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实验18：用油膜法估测油酸分子的大小【5 年58 卷3 考】
类型
角度
考查要素
考查内容
教材实验：用油膜
法估测分子大小
实验原理和实验设计
（5 年3 考）
数据处理
利用d＝计算油酸分子的直径
总结：
（1）类型角度：估测油酸分子大小的原理和实验步骤设计；
（2）考察要素和内容：主要考查油酸分子直径的数据处理方法。
考点1 基本实验要求
1．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，在水面上形成如图1 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，
如图乙所示，则d＝.
图1
2．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．
3．实验步骤
（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，取纯油酸1 mL，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面
达到500 mL 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500 mL 含1 mL 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Vn时的滴
数n.
1
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（4）根据V0＝算出每滴油酸酒精溶液的体积V0.
（5）向浅盘里倒入约2 cm 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1
cm 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．
4. 注意事项
（1）注射器针头高出水面的高度应在1 cm 之内，当针头靠水面很近（油酸未滴下之前）时，会发现针头
下方的粉层已被排开，这是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．
考点2 数据处理
1．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1 mL 溶液时的滴数
轮廓内的小格子数
轮廓面积S
1
2
3
4
实验次数
一滴纯油酸的体积V
分子的大小（m）
平均值
1
2
3
4
A. 高考真题感知
1．（2023·北京·统考高考真题）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方
法，已知1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直
2
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径
。
【答案】
【详解】[1]油酸分子的直径为
2.（2020·上海·统考高考真题）在油膜实验中，均匀撒痱子粉有利于形成 ，便于记录
数据。将一滴体积为V 的油酸酒精溶液滴入水中油膜充分散开后面积为S，溶液的浓度为n，估算该油酸分
子的直径为 。
3.（2019·全国·高考真题）用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸
酒精溶液，稀释的目的是 ．实验中为了测量出一滴
已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以
．为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是 ．
B. 限时针对训练
1．（2024·福建宁德·福建省宁德第一中学校考一模）在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸 1.0mL 注入 2500mL 的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到 2500mL 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；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数，直到达到1.0mL 为止，恰好共滴了100 滴；
③在边长约40cm 的浅水盘内注入约2cm 深的水，将细爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒
精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有
爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm 的方格纸上。
3
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（1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为 m3，求得的油酸分
子直径为 m（此空保留一位有效数字）。
（2）于老师在该实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据偏大。出现这种结果的原
因，可能是 。
A．计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
B．水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
C．求每滴溶液体积时，1mL 的溶液的滴数多记了10 滴
2．（2023·浙江宁波·统考模拟预测）某实验小组为完成“用油膜法估算油酸分子的大小”的实验，操
作如下：
①取1.0mL 油酸配成500mL 油酸酒精溶液；
②用注射器吸取1.0mL 油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了50 滴；
③在浅盘内注入适量的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，用注射器滴入一滴溶液；
④待油膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油酸的轮廓（如图所示，每个方格的边长为
1.0cm）。
（1）“将油酸分子看成球形”所采用的方法是
A．理想模型法 B．控制变量法
C．等效替代法 D．极限思维法
（2）该实验中一滴油酸酒精溶液含 mL 油酸；由上述数据估算得到油酸分子的直径约为 m
（保留一位有效数字）。
（3）若实验中最终测得的油酸分子直径偏大，可能原因是
A．爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开
B．配置好的油酸酒精溶液放置时间过长
C．计算油酸膜的面积时，将所有不完整方格作为完整方格处理
D．用注射器测得50 滴油酸酒精溶液为1mL 时，不小心错记为40 滴
3．（2023·河南许昌·禹州市高级中学校考模拟预测）在“用油膜法估测分子的大小”实验中：
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（1）该实验中建立理想化模型，下列说法正确的是 。
A．将油膜看成单分子层油膜
B．油酸分子间的间隙不可忽略
C．不考虑各油酸分子间的相互作用力
D．将油酸分子看成立方体模型
（2）某同学在本实验中，计算结果明显偏小，可能是由于 。
A．油酸未完全散开
B．油酸酒精溶液的体积算作一滴纯油酸的体积
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．在向量筒中滴入1mL 油酸酒精溶液时，滴数多数了10 滴
（3）该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉的水槽中，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
：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1.2ml，则油酸分子直径为 m。（结果保留两位有效数字）
4．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测）如图在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们
可以通过宏观量的测量间接计算微观量。
（1）某同学实验中先配制一定浓度的油酸酒精溶液，接着又进行了下列操作，操作的合理顺序是
（填字母代号）。
A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜
B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上并计算油酸薄膜的面积
C． 将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上
D． 向浅盘中倒入约2cm 深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上以上
（2）实验中，若测量并计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
，测量并计算出油膜的面
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积为
，则油酸分子的直径为 m。（计算结果保留两位有效数字）
（3）该同学做实验时，水面上痱子粉撒得太多，使得油膜没有充分展开，这种情况会导致分子直径d 的测
量结果 真实值。（选填：“大于”、“小于”或“等于”）
5．（2023·全国·三模）在“用油膜法估测油酸分子大小”实验中，现有按酒精与油酸的体积比为n:1
配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V 的该种溶液让其自由滴出，全部滴完共滴了N 滴，现
让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开稳定后测得油膜的面积为S。根据以上数据可估算出油酸
分子的直径为
（用题目中符号表示）。如果水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，
会导致测量结果 （偏大、偏小或不变）。本实验体现的物理思想方法为 （控制变量
法、等效替代法、理想模型法）。
6．（2023·湖北·模拟预测）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，将0.6mL 的油酸加入酒精中配制
成1000mL 的油酸酒精溶液，通过注射器测得50 滴这样的溶液为1mL，取1 滴溶液滴在撒有痱子粉的浅水
槽中，待油膜界面稳定后，测得油膜面积为4.4×10－2m2。
（1）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是
m。(结果保留两位有效数字)
（2）将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间，再使用该溶液进行实验会导致分子直径的
测量结果 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
7．（2023·四川南充·统考三模）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）
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8．（2023·广东广州·统考三模）（1）在用油膜法估测分子大小的实验中，用移液管量取0.25mL 油酸，
倒入标注250mL 的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL 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1mL 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2cm×2cm，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（保留一位有效数字）。
（2）做“用油膜法估测分子的大小”实验时，三个同学都有一个操作错误，其中导致最后所测分子直径
偏大的是 。
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1mL，不小心错记录为57 滴
C．丙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
9．（2023·海南海口·统考模拟预测）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V1体积溶液中有纯油酸体积V2，用注射器和量筒测得V0体积上述溶液有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：
①油酸薄膜的面积S= ；
②油酸分子的直径是 ；（用V1、V2、V0、n、S 表示）
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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．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
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V0体积溶液滴数时多记录了几滴
D．油膜中含有大量未溶解的酒精
10．（2023·全国·模拟预测）用“油膜法估测分子的大小”的实验步骤如下：
A．用滴管将浓度为0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL 的油酸酒精溶液的滴数
N，
B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.1%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入
一滴油酸酒精溶液，使之充分扩散；
C．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上；
D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm 的正方形为单位，数出轮廓内正
方形的个数约为M 个，计算出油酸薄膜的面积。
（1）1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 mL。
（2）纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是 。
（3）利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径d 的表达式为d= m。
11．（2023·浙江温州·统考三模）小明同学采用“油膜法”估算油酸分子直径。油酸酒精溶液的浓度
为每
油酸酒精溶液中
有油酸，用滴管向量筒内滴50 滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加
。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油
膜的形状如图所示。已知每一小方格的边长为
。
（1）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为
（计算结果保留两位有效数字）
（2）为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列措施可行的是
A．油酸浓度要大一些
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B．爽身粉要尽量均匀地撒在水面上
C．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
D．轮廓范围内的完整正方形总面积即代表油膜铺开的面积
12．（2023·贵州黔东南·凯里一中校考三模）有两个学生实验，甲乙两组同学分组探究：
甲组：学生进行“用油膜法测分子大小实验”实验中痱子粉不能撒太多的主要原因是： ；
甲组同学实验操作正确，成功形成单分子油膜，不过使用了一瓶久置在实验室中的油酸酒精溶液，则油酸
分子直径的测量值 （“偏大”、“不变”、“偏小”）；
乙组：学生利用如图所示的压强传感器研究一定量的气体在等温变化中，压强与体积的关系，实验时学生
用手握住注射器，快速推拉活塞，结果
图不为等温变化应该呈现的双曲线，其主要原因是：
；发现问题后，在正确操作下为了研究方便，乙组制作了
图，若实验中注射器发生漏气，则
的
斜率将 （“变大”、“不变”、“变小”）。
13．（2023·浙江·校联考模拟预测）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中
（1）下列说法正确的是 。
A．测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，可以用注射器挤出一滴油酸滴入烧杯中，观察注射器上的
体积变化
B．测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，如果不使用爽身粉，也可以在水中加入红墨水后混合均
匀，再滴入一滴油酸酒精溶液
C．实际的油酸分子是球形的，因此通过计算得到的油酸分子直径即是球的直径
D．计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布
（2）①若实验过程中发现，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则计算得到的油酸分子
直径将 （选填“偏大”或“偏小”或“不变”）
②若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，则计算得到的油酸分子直径将 （选填“偏大”
或“偏小”或“不变”）
（3）某次实验中将
的纯油酸配制成
的油酸酒精溶液，用注射器测得
溶液为80 滴，再滴
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入1 滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是
，根据以上信息，可
估算出油酸分子的直径约为 m（此小题保留一位有效数字）
14．（2023·湖北·模拟预测）（1）如图1 反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4 个步骤，将它
们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）；
（2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL 溶液中有0.6mL
油酸。用注射器测得1 mL 上述溶液有75 滴，把1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜
的形状。如图2 所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求：
①油酸膜的面积是 cm2：
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ，
③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。（结果保留两位有效数字）
（3）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为
。则下列说法正确的是 。
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A．1kg 油酸所含有分子数为
B．
油酸所含分子数为
C．1 个油酸分子的质量为
D．油酸分子的直径约为
15．（2023·广东汕头·金山中学校考模拟预测）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
体积溶液中有纯油酸体积
，用注射器和量筒测得
体积上述溶液有
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
，则可求得：
（1）油酸薄膜的面积
；
（2）油酸分子的直径是 ；（用
、
、
、
、表示）
（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
体积溶液滴数时多记录了几滴
D．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
16．（2023·北京西城·统考一模）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。
（1）用游标卡尺测量某金属管的外径，示数如图1 所示，则该金属管的外径为 mm．
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（2）某同学用图2 所示的电路测量电池的电动势和内电阻，调节滑动变阻器的滑片，得到多组电压表和电
流表的示数，并在坐标纸上标出，如图3 所示．请作出该电池的
图线 ，并根据图线得出该电
池的电动势
V（结果保留3 位有效数字），内电阻
（结果保留2 位有效数字）。
（3）某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，获得图4 所示的油膜轮廓．在计算油膜面积时，他
把凡是半格左右的油膜都算成了一格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径偏大还是偏小 ？
请分析说明理由 。
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