《2025年高考帮高中物理》

1.某实验小组利用图中的器材，进行“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验.

(1)该实验中的理想化假设是 ( )
A.将油膜看成单分子层油膜
B.不考虑各油酸分子间的间隙
C.不考虑各油酸分子间的相互作用力
D.将油酸分子看成球形
(2)实验中使用的是油酸酒精溶液，其中酒精的作用是 ( )
A.使油酸的油膜边界轮廓清晰
B.使油酸的颜色更加透明
C.有助于测量一滴油酸的体积
D.对油酸溶液起到稀释作用
(3)测量一滴油酸酒精溶液的体积时，为了减小误差而巧用的方法是 ( )
A.控制变量法 B.建模法
C.累积法 D.归纳法
(4)实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于 ( )
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.将全部不完整的方格作为完整方格计算油膜面积
C.油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
D.水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开

答案：
(1)ABD 解析：该实验的理想化假设是将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，故A、B、D正确；实验中不需要考虑各油酸分子间的相互作用力，C错误。
(2)D 解析：酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用，使油酸在水面上形成单分子油膜，故D正确；酒精不能使油酸的油膜边界轮廓清晰，也不能使油酸的颜色更加透明，A、B错误；酒精对测量一滴油酸的体积没有帮助，C错误。
(3)C 解析：测量一滴油酸酒精溶液的体积时，为了减小误差，采用累积法，即测量$n$滴溶液的体积$V$，然后计算出一滴溶液的体积$V_0=\frac{V}{n}$，故C正确；控制变量法是研究多个变量之间关系时采用的方法，建模法是建立物理模型的方法，归纳法是从个别事实中概括出一般结论的方法，A、B、D错误。
(4)D 解析：根据$d=\frac{V}{S}$分析误差情况。 A项：油膜中含有大量未溶解的酒精，酒精挥发后油膜面积会减小，导致测量的油膜面积$S$偏小，计算出的分子直径$d$偏大，但酒精会很快挥发，一般不会出现这种情况，A错误； B项：将全部不完整的方格作为完整方格计算油膜面积，会使测量的油膜面积$S$偏大，计算出的分子直径$d$偏小，B错误； C项：油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，会使计算出的纯油酸体积$V$偏大，分子直径$d$偏大，但这种情况不明确，C错误； D项：水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，会使测量的油膜面积$S$偏小，计算出的分子直径$d$偏大，D正确。

2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL溶液为80滴，再滴入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0.5 cm，根据以上信息，回答下列问题：

(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为__________mL.
(2)油膜的面积为______$cm^2$.
(3)油酸分子的直径约为__________m. (结果保留1位有效数字)
(4)从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是____________.
(5)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误.其中会导致所测的分子直径$d$偏小的是________.
A.甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些
B.乙在计算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把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针头比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
C.丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些

答案：
(1)$2.5×10^{-6}$ 解析：1 mL纯油酸配制成5 000 mL油酸酒精溶液，则油酸酒精溶液的浓度为$\frac{1}{5000}$，1 mL溶液为80滴，则1滴油酸酒精溶液的体积为$\frac{1}{80}$ mL，所以1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为$V=\frac{1}{80}\times\frac{1}{5000}mL = 2.5×10^{-6}mL$。
(2)71（69 ～ 73均可） 解析：轮廓包围的方格约为71个，每格边长是0.5 cm，则每个方格的面积为$0.5\times0.5cm^2 = 0.25cm^2$，故油膜的面积为$S = 71×0.25cm^2 = 17.75cm^2$（69 ～ 73均可）。
(3)$1.4×10^{-10}$（$1.3×10^{-10} ～ 1.5×10^{-10}$均可） 解析：由$d=\frac{V}{S}$，$V = 2.5×10^{-6}mL = 2.5×10^{-12}m^3$，$S = 17.75cm^2 = 1.775×10^{-3}m^2$，可得$d=\frac{2.5×10^{-12}}{1.775×10^{-3}}m\approx1.4×10^{-10}m$（$1.3×10^{-10} ～ 1.5×10^{-10}$均可）。
(4)先增大后不变 解析：从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油酸酒精溶液中的酒精挥发，油酸在水面上逐渐散开，油膜面积逐渐增大，当油酸在水面上形成单分子油膜后，油膜面积不再变化，所以油膜的面积大小变化情况是先增大后不变。
(5)B 解析：根据$d=\frac{V}{S}$分析误差情况。 A项：甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些，会使计算出的纯油酸体积$V$偏大，分子直径$d$偏大，A错误； B项：乙在计算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把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针头比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小，会使计算出的纯油酸体积$V$偏小，分子直径$d$偏小，B正确； C项：丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，会使测量的油膜面积$S$偏小，分子直径$d$偏大，C错误。