2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-3同步学案：7.1第一课时 实验：用油膜法估测分子的大小（word含答案）

1　物体是由大量分子组成的 [学习目标]　 1.认识物体是由大量分子组成的，了解一般分子大小的数量级.2.知道用油膜法测定分子大小的原理，通过实验估测分子的大小，体会建立模型和估测方法在研究物理问题中的应用.3.知道阿伏加德罗常数及其意义，会用阿伏加德罗常数进行计算或估算． 第1课时　实验：用油膜法估测分子的大小 1．实验原理 把一滴油酸(事先测出其体积V)滴在水面上，油酸在水面上形成油酸薄膜，将其认为是单分子层，且把分子看成球形，如图1.油膜的厚度就是油酸分子的直径d，测出油膜面积S，则油酸分子直径 d＝. 图1 2．实验器材 配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、痱子粉(或细石膏粉)、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、坐标纸． 3．实验步骤 (1)用注射器往小量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积V0. (2)根据已配好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V. (3)在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上． (4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上． (5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描下油酸膜的形状． (6)将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S；或者玻璃板上有边长为1 cm的方格，则也可通过数方格数，算出油酸薄膜的面积S. (7)计算油酸薄膜的厚度d＝，即为油酸分子直径的大小． 4．数据处理 (1)一滴油酸酒精溶液的体积V0＝. (2)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V＝V0×油酸酒精溶液的浓度．(浓度＝) (3)油膜的面积S＝n×单个小方格的面积，其中n为有效格数． (4)分子直径d＝.(代入数据时注意统一单位) 5．注意事项 (1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差． (2)实验前应注意检查浅盘是否干净，痱子粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上． (3)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成． (4)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓． (5)计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个． 例1　在“用油膜法估测分子的大小”的实验中， (1)某同学操作步骤如下： ①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积； ③在浅盘内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定； ④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积． 改正其中的错误：_____ _____. (2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为_____ m. 答案　(1)②在量筒中滴入N滴溶液，测出其体积；③在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉)，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定　(2)1.2×10－9 解析　(1)②在量筒中直接测量一滴油酸酒精溶液的体积误差太大，应先用累积法测出N滴该溶液体积，再求出一滴的体积；③油酸在水面上形成的油膜形状不易观察，可在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉)，再滴油酸酒精溶液，稳定后就呈现出清晰轮廓． (2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝4.8×10－3×0.10%×10－6 m3＝4.8×10－12 m3，故油酸分子直径d＝＝ m＝1.2×10－9 m. 例2　(2020·上海市嘉定区期末)在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中： (1)实验简要步骤如下： A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积S B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面，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，然后将痱子粉均匀地撒在水面上 D．取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均 ... ...