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝eq\f(|a1－a2|,n－1)，則由λ＝eq\f(d,l)Δx＝eq\f(d|a1－a2|,ln－1)得波長．3．注意事項(xiàng)（1）實(shí)驗(yàn)時應(yīng)調(diào)整光源、單縫、雙縫和毛玻璃屏、測量頭共軸，單縫和雙縫安裝時應(yīng)豎直且相互平行，遮光筒的軸線要與光具座導(dǎo)軌平行．若不共軸或單縫與雙縫不平行則會引起干涉條紋亮度小，不清晰，不便于觀察和測量．（2）分劃板上的中心刻線應(yīng)與干涉條紋的亮（暗）線平行，否則會增大測量的誤差．（3）測量頭有兩種，一種相當(dāng)于螺旋測微器，一種相當(dāng)于游標(biāo)卡尺．【經(jīng)典例題】【例題1】在做“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)時，將6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液。用注射器取適量溶液滴入量筒，測得每滴入75滴，量筒內(nèi)的溶液增加1mL。用注射器把1滴這樣的溶液滴入表面撒有痱子粉的淺水盤中，把玻璃板蓋在淺盤上并描出油酸膜邊緣輪廓，如圖所示。已知玻璃板上正方形小方格的邊長為1cm，則油酸膜的面積約為______m2（保留兩位有效數(shù)字）。由以上數(shù)據(jù)，可估算出油酸分子的直徑約為______m（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

1.1×10-2

7.3×10-10【解析】油酸膜所占面積超過正方形一半的正方形個數(shù)為110個，則油酸膜的面積約為S＝110×1cm2＝1.1×10-2m2每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V＝mL＝8×10－6mL＝8×10-12m3把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，因此其直徑為m＝7.3×10-10m【例題2】如圖甲所示，為測定一塊三棱鏡的折射率，將三棱鏡固定在一張白紙上，并確定好AB和AC界面的位置。然后在棱鏡的左側(cè)畫出一條直線，并在線上豎直插上兩枚大頭針P1和P2，再從棱鏡的右側(cè)觀察P1和P2的像。①此后正確的操作步驟是___________A．插上大頭針P3，使P3擋住P2的像B．插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像C．插上大頭針P4，使P4擋住P3的像D．插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像②正確完成上述操作后，在紙上標(biāo)出大頭針P3、P4的位置，如圖乙所示，過P1、P2做一條直線與AB邊相交于O點(diǎn)，過P3、P4做一條直線與AC變相交于H，并以入射點(diǎn)O為圓心做一個圓，與入射光線相交D，與OH連線的延長線相交于G，過O點(diǎn)做法線，過D點(diǎn)做法線的垂線交于E，過G點(diǎn)做法線的垂線交于F，則所測玻璃折射率的表達(dá)式n=___________。（用代表線段長度的字母表示）?！敬鸢浮?/p>

BD

【解析】①在棱鏡的左側(cè)畫出一條直線，并在線上豎直插上兩枚大頭針P1和P2，確定入射光線，然后插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像，從而確定出射光線．故選：BD．②設(shè)入射角為α，折射角為β，根據(jù)折射定律得，根據(jù)幾何關(guān)系有：對于乙圖折射率【例題3】某小組做測定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙．①下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度______．A．選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚B．選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚C．選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)D．插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些②該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是______．③該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點(diǎn)為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于、點(diǎn)，再過、點(diǎn)作法線的垂線，垂足分別為、點(diǎn)，如圖所示，則玻璃的折射率______．（用圖中線段的字母表示）【答案】

AD

D

【解析】采用插針法測定光的折射率的時候，應(yīng)選定光學(xué)表面間距大一些的玻璃磚，這樣光路圖會更加清晰，減小誤差，同時兩枚大頭針的距離盡量大一些，保證光線的直線度，因此AD正確，光學(xué)表面是否平行不影響該實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，因此B錯誤，應(yīng)選用細(xì)一點(diǎn)的大頭針因此C錯誤．根據(jù)光的折射定律可知當(dāng)選用平行的玻璃磚時出射光和入射光應(yīng)是平行光，又因發(fā)生了折射因此出射光的出射點(diǎn)應(yīng)相比入射光的延長線向左平移，因此D正確，ABC錯誤由折射定律可知折射率，，，聯(lián)立解得【例題4】用雙縫干涉測量光的波長實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，光源發(fā)的光經(jīng)濾光片（裝在單縫前）成為單色光，把單縫照亮。單縫相當(dāng)于一個線光源，它又把雙縫照亮，已知雙縫間的距離為0.3mm。透鏡的作用是使射向單縫的光更集中。遮光筒的一端裝有毛玻璃屏，通過目鏡，我們可以在屏上觀察到干涉條紋。（1）實(shí)驗(yàn)時，需要通過光具座上的刻度尺測量的物理量是___________與___________之間的距離；（2）某次實(shí)驗(yàn)中將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示；然后轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖丙所示。圖乙的示數(shù)為___________mm，圖丙的示數(shù)為___________mm；（3）若在（1）中測得的數(shù)據(jù)是1.2m，則本次實(shí)驗(yàn)測得的這種光的波長是___________m（保留兩位有效數(shù)字）；（4）若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，可采取的改善辦法有___________（至少寫一條）?！敬鸢浮?/p>

雙縫

毛玻璃屏

2.335±0.001

15.325±0.001

6.5×10-7

更換間距更小的雙縫（或增大雙縫到屏的距離，或更換濾光片成為波長更長的單色光）【解析】（1）根據(jù)干涉條紋的公式可知實(shí)驗(yàn)時，需要通過光具座上的刻度尺測量的物理量是雙縫與毛玻璃屏之間的距離；（2）圖乙的示數(shù)為圖丙的示數(shù)為（3）相鄰兩條亮紋之間的距離為根據(jù)干涉條紋的公式可得本次實(shí)驗(yàn)測得的這種光的波長為（4）根據(jù)干涉條紋的公式可知若要增大條紋間距，可采取的方法有：更換間距更小的雙縫，或增大雙縫到屏的距離，或更換濾光片成為波長更長的單色光?！揪x習(xí)題】1．在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，如圖a所示。（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是__________；A．單縫及雙縫必須平行放置B．干涉條紋與雙縫垂直C．干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)D．若用綠色濾光片替換紅色濾光片，干涉條紋間距會變?。?）某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時，第一次分劃板中心刻度對齊條紋中心時（圖b），游標(biāo)尺的示數(shù)如圖c所示；第二次分劃板中心刻度對齊條紋中心時（圖d），游標(biāo)尺的示數(shù)如圖e所示。已知雙縫間距為，雙縫到屏的距離為，則圖c游標(biāo)尺的示數(shù)為________，兩個相鄰明紋（或暗紋）間的距離為________。實(shí)驗(yàn)時測量多條干涉條紋寬度的目的是__________。所測單色光波長為_______?！敬鸢浮?/p>

AD

11.5

1.3

減小測量的誤差

【解析】（1）AB．為使屏上的干涉條紋清晰，單縫和雙縫必須平行放置，所得到的干涉條紋與雙縫平行，故B錯誤A正確；CD．由可知，干涉條紋疏密程度與雙縫間距離、雙縫到屏的距離和光的波長有關(guān)，綠光的波長小于紅光的波長，則若用綠色濾光片替換紅色濾光片，干涉條紋間距會變小，故C錯誤D正確。故選AD。（2）由圖c可知，游標(biāo)卡尺為10分度，且第5個小格對齊，則游標(biāo)尺的讀數(shù)為由圖e可知，游標(biāo)卡尺為10分度，且第7個小格對齊，則游標(biāo)尺的讀數(shù)為由圖b和圖d可知，AB兩條條紋間有4個間距，則兩個相鄰明紋（或暗紋）間的距離為實(shí)驗(yàn)時測量多條干涉條紋寬度的目的是減小測量的誤差。根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)解得所測單色光波長為2．（1）用“插針法”測定玻璃的折射率，如圖丙所示，玻璃磚4個光學(xué)面A、B、C、D。其中A、C兩面相互平行，實(shí)驗(yàn)中對于入射面和出射面的選擇，下列說法正確的是___A．只能選用A、C兩面B．不能選用C、D丙C．既可以選用A、C兩面，也可以選用A、B兩面（2）在完成“測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們對“插針法”的適用范圍進(jìn)行了討論，玻璃磚的形狀如圖丁所示，下列說法正確的是____A．“插針法”只能用于測梯形玻璃磚的折射率B．“插針法”只能用于測梯形玻璃磚和三角形玻璃磚的折射率C．測梯形玻璃磚、三角形玻璃磚和半圓形玻璃磚的折射率均可用“插針法”【答案】

C

C【解析】（1）根據(jù)插針法測玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟可知，實(shí)驗(yàn)時可以用A、C兩面、或用C、D兩面、或用A、B兩面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。故選C。（2）只要操作正確，任何形狀的玻璃磚均可用“插針法”測量折射率。故選C。3．某同學(xué)在測定一厚度均勻的圓形玻璃磚的折射率時，先在白紙上畫一與圓形玻璃同半徑的圓，圓心為O，將圓形玻璃平放在白紙上，使其邊界與所畫的圓重合，在玻璃一側(cè)插兩枚大頭針P1和P2，在另一側(cè)再先后插兩枚大頭針P3、P4，使從另一側(cè)觀察時，大頭針P3、P4和P1、P2的像恰在一直線上，移去圓形玻璃和大頭針后，得到如圖，根據(jù)如圖可測出玻璃的折射率。（1）結(jié)合作圖寫出此后的實(shí)驗(yàn)步驟；（2）根據(jù)你圖中的標(biāo)注，寫出計(jì)算玻璃折射率的公式?！敬鸢浮浚?）見解析；（2）【解析】（1）此后的實(shí)驗(yàn)步驟為：①過P1、P2兩點(diǎn)作直線和圓相交于A點(diǎn)；②過P3、P4兩點(diǎn)作直線和圓相交于B點(diǎn)；③分別過A點(diǎn)及B點(diǎn)做兩次折射的法線OA及OB；④用量角器測出入射角i和折射角r，根據(jù)折射定律計(jì)算出玻璃的折射率。（2）玻璃的折射率公式為4．現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。（1）將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母及排列順序應(yīng)為C，E，______，A；（2）將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮條紋中心對齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊，記下此時圖乙中手輪上的示數(shù)______mm，求得相鄰亮條紋的間距Δx；（3）已知雙縫間距d為2.0×10-4m，測得雙縫到屏的距離L為0.700m，由計(jì)算式=______，求得所測紅光波長為______mm（保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

D、B

13.870

6.6×10-4【解析】（1）光源經(jīng)濾光片后只留下紅光，再經(jīng)過單縫、雙縫后得到兩束相干光源，照射到毛玻璃上形成明暗相間的干涉條紋，故由左至右，表示各光學(xué)元件的字母及排列順序應(yīng)為C，E，D，B，A。（2）圖乙中手輪上的示數(shù)為13.5mm+37.0=13.870mm（3）兩條相鄰兩條文的間距移項(xiàng)可得甲圖中的讀數(shù)為2.320mm，故兩條相鄰亮條紋的間距代入數(shù)據(jù)后可解得=6.6×10-4mm。5．利用“油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了構(gòu)建分子模型的物理思想，也體現(xiàn)了通過對宏觀量的測量，來實(shí)現(xiàn)對微觀量間接測量的方法．該實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下：A．用注射器吸入一定體積事先配置好的油酸酒精溶液，再均勻地滴出，記下滴出的滴數(shù)，算出一滴油酸酒精溶液的體積V0B．用注射器將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油滴散開、油膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜形狀描畫在玻璃板上C．用淺盤裝入約2cm深的水，然后把滑石粉均勻地撒在水面上D．將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，用數(shù)學(xué)方法估算出油膜的面積SE．根據(jù)油酸酒精溶液的濃度和一滴油酸酒精溶液的體積V0，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積VF．利用測定數(shù)據(jù)求出薄膜厚度d，即為油酸分子的大?。?）上述實(shí)驗(yàn)步驟中B、C、D的順序不合理，請重新對這三個步驟排序：____；（2）利用實(shí)驗(yàn)步驟中測出的數(shù)據(jù)，可得油酸分子直徑d=_______．【答案】

（1）CBD；

（2）V/S【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中要先用淺盤裝入約2cm深的水，然后把滑石粉均勻地撒在水面上，然后再用注射器將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油滴散開、油膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜形狀描畫在玻璃板上；最后將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，用數(shù)學(xué)方法估算出油膜的面積S，故正確順序應(yīng)為CBD；（2）酒精油酸溶液中油酸的體積為V，而酒精油酸溶液在水面上形成的油酸薄膜輪廓面積S，所以油酸分子直徑為；故答案為：（1）CBD

（2）．6．在“用單分子油膜估測分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是使油酸在淺盤的水面上形成______。若n滴油酸酒精溶液的體積為V，一滴溶液在水面上散開形成的油膜面積為S，溶液的濃度為η，則可估算出該分子的直徑d=______?！敬鸢浮?/p>

單分子油膜

【解析】在“用單分子油膜估測分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是使油酸在淺盤的水面上形成單分子油膜。n滴油酸酒精溶液的總體積為V，且油酸酒精溶液中油酸濃度為η，則一滴中的純油酸體積為V0=一滴溶液在水面上散開形成的油膜面積為S，根據(jù)體積公式可知，油酸分子的直徑為d==7．某同學(xué)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量某單色光的波長。（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，將光源放在光具座最左端，由左至右依次放置其它光學(xué)元件，①、②兩處放置的元件分別為：________、______（選填“雙縫”或“單縫”）；（2）接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋，若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為，測得第1條亮條紋到第7條亮條紋之間的距離為，則單色光的波長_______?！敬鸢浮?/p>

單縫

雙縫

【解析】（1）先放單縫，形成線光源。再放雙縫，形成相干光。（2）根據(jù)條紋間距公式得解得8．某同學(xué)做“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)．已知每2500mL油酸酒精溶液中含有純油酸1mL，用注射器測得每100滴這樣的溶液為1mL，把一滴這樣的溶液滴入撒有痱子粉的盛水淺盤里，把玻璃板蓋在淺盤上并描畫出油酸膜輪廓，如圖所示．圖中正方形小方格的邊長為1cm，則油酸膜的面積為________cm2，油酸分子直徑大小d＝________m（保留一位有效數(shù)字）．【答案】

40±2

1×10－9【解析】數(shù)出方格紙中被實(shí)線圈起來的部分，可知油酸膜的面積約40cm2；一滴溶液純油酸的體積，所以9．在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)方法及步驟如下：①向體積V油＝1mL油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總＝1000mL；②用注射器吸?、僦杏退峋凭芤?，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗＝50滴時，測得其體積恰好是V0＝1mL；③先往邊長30﹣40cm的淺盤里倒入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，待油酸在水面上盡可能散開，將事先準(zhǔn)備好的帶方格的塑料蓋板放在淺盤上，并在塑料蓋板上描下油酸膜的形狀；⑤描出的輪廓，已知每個小正方形的邊長a＝2cm，輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)為73格，可以算出油酸膜的面積S；⑥結(jié)合以上數(shù)據(jù)，可計(jì)算得到油酸分子的直徑D．根據(jù)以上信息，回答下列問題（本題均保留一位有效數(shù)字）（1）步驟④中要讓油膜盡可能散開的原因是_____（2）油酸膜的面積S是_____m2；（3）每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積是_____mL．（4）按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑為_____m．【答案】

讓油膜在水平面上形成單分子油膜

3×10﹣2

2×10﹣5

7×10﹣10【解析】在該實(shí)驗(yàn)中，由于油酸薄膜的邊緣在水中不易觀察和畫出，因此淺盤中倒入水后，將痱子粉或石膏粉均勻撒在水面上，以便于操作．（1）實(shí)驗(yàn)中要讓油膜盡可能散開，目的是形成單分子油膜層．（2）由圖示可知，由于每格邊長為2cm，則每一格就是4cm2，估算油膜面積以超過半格以一格計(jì)算，小于半格就舍去的原則，估算，73格．則油酸薄膜面積s＝73×4cm2＝292cm2≈3×10﹣2m2（3）1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積（4）油酸分子的直徑d=V/S=7×10-10m；10．（1）如圖所示的四個圖反映“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中的四個步驟，將它們按操作先后順序排列應(yīng)是___________（用符號表示）（2）在做“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)時，所用的油酸酒精溶液的濃度為a，測量中，某位同學(xué)測得如下數(shù)據(jù)：測得體積為V的油酸酒精溶液共有N滴；滴入1滴這樣的溶液到準(zhǔn)備好的水面撒有痱子粉的盛水的淺盤里，散開后的油膜面積為S，則用以上題中給出的符號表示分子直徑d的大小的表達(dá)式為：___________（3）該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果和大多數(shù)同學(xué)的比較，發(fā)現(xiàn)自己所測得的數(shù)據(jù)偏大，則對出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說法中可能正確的是___________A．油酸未完全散開B．油酸溶液濃度低于實(shí)際值C．計(jì)算油膜面積時，將所有不足一格的方格計(jì)為一格D．錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算【答案】

dacb

AD【解析】（1）“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)步驟為：配制油酸酒精溶液→測定一滴油酸酒精溶液的體積→準(zhǔn)備淺水盤→形成油膜→描繪油膜邊緣→測量油膜面積→計(jì)算分子直徑，因此操作先后順序排列應(yīng)是：dacb。（2）1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，1滴油酸酒精溶液形成的油膜面積為S，則分子直徑大小為。（3）計(jì)算油酸分子直徑的公式是，V是純油酸的體積，