（江苏专版）高考物理总复习 第47讲 实验十 探究动能定理讲义-人教版高三全册物理试题.doc

第47讲实验十：用油膜法估测分子的大小
考情剖析
考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求实验、探究：用油膜法估测分子的大小弱项清单实验步骤(操作)填写不规范，分不清一滴油酸酒精溶液体积中纯油酸的体积.实验储备一、实验目的

用单分子油膜法测分子大小．
二、实验原理
将一滴体积已知的小油滴，滴在水面上，在水面上尽可能的散开形成一层极薄的油膜．我们把分子看成一个个的小球、油酸分子一个紧挨一个整齐排列，此时油膜可看成单分子油膜，油膜的厚度看成是油酸分子的直径，所以只要再测定出这层油膜的面积，就可求出油分子直径的大小．设一定体积V的油酸滴在水面上形成单分子层油膜，测出油膜的面积S，根据V＝Sd可求d(d为膜厚度)，d可以认为是分子直径．

用单分子油膜法估算分子大小(直径)的方法
根据油酸分子直径d＝eq\f(V,S)可知，我们要计算出油酸分子d就需要已知实验中形成油膜的纯油酸的体积V、形成的单分子油膜面积S.
1．纯油酸体积V的计算方法
(1)配置油酸酒精溶液
在实验前配置一定浓度的油酸酒精溶液时，若向1mL的油酸中加酒精，配置成500mL的油酸酒精溶液，则1mL的油酸酒精溶液含有eq\f(1,500)mL的油酸．
(2)取1滴油酸酒精溶液
用注射器取油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒内，若100滴油酸酒精溶液的体积为1mL，那么一滴油酸酒精溶液的体积就是eq\f(1,100)mL.
通过以上两步，所用一滴的油酸酒精溶液中纯油酸的体积为eq\f(1,500)×eq\f(1,100)mL＝2×10－5mL.
更一般的求法，设体积为xmL的油酸，配置成ymL的油酸酒精溶液．若MmL的油酸酒精溶液为N滴，则一滴的油酸酒精溶液纯油酸的体积V＝eq\f(x,y)×eq\f(M,N).

2．单分子油膜面积S的计算方法
将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内坐标纸正方形的个数．多于半个的算一个，不足半个的舍去．若总个数为k个，坐标纸上每一正方形小格的面积为要S0，则油酸薄膜的面积S＝k·S0.
单分子油膜实验测得的分子直径数量级大约是10－10m，实验的结论有力的说明了物体是由体积很小的分子组成的．
三、实验器材
1．滴管；2.浅水盘；3.玻璃板；4.彩笔；5.坐标纸；6.量筒；7.酒精油酸溶液；8.水；9.痱子粉．
四、实验步骤
1．用注射器或滴管将老师先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(例如1mL)时的滴数．
2．实验时先往边长为30cm～40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上，再用注射器或滴管将老师事先配制好的酒精油酸溶液滴在水面上一滴，形成如图所示的形状，

待油酸薄膜的形状稳定后，将事先准备好的玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘上，在玻璃板上描下油酸膜的形状．
3．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S.求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．
4．根据老师配制的酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，根据油酸的体积V和薄膜的面积S即可算出油酸薄膜的厚度d＝eq\f(V,S)，即油酸分子直径的大小．
五、注意事项
1．油酸酒精溶液的浓度应较小且配制后不要长时间放置，以免酒精挥发改变溶液浓度产生实验误差．
2．痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀．
3．测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应滴数，这样求平均值误差较小．
4．待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩．
5．浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．
6．本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可．
7．在计算体积和面积时要注意单位的换算.1mL＝10－6m3，1cm2＝10－4m2.
8．做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去酒精，最后用水冲洗，以保持盘的清洁．
六、误差分析
1．纯油酸体积的计算误差．
2．油膜面积的测量误差主要是：
(1)油膜形状的画线误差；
(2)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．
技能优化【典型例题1】利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL的量筒、盛有适量清水的规格为30cm×40cm的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．

(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.
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