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第 38 讲 物理实验（三）
目录
实验8 测定玻璃的折射率......................................................................................................................1
实验9 用双缝干涉测量光的波长..........................................................................................................6
实验10 验证动量守恒定律...................................................................................................................11
实验11 用油膜法估测分子的大小......................................................................................................16
实验 8 测定玻璃的折射率
1．实验原理
如实验原理图甲所示，当光线AO 以一定的入射角θ 穿过两面平行的玻璃砖时，通过
1 1
插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线OB，从而求出折射光线OO 和折射角θ ，再
1 2 1 2 2
根据n＝或n＝算出玻璃的折射率．
2．实验器材
木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．
3．实验步骤
(1)用图钉把白纸固定在木板上．
(2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线NN′.
(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P、P 两根大头针．
1 2
(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线 aa′对齐，并画出另一条长边的
对齐线bb′.
(5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 的像被P 的像
1 2
挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P ，使P 挡住P 、P 的像，再插上P ，使P 挡住P
3 3 1 2 4 4 3
和P、P 的像．
1 2
(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 、P 的针孔位置确定出射光线O′B及出射点
3 4
O′，连接O、O′得线段OO′.
(7)用量角器测量入射角θ 和折射角θ，并查出其正弦值sinθ 和sinθ.
1 2 1 2
(8)改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值．
4．数据处理
(1)计算法：用量角器测量入射角θ 和折射角θ ，并查出其正弦值sinθ 和sinθ.算出不
1 2 1 2
同入射角时的，并取平均值．
(2)作sinθ－sinθ 图象：改变不同的入射角θ，测出不同的折射角θ，作sinθ－sinθ 图
1 2 1 2 1 2
1象，由n＝可知图象应为直线，如实验原理图乙所示，其斜率为折射率．
(3)“单位圆”法确定sinθ、sinθ，计算折射率n.
1 2
以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光
线OO′于E′点，过E作NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线E′H′.如实验原理图丙所示，sinθ
1
＝，sinθ＝，OE＝OE′＝R，则n＝＝.只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n.
2
5．注意事项
(1)用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把
玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb′.
(2)实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动．
(3)大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针 P 与P 间、P 与P 间的距离
1 2 3 4
应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差．
(4)实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，否则在 bb′一侧将
看不到P、P 的像．
1 2
[练习1] （2021•乙卷）用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中
用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和O′分别是
入射点和出射点。如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为h＝15.0mm；A到过O点的法
线OM的距离AM＝10.0mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0mm，O′到OM的距离为
s＝5.0mm。
（ⅰ）求玻璃砖的折射率；
（ⅱ）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图
（b）所示。光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射
光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。
[练习2] （2023•丰台区二模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪
器、实验方法、实验操作、数据分析等。
例如：
（1）用游标卡尺测金属小球的直径，示数如图 1 所示，该小球的直径为
mm。
2（2）某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，做出光路图如图 2所示。光线与玻璃砖表
面和分别交于O点和P点，他以O点为圆心、线段OP长度为半径做圆，该圆与入射光
线交于A点。过A点和P点做法线的垂线，垂足分别为B点和Q点。则该玻璃砖的折
射率为 （选填选项前字母）。
AB
A.n=
PQ
OB
B.n=
OQ
PQ
C.n=
OA
AB
D.n=
OP
（3）某同学利用如图3甲所示装置测量物块与木板之间的动摩擦因数。实验台上固定
一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在水平的长木板上。水平向左拉动木
板，物块相对实验台静止，记录下传感器的示数在物块上放置数量不同的砝码，改变物
块和砝码的总质量m，得到多组数据，做出F﹣m图像如图3乙所示。已知直线的斜率
为k，重力加速度为g。
①水平向左拉动木板，在物块相对实验台静止的过程中，下列说法正确的是
。
A.物块受到的是静摩擦力
B.物块受到的是滑动摩擦力
C.实验时可以加速拉动木板
D.传感器测量的就是物块所受的摩擦力
②物块和长木板之间的动摩擦因数 ＝ （用k和g表示）。
μ
3[练习3] （2023•贵阳三模）某同学测量玻璃砖的折射率。
①图甲、图乙是实验过程中玻璃砖放置的两种方式，其中正确的是 （选填
“图甲”或“图乙”）。
②图丙是实验过程中拍摄的一张照片，其中 O是入射光线与玻璃砖界面的交点，a、b
两点到O点的距离相等，根据图丙，并利用刻度尺量出两个量即可算出玻璃砖折射率，
这两个量是 。
③该玻璃砖折射率为 （保留2位有效数字，用三角函数表示不得分）。
[练习4] （2023•电白区校级一模）长方体形状的玻璃砖有一个表面镀银（光线不
能透过），现利用“插针法”测定此玻璃砖的折射率。如图甲所示，实验时，先将玻
璃砖平放到水平面内的白纸上，镀银面与纸面垂直。贴着玻璃砖前后两个面在纸上画
出直线m m 和k k ，其中m m 侧为镀银面。然后在白纸上竖直插上两枚大头针 P ，
1 2 1 2 1 2 1
P 。
2
（1）准备插第三枚大头针时，应在 侧观察（选填“m m ”或
1 2
“k k ”）；
1 2
（2）插第三枚大头针时，这枚大头针应 ；
A.只挡住P 的像
1
B.只挡住P 的像
2
C.同时挡住P 和P 的像
1 2
（3）插完所需大头针，补全光路。图乙为光路的一部分，A ，B 均为光路上的点，过
1 1
A ，B 作直线k k 的垂线，垂足分别为A ，B ，已知图中A O＝B O，则玻璃砖的折射
1 1 1 2 2 2 1 1
率可表示为 。
4A O B O A A B B
A.
2
B.
2
C.
1 2
D.
1 2
B O A O B B A A
2 2 1 2 1 2
[练习5] （2022•朝阳区校级三模）在“测定玻璃的折射率”的实验中，实验小组
在白纸上放好玻璃砖MNPQ，画出玻璃砖与空气的两个界面aa'和bb'。
（1）实验小组内的三位学生在实验中：
①第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面aa′和bb′。因不慎碰动了玻璃
砖，使它向aa′方向平移了一点（如图1所示），以后的操作都正确无误，并仍以aa′
和bb′为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将 （选填“偏大”、
“偏小”或“不变”）。
②第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的aa′和bb′都比实际的折射
面向外侧平移了一些（如图2所示）以后的操作都正确无误，并仍以aa′和bb′为折射
面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将 （选填“偏大”、“偏小”或
“不变”）。
③第三位学生的操作和所画的光路图都正确无误，只是所用的玻璃砖的两个折射面不
平行（如图3所示）。用这块玻璃砖测出的折射率n的值将 （选填“偏大”、
“偏小”或“不变”）。
（2）另一实验小组的甲、乙、丙、丁四位同学实验中得到如图所示的插针结果，由图
可知：
①从图上看，肯定把针插错了的同学是 。
②从图上看，测量结果准确度最高的同学是 。
实验 9 用双缝干涉测量光的波长
一、实验器材
双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组
成)，另外还有学生电源、导线、刻度尺.
1.相邻两条亮条纹的间距Δx与入射光波长λ，双缝S 、S 的间距d及双缝与屏的距离l
1 2
满足的关系式为Δx＝λ.
2．测量头的构造及使用
5如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，
测量时，应使分划板中心刻度对齐条纹的中心，如图乙，记下此时手轮上的读数．
甲 乙
两次读数之差就表示这两条条纹间的距离．
实际测量时，要测出n条亮纹(暗纹)的宽度，设为a，那么Δx＝.
二、实验步骤
1．观察干涉条纹
(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示．
(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．
(3)调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏．
(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约
5～10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹．
(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．
2．测定单色光的波长
(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．
(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a，将该条纹记为第
1
1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读
数a，将该条纹记为第n条亮纹．
2
(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的)．
(4)重复测量．
三、数据处理
(1)条纹间距Δx＝.
(2)波长λ＝Δx.
(3)计算多组数据，求λ的平均值．
四、注意事项
(1)双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养．
(2)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并
6使单缝、双缝平行且间距适当．
(3)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．
(4)照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致；
干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．
五、误差分析
(1)双缝到屏的距离l的测量存在误差．
(2)测条纹间距Δx带来的误差．
①干涉条纹没有调整到最清晰的程度；
②误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度；
③分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心；
④测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清．
[练习6] （2023•孝昌县校级模拟）（1）在用双缝干涉测量光的波长的实验中，
如图所示，则a、b处的光学仪器分别是 。
A．透镜单缝
B．透镜双缝
C．单缝双缝
D．双缝单缝
（2）如果双缝间距是d，双缝到毛玻璃的距离是L，第二条亮纹到第六条亮纹间距是
x．则光的波长是： （用x、d、L表示）。
[练习7] （2023•道里区校级二模）在实验室用双缝干涉测光的波长，请按照题目
要求回答下列问题：
（1）将表中的光学元件放在图1所示的光具座上，组装成用双缝干涉测光的波长的实
验装置。
元件代号 A B C D
元件名称 双缝 光屏 单缝 滤光片
将白光光源放在光具座最左端，依次放置凸透镜和表1中其他光学元件，由左至右，各
光学元件的排列顺序应为 （填写元件代号）。
（2）已知该装置中双缝间距d＝0.200mm，双缝到光屏的距离L＝0.500m，在光屏上得
到的干涉图样如图2甲所示，分划板在图中A位置时螺旋测微器如图2乙所示：在B位
置时螺旋测微器如图2丙所示，则其示数x ＝ mm。由以上所测数据可以得
B
出该单色光的波长为 m（结果保留三位有效数字）。
7[练习8] （2023•嘉兴二模）实验题。
（1）在“验证机械能守恒定律”实验中，采用重锤自由下落的实验方案，经正确操作
获得一条纸带如图 1 所示。实验所用打点计时器电源频率为 50Hz，重锤质量 m＝
0.30kg，当地重力加速度g＝9.79m/s2，则打A点时纸带速度为 ，A点
到B点过程中重力势能变化量为 （结果保留2位有效数字）。
（2）小姚同学用如图2所示的装置做“探究碰撞中的不变量”实验。
①关于滑块A、B的碰撞，下列说法正确的是 。
A．两个滑块碰撞前必须有一个静止
B．两个滑块碰撞后必须结合在一起
8C．两个滑块碰撞后可结合在一起，也可分开
D．两滑块可以从整体静止到相互弹开
②实验中测得滑块A的质量为222.0g，滑块B的质量为216.0g，用50分度游标卡尺测
量遮光条A的宽度，其读数如图3所示，则读数为 cm；滑块A从左向右
通过光电门1后与静止的滑块B碰撞，碰后粘合成一体通过光电门2，遮光条A先后通
过光电门1、2所对应的计时器读数分别如图4、图5所示（图中数值的单位是ms），
则碰后滑块A、B的总动量为 kg•m/s（计算结果保留2位小数）。
（3）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中：
①用单色光照射双缝后，在目镜中观察到如图所示的情形。若其他操作无误，则上述
情形下测得的单色光波长将 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）；
②若想对图的情形进行调整，则需要的操作是 。
A．旋转毛玻璃屏
B．左右拨动拨杆
C．旋转测量头上的手轮
D．旋转遮光筒和测量头
[练习9] （2023•香坊区校级一模）利用图1示装置测量某种单色光的波长。实验
时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）实验前打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把
屏照亮；然后光具座上先放置b 和c ，再放置a （选
填“双缝”“单缝”“滤光片”），就可以观察到单色光的双缝干涉图样。
（2）实验中已知双缝间的距离d＝0.3mm，双缝到光屏的距离L＝1.2m，某种单色光照
射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对
齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示为 mm；然
后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如
图乙所示为 mm，则这种单色光的波长为 m（结果保
留两位有效数字）。
（3）上述实验中，若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则相邻亮纹中心间距
（选填“增大”“减小”或“不变”）。
9[练习10]（2023•深圳一模）某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。
用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度 d＝0.2mm。激光经过双
缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出 A、B两亮纹间的距离x＝
λ Δx
mm．通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离 L＝2.0m，已知 = （Δx为相
d L
邻两条亮纹间的距离）则该激光的波长 ＝ m。如果用紫色激光重
新实验，相邻亮纹间距会 （填“变大”、“变小”或“不变”）．
λ
实验 10 验证动量守恒定律
1．实验原理
在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′，算出碰撞前的动量
10p＝mv＋mv 及碰撞后的动量p′＝mv′＋mv′，看碰撞前后动量是否守恒．
1 1 2 2 1 1 2 2
2．实验器材
斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等．
3．实验步骤
(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球．
(2)按照实验原理图甲安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽底端水平．
(3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下重垂线所指的位置O.
(4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复 10次．用圆规
画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面．圆心P就是小球落点的平均位置．
(5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，
重复实验10次．用步骤(4)的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置 M和被撞小球落点
的平均位置N.如实验原理图乙所示．
(6)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度．将测量数据填入表中．最后代入 m ＝
1
m＋m，看在误差允许的范围内是否成立．
1 2
(7)整理好实验器材放回原处．
(8)实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒．
4．数据处理
验证表达式：mv＋mv＝mv′＋mv′
1 1 2 2 1 1 2 2
5．注意事项
(1)前提条件
保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直
线运动．
(2)利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m>m，防止碰后m 被反弹
1 2 1
[练习11] （2022•天津）某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验
装置如图1所示。A、B为两个直径相同的小球。实验时，不放 B，让A从固定的斜
槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次
从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。三个落点
位置标记为M、N、P。
11（1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了
测量，某次测量的结果如图2所示，其读数为 mm。
（2）下列关于实验的要求哪个是正确的 。
A．斜槽的末端必须是水平的
B．斜槽的轨道必须是光滑的
C．必须测出斜槽末端的高度
D．A、B的质量必须相同
（3）如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，A、B碰后在水平面上的落点位
置分别为 、 。（填落点位置的标记字母）
[练习12]（2022•浙江）“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示，阻力很小
的滑轨上有两辆小车A、B，给小车A一定速度去碰撞静止的小车B，小车A、B碰撞
前后的速度大小可由速度传感器测得。
（1）实验应进行的操作有 。
A．测量滑轨的长度
B．测量小车的长度和高度
C．碰撞前将滑轨调成水平
（2）下表是某次实验时测得的数据：
A的质量/kg B的质量/kg 碰撞前A的速度大 碰撞后A的速度大 碰撞后B的速度大
小/（m•s﹣1） 小/（m•s﹣1） 小/（m•s﹣1）
0.200 0.300 1.010 0.200 0.800
由表中数据可知，碰撞后小车A、B所构成系统的总动量大小是 kg•m/s。
（结果保留3位有效数字）
[练习13]（2023•海口模拟）某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如
图所示。
12（1）将滑块 A放置在气垫导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调节气垫导轨的调节旋
钮，下列哪些选项说明气垫导轨已调到水平 。
A．当气垫导轨与桌面平行时
B．轻推滑块 A，经过两个光电门的时间相等
C．直接用眼睛观察气垫导轨是否水平
D．滑块 A能在气垫导轨上保持静止
（2）测出滑块 A和遮光条的总质量为m ，滑块B和遮光条的总质量为m ，两遮光条
A B
的宽度相同。将滑块 B静置于两光电门之间，将滑块 A静置于光电门1左侧，推动
A，使其获得水平向右的初速度，经过光电门1并与B发生碰撞，碰撞后 A被弹回，再
次经过光电门1。光电门1先后记录的挡光时间分别为Δt 、Δt ，光电门2记录的挡光时
1 2
间为Δt ，则实验中两滑块的质量应满足m m （选㙋“＞”“＜”或“＝”）。
3 A B
（3）若碰撞过程中动量守恒，则满足的关系式是 。
[练习14]（2023•贵州模拟）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验，水
平桌面上固定有一带刻度的水平导轨，在导轨B点固定有一个光电门，导轨AB粗糙，
BC光滑，重力加速度为g。兴趣小组的实验步骤如下：
①测量固定在小滑块a上的窄挡光片宽度，测得宽度为d；
②选择一根适当的轻质弹簧，测量原长为L；
③滑块a和小球b用细线连接，中间夹被压缩了的轻质弹簧（为②中选择的弹簧），
静止放置在导轨上，使滑块a到光电门的距离和小球b到导轨右侧的距离均大于L；
④烧断细线，滑块a最终停在水平导轨上E点（图中未画出），用刻度尺测出B、E两
点之间的距离为s；
⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；
⑥小球b从水平导轨边缘飞出后，落在水平地面上的D点，用刻度尺测出水平导轨边
缘距水平地面的高度为h及水平导轨边缘垂线与D点之间的水平距离x；
⑦改变弹簧压缩量，进行多次测量。
13（1）若用该实验来验证“动量守恒定律”，还需测量的物理量有 ；
则只需验证 （用你测量的物理量对应的字母和实验步骤中的
字母表示）即可验证“动量守恒定律”。
（2）改变弹簧压缩量多次实验，该实验小组得到 s＝t﹣2的关系图像如图乙所示，图线
的斜率为 k，则导轨上 B 点左侧与滑块 a 之间的动摩擦因数大小为
（用上述实验数据字母表示）。
[练习15]（2023•沧州一模）某高中物理兴趣小组设计了如图所示的装置来验证动
量守恒定律。一长木板固定在水平桌面上，木板左端装有竖直挡板，轻弹簧的一端固
定在竖直挡板上，长木板右端伸出桌面，右端点为 O。半径为R的圆弧竖直放置在水
平地面上，圆心为长木板右端点O。缓慢推动质量为m 的小球a，将弹簧从原长位置
1
压缩至A点，释放后小球从木板右端点O水平抛出，落至右侧圆弧上。再把质量为
m 、半径与小球a相同的小球b静止放在O点，小球a压缩弹簧后仍从A点释放，与
2
小球b相碰后，两球分别落至右侧圆弧上。多次重复实验，得到两球落在圆弧上的三
个平均位置分别为M、P、N。测得长木板右端点O与M、P、N三点的连线与竖直方
向的夹角分别为 、 、 。已知小球半径远小于圆弧半径。
1 2 3
（1）关于该实验，下列说法正确的有 。
α α α
A．小球a的质量必须大于小球b的质量
B．长木板必须做到尽可能的光滑
C．长木板必须水平放置
D．需测出圆弧半径R的具体数值
（2）若小球a第一次在圆弧上的落点为N，则小球b在圆弧上的落点为上图中的
点；验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 （从题给m 、m 、
1 2
g、 、 、 、R中选择需要的物理量表示）。
1 2 3
α α α
实验 11 用油膜法估测分子的大小
1．实验器材
盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒
精溶液、量筒、彩笔．
2．实验步骤
14(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差．
(2)配制油酸酒精溶液，取油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒
精，直到液面达到500mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得
到了500mL含1mL纯油酸的油酸酒精溶液．
(3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定
体积V 时的滴数n.
n [来源:学_科_网]
(4)根据V＝算出每滴油酸酒精溶液的体积V.
0 0
(5)向浅盘里倒入约2cm深的水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上．
(6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．
(7)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻
璃板上．
(8)将画有油酸薄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)．
(9)根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入
公式d＝算出油酸薄膜的厚度d.
(10)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子的大
小．
3．实验原理
实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．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，其中的酒精溶于水，并很快挥发，
在水面上形成如实验原理图甲所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水
面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V表示一滴油酸酒精溶液中
所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示分子的直径，如实验原理图乙
所示，则d＝.
4．数据处理
根据上面记录的数据，完成以下表格内容.
实验次数 量筒内增加1mL溶液时的滴数 轮廓内的小格子数 轮廓面积S
1
2
实验次数 一滴纯油酸的体积V 分子的大小(m) 平均值
1
[来源:Z&xx&k.Com]
2
5.注意事项
(1)注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，
15会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果．
(2)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画轮廓．扩散后又收
缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩．
(3)当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒
精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁．
(4)本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可.
[练习16]（2023•台州二模）（1）某同学利用如图甲所示装置做“探究弹力和弹
簧伸长的关系”实验。如图乙所示的弹簧用毫米刻度尺测得的长度为
cm，口用两根不同规格的轻质弹簧a和b进行实验，得到弹力F与弹簧形变量x关系
如图丙所示，关于图像分析下列说法正确的是 。
A.弹性限度内，弹簧a的劲度系数比b小
B.弹簧a的自重比弹簧b的大
C.弹簧a的原长一定比弹簧b的大
D.弹簧a的图像弯曲，是因为超过了弹簧的弹性限度
（2）①在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所选用的油酸酒精溶液的浓度为每
104mL溶液中含有纯油酸5mL。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，测得水面稳定后的油膜面积为99cm2，可算出一滴溶液中含有纯油酸
的体积为 ml，油酸分子的直径约为 m。（结果均保留
一位有效数字）
②某同学最终得到的油酸分子直径数值和其他同学相比明显偏大，其原因可能是
。
A.水面上痱子粉撒的较多，油膜未充分展开
B.使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液
C.计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整方格处理
D.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为纯油酸的体积进行计算
[练习17]（2023•濠江区校级模拟）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用
油酸酒精溶液的浓度为每V 体积溶液中有纯油酸体积V ，用注射器和量筒测得V 体
1 2 0
积上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，
得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为 a，则可求
得：
16（1）油酸薄膜的面积S＝ ；
（2）油酸分子的直径是 ；（用V 、V 、V 、n、S表示）
1 2 0
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是由于 ；
A．油膜中含有大量未溶解的酒精
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．用注射器和量筒测V 体积溶液滴数时多记录了几滴
0
D．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
[练习18]（2023•毕节市模拟）某同学用油膜法估测分子直径大小，实验步骤如下：
①将体积为V 的纯油酸溶于酒精，稀释成总体积为V的油酸酒精溶液。用注射器吸取
0
该溶液，一滴一滴地滴入小量筒中，滴入N滴时，记录体积为V ；
1
②在边长为40﹣50cm的浅盘里倒入2.5cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上；
③用注射器往水面上滴1滴上述溶液，当油酸形成的薄膜形状稳定后，将透明玻璃板盖
在浅盘上，用彩色笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；
④将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板置于坐标纸上，坐标纸的最小正方形边长为a。
计算出轮廓范围内最小正方形的总个数为n，不足半个的舍去，多于半个的算一个；
实验步骤①中，稀释油酸的目的是 ，油酸分子的直径表达式 d＝
。假设用注射器吸取油酸酒精溶液滴入小量筒中时，滴数少记了几滴，由此计算出来的
d将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
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