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《高考物理选择性必修实验最新模拟题精练》
专题18 油膜法估测分子大小
1．（2024 江苏扬州重点高中3 月质检）某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
(1)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验
体现的物理思想方法为______（填选项前的字母）。
A．控制变量法
B．等效替代法
C．理想化模型法
(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是______。
A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B．对油酸溶液起到稀释作用
C．有助于测量一滴油酸的体积
D．有助于油酸的颜色更透明便于识别
(3)该小组进行下列实验操作，请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：______。
A．
B．
C．
D．
E．
F．
(4)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于______（填选项）。
A．油酸未完全散开
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C．求每滴体积时，1mL 的溶液的滴数少记了10 滴
D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
(5)已知实验室中使用的酒精油酸溶液每104mL 溶液中含有2mL 油酸，又用滴管测得每50 滴这种酒精
油酸溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻
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璃板放在画有边长为1cm 的正方形小格的纸上（如图）。油酸分子的大小
m。（结果保留一位
有效数字）
【参考答案】．(1)C (2)B (3)DBFEC (4)D (5)
【名师解析】（1）将油酸分子看成球形，在水面上形成单分子油膜。本实验体现的物理思想方法为理想
化模型法。选项C 正确。
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用，进一步减小油酸的面密
度，更能保证形成单分子油膜。故选B。
（3）“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地
滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积：往浅盘里倒入
约2cm 深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在
水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板
上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为DBFEC。
（4）A．油酸未完全散开，测得油酸的面积偏小，则测得分子直径偏大，故A 不符合题意；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，测得油酸的面积偏小，则测得分子直径偏大，故B 不符
合题意；
C．求每滴体积时，1mL 的溶液的滴数少记了10 滴，可知，纯油酸的体积将偏大，则计算得到的分子直径
将偏大，故C 不符合题意；
D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，形成的油膜面积偏大，则直径的
测量值偏小，故D 符合题意。
故选D。
（5）一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为
，根据多余半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，约61 个小格，则油酸的面
积为
，则油酸分子的直径为
2
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2. （2024 北京丰台期末）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，已知配制的油酸酒精溶液的浓
度为C。通过正确的实验操作测得1 滴油酸酒精溶液的体积为
，把1 滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，
等油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。已知图中小方格的边长为L，
则油酸分子直径大小的表达式为_______________。
【参考答案】
##
##
##
##
【名师解析】
[1]1 滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是
一个小方格的面积为
超过半格的算一个，不足半格的舍去，约有55 个小格，则面积为
则油酸分子直径大小的表达式为
3.（2024 黑龙江大庆重点高中期初）(1)在用油膜法估测分子大小的实验中,用移液管量取 0.25 mL 油
酸,倒入标注 250 mL 的容量瓶中,再加入酒精后得到 250 mL 的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小
量 筒中滴入100 滴溶液,溶液的液面达到量筒中1 mL 的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,
向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2 滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在 带有正方形坐
标格的玻璃板下观察油膜,如图甲所示。坐标格的每个小正方形大小为 2 cm×2 cm。由图甲可以估算出
油膜的面积是 cm2 ,由此估算出油酸分子的直径 是 m(保留 1 位有效数字)。
3
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(2)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“原子围栏”的照片。这个原子围栏是由 48 个 铁原子在铜
的表面排列成直径为 1.4×10 -8 m 的圆周而组成的,由此可以估算出铁原子 的直径约为 m(π 取
3.14,结果保留 1 位有效数字)。
(3)做“用油膜法估测分子的大小”实验时,四个同学都有一个操作错误,哪一位同学导 致最后所测分子
直径偏大 。
A.甲同学在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际 浓度比计算值小
了
B.乙同学用注射器和量筒测得 58 滴油酸酒精溶液为 1 mL,不小心错记录为 59 滴
C.丙同学在计算完注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了一个注射 器取溶液滴在水
面上,这个拿错的注射器的针头比原来的粗
D.丁同学计算油膜面积时,把所有不足半格的油膜都算成了一格
【参考答案】. (1)256 8×10-10 (2)9×10-10 (3) A
【名师解析】
（1）油酸酒精溶液浓度为 0.25/250=1/10000
1 滴油酸酒精溶液所含纯油酸体积V=2/100×10-6×1/1000m3=2×10-12m3
油膜面积S=64×2×2cm2=256cm2。
油酸分子直径d=V/S=8×10-10m
（2）D=1.4×10 -8 m，圆周周长c=πD
每个铁原子的直径d=c/48=9×10-10m。
（3）甲同学在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际 浓度比计算
值小了 ，导致最后所测分子直径偏大，而其他同学都是导致最后所测分子直径偏小，A 正确。
4. (9 分) （2023 年7 月河南洛阳创新发展联盟期末）刘同学在进行“用油膜法估测分子的
4
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大小”的实验。
(1)该同学先取 1.0mL 的油酸注入 1000 mL 的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液
面达 到 1000mL 的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。然
后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，滴了 80 滴时量筒恰好达到 1.0mL。则一滴溶液
中含有纯油酸的体积为 ×10⁻³ mL。 (结果用分数表示)
(2)接着该同学在边长约为 50cm 的浅水盘内注入约 2cm 深的水，将细石膏粉均匀地撒在
水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴油酸酒精溶液，待水面上的
油酸膜尽可能铺开且稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸
膜的形状。
(3)将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm 的方格纸上，算出完整的方格有63 个，
大于半格的有 15 个，小于半格的有 19 个。则计算油酸分子直径时油膜的面积为
cm²，油酸分子的直径约为 m。(结果均保留两位有效数字)
(4)该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，
下列说法可能正确的是 。
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液的浓度低于实际值
C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格
D.在向量筒中滴入 1mL 油酸酒精溶液时，滴数少计了
【参考答案】.(1) 1
80(2 分)
(3)78 (2 分) 1.6×10⁻⁹ (3 分)
(4)AD (2 分，选对一项得1 分，有选错的不得分)
【名师解析】(1)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 V = 1
80 ×
1
1000 mL= 1
80 ×10
-3mL。
(3)计算油膜的面积时，应将大于半格的方格计为 1 格，舍去小于半格的方格，则油膜的面
积 S=(63+15) cm²=78 cm²,油酸分子的直径 d = V
S ≈1.6×10
-9m。
(4)油酸未完全散开，S 偏小， d = V
S ,则得到的分子直径 d 将偏大，选项 A 正确；如果测得
油酸溶液的浓度低于实际值，则油酸的体积偏小，得到的分子直径将偏小，选项 B 错误；
计算油膜的面积时，将所有不足一格的方格计为一格，S 将偏大，故得到的分子直径将偏小，
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选项C 错误；在向量筒中滴入 1mL 油酸酒精溶液时，滴数少计了，则油酸的实际体积偏大，
得到的分子直径将偏大，选项 D 正确。
5. （2023 年7 月浙江湖州期末） 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1）以下操作不正确的是______。
A．直接将一滴油酸滴到水面上
B．向浅盘中倒入2cm 左右深的水，均匀地撒上痱子粉
C．油膜稳定后将玻璃板盖到浅盘上画出油膜轮廓
（2）前面正确操作后，某同学将油酸酒精溶液滴到均匀撒好痱子粉的水面上时油膜的面积会______。
A．变大 B．变小 C．先变大后变小
（3）不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是______。
A．
B．
C．
【参考答案】 ①. A； ②. C； ③. C
【名师解析】
（1）[1] A．油酸浓度太大且不溶于水，直接第一滴油酸不能形成单分子油层，故A 错误；
B．为了便于观察油酸在水面扩散的面积，所以在水面均匀撒上痱子粉，故B 正确；
C．为了定量测出油酸扩散面积，用带方格的玻璃板盖到浅盘上画出油膜轮廓，故C 正确；
故选A。
（2）[2]酒精溶于水，油酸酒精溶液滴到水中在酒精的作用下形成单分子油膜，随后酒精挥发油膜的面积
又缩小，故选C；
（3）[3]最理想的情况是痱子粉很薄，容易被油酸酒精溶液冲开，近似圆形，故选C。
6. （2023 山东泰安高二期末）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每104mL 油酸酒精溶液中有纯
油酸1mL。用注射器测得40 滴这样的溶液为1mL。在一正方形浅盘内注入适量的水，将痱子粉均匀地撒在
水面上，用注射器滴入1 滴这样的溶液，等油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，
如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。
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（1）该实验中1 滴油酸酒精溶液含________mL 油酸；
（2）由上述数据估算得到油酸分子直径约为__________m(结果保留两位有效数字)；
（3）某同学配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精多倒了一点，所测的分子直径_______(偏大、偏小、不
变)；
（4）若阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1，油酸的摩尔质量为282g/mol，油酸的密度为0.9g/cm3。则1cm3
油酸约含__________个油酸分子(结果保留两位有效数字)。
【参考答案】 ①. 2.5×10-6 ②. 6.1×10-10 ③. 偏大 ④. 1.9×1021
【名师解析】
（1）[1]根据比例关系可知1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
（2）[2]油膜的面积为
，油酸分子的直径为
（3）[3]某同学把酒精倒多了，那么酒精油酸溶液中油酸的体积分数偏小，但实际用到的计算数据偏大，
因此计算得到的油酸分子直径偏大；
（4）[4] 1cm3油酸的摩尔数为
可知所含的分子数为
7. (2023 四川南充三模)将每个油酸分子视为球体，把1 滴油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒
精溶于水，油酸在水面展开，根据稳定后形成的油膜面积可以估算油酸分子的直径。所用油酸酒精溶液的
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浓度为每
油酸酒精溶液中有纯油酸
，现用滴管向量筒内滴加50 滴上述溶液，量筒中的溶
液体积增加了
，油膜稳定后的形状如图所示，每一小方格的边长为
，试问：
（1）、让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为___________油膜，这层油膜的厚度可视为油
酸分子的___________；
（2）、根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________
。（结果保留2 位有效数字）
【参考答案】 ①. 单分子 ②. 直径 ③.
【名师解析】
（1）[1][2]让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸
分子的直径；
（2）[3]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积
油膜的面积
则分子直径
8. （2023 浙江台州二模）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
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
，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
8
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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
【参考答案】 ①.
②.
③. AD##DA
【名师解析】
①[1]根据题意可知，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为
[2]则油酸分子的直径是
②[3] A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则测得的油膜面积S 偏小，直径d 的测量值偏大，
A 正确；
B．使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液，酒精挥发使溶液的浓度变大，则所含油酸体积偏大，
则面积变大，则直径d 的测量值偏小，B 错误；
C．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则测得的油膜面积S 偏大，则直径d 的测量
值偏小，C 错误；
D．油酸分子直径为
可知，错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则体积V 偏大，直径d 的测量值偏大，
D 正确。
9. （2023 吉林长春重点高中质检）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1） “将油酸分子看成球形”采用的方法是________；
A.理想模型法 B. 等效替代法
C 控制变量法 D 微量放大法
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（2）有下列实验步骤：
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，
由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上；
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；
④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和油膜的面积计算
出油酸分子直径的大小。
(3)某老师将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀爽身粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上
描出油膜的轮廓：该油膜的面积是8.0×10
-3m
2：已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%，400滴油酸
酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2×10
-6m
3，则油酸分子直径为________m；(结果保留两位有效数字)
(4)某同学实验中最终测得的油酸分子直径偏小，则其原因可能是________。(填选项前的字母)
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.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
C.水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
【参考答案】(1) A ;(3)7.5×10
-10;(4)B。
【名师解析】
（1） “将油酸分子看成球形”采用的方法是理想模型法；故选A。
(3)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V = 1.2×10
-6×0.2％
400
m
3=6×10
-12m 3
分子直径D = 6×10
-12
8.0×10
-3 m=7.5×10
-10m
(4).错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则会导致最终测得的油酸分子直径偏
大，故A 错误；
B.计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则会使测得油酸面积变大，可知油酸分
子直径变小，故B 正确；
C.水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，致使水面上的油酸分子呈现多层，导致其面积变小，
所以测得油酸分子直径变大，故C 错误。
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