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适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第14章热学实验探究课17用油膜法估测分子的大形件课件PPT
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这是一份适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第14章热学实验探究课17用油膜法估测分子的大形件课件PPT，共19页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础固本增分，研考点精准突破等内容，欢迎下载使用。
注意事项1.将所有的实验用具擦洗干净,不能混用。2.油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。3.浅盘中的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。
易错辨析·判一判(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置,以免浓度改变,产生误差。( √ )(2)爽身粉的用量不要太多,否则不易成功,在水面上撒爽身粉时,注意不要触动浅盘中的水。( √ )(3)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,是由针头中酒精挥发所致,会影响实验效果。( × )(4)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,应多滴几滴,数出对应的毫升数,这样求平均值时误差较小。( √ )
(5)在有机玻璃板上描绘轮廓时动作轻而迅速,眼睛视线要始终与玻璃板面垂直。( √ )(6)当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,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,这样可保持盘的清洁。( √ )(7)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。( √ )
典例1.“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 。 思维点拨 围绕d= 控制实验条件形成单分子油膜,测得1滴油酸酒精溶液中含的纯油酸的体积,测出油膜面积S。答案 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分子层油膜的面积
解析 稀释后,油酸在浅盘的水面上更容易形成一块单分子层油膜。把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数n,得
规律方法 油膜体积的测定——积聚法:由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大,形成的单层分子所占面积太大,不便于测量,故实验中先把油酸溶于酒精中稀释,测定其浓度,再测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,取一滴用于实验,最后计算出一滴溶液中含有的纯油酸的体积作为油膜的体积。
对点演练1.(2023海南海口调研)利用“油膜法估测油酸分子的大小”实验,体现了建构分子模型的物理思想,也体现了通过对宏观量的测量,来实现对微观量的间接测量。该实验简要步骤如下:a.用注射器吸入一定体积事先配制好的油酸酒精溶液,再均匀地滴出,记下滴出的滴数,算出一滴油酸酒精溶液的体积V0;b.用注射器将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油滴散开、油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜形状描画在玻璃板上;c.用浅盘装入约2 cm深的水,然后把滑石粉均匀地撒在水面上;d.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,用数学方法估算出油膜的面积S;e.根据油酸酒精溶液的浓度和一滴油酸酒精溶液的体积V0,算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V;f.利用测定的数据求出薄膜厚度d,即为油酸分子的大小。
(1)上述实验步骤中b、c、d的顺序不合理,请重新对这三个步骤排序 ; (2)利用实验步骤中所测的物理量,油酸分子直径可表示为d= 。
典例2.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.2 mL,用量筒和注射器测得1 mL上述溶液有80滴,用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有爽身粉的浅盘里,待水面稳定后,画出油酸薄膜的轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm。(结果均保留两位有效数字)
(1)油酸薄膜的面积是 m2; (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 m3; (3)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); (4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小,可能是由于 。 A.油酸未完全散开B.油酸酒精溶液中含有大量酒精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1 mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴
答案 (1)4.0×10-3 (2)2.5×10-12 (3)6.3×10-10 (4)D解析 (1)由于每格边长为1 cm,则每一格就是1 cm2,估算油膜面积根据超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出40格,则油酸薄膜面积为S=40 cm2=4.0×10-3 m2;
规律方法 油膜面积的测定:如图所示,将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标格纸上,以边长为1 cm的方格为单位,数出轮廓内正方形的格数(不足半格的舍去,超过半格的计为1格),计算出油膜的面积S。
(4)油膜没有充分展开,则测量的面积S偏小,导致计算结果偏大,故A错误;计算时利用的是纯油酸的体积,酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜,自身溶于水或挥发掉,使测量结果更精确,故B错误;计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,S将偏小,故得到的分子直径将偏大,故C错误;计算时把向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴,浓度降低,则d偏小,故D正确。
对点演练2.(2023陕西西安检测)用油膜法估测分子的直径,1 mL的油酸加入酒精中配制成1 000 mL的油酸酒精溶液,1 mL油酸酒精溶液通过滴管实验测得为80滴,取1滴油酸酒精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260 cm2。(1)则油酸分子的直径约为 m;(结果保留一位有效数字) (2)按照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一个敞口容器中,如果时间偏长,会影响分子尺寸测量结果,导致测量值 (选填“偏大”或“偏小”)。 答案 (1)5×10-10 (2)偏小
注意事项1.将所有的实验用具擦洗干净,不能混用。2.油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。3.浅盘中的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。
易错辨析·判一判(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置,以免浓度改变,产生误差。( √ )(2)爽身粉的用量不要太多,否则不易成功,在水面上撒爽身粉时,注意不要触动浅盘中的水。( √ )(3)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,是由针头中酒精挥发所致,会影响实验效果。( × )(4)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,应多滴几滴,数出对应的毫升数,这样求平均值时误差较小。( √ )
(5)在有机玻璃板上描绘轮廓时动作轻而迅速,眼睛视线要始终与玻璃板面垂直。( √ )(6)当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,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,这样可保持盘的清洁。( √ )(7)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。( √ )
典例1.“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 。 思维点拨 围绕d= 控制实验条件形成单分子油膜,测得1滴油酸酒精溶液中含的纯油酸的体积,测出油膜面积S。答案 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分子层油膜的面积
解析 稀释后,油酸在浅盘的水面上更容易形成一块单分子层油膜。把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数n,得
规律方法 油膜体积的测定——积聚法:由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大,形成的单层分子所占面积太大,不便于测量,故实验中先把油酸溶于酒精中稀释,测定其浓度,再测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,取一滴用于实验,最后计算出一滴溶液中含有的纯油酸的体积作为油膜的体积。
对点演练1.(2023海南海口调研)利用“油膜法估测油酸分子的大小”实验,体现了建构分子模型的物理思想,也体现了通过对宏观量的测量,来实现对微观量的间接测量。该实验简要步骤如下:a.用注射器吸入一定体积事先配制好的油酸酒精溶液,再均匀地滴出,记下滴出的滴数,算出一滴油酸酒精溶液的体积V0;b.用注射器将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油滴散开、油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜形状描画在玻璃板上;c.用浅盘装入约2 cm深的水,然后把滑石粉均匀地撒在水面上;d.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,用数学方法估算出油膜的面积S;e.根据油酸酒精溶液的浓度和一滴油酸酒精溶液的体积V0,算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V;f.利用测定的数据求出薄膜厚度d,即为油酸分子的大小。
(1)上述实验步骤中b、c、d的顺序不合理,请重新对这三个步骤排序 ; (2)利用实验步骤中所测的物理量,油酸分子直径可表示为d= 。
典例2.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.2 mL,用量筒和注射器测得1 mL上述溶液有80滴,用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有爽身粉的浅盘里,待水面稳定后,画出油酸薄膜的轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm。(结果均保留两位有效数字)
(1)油酸薄膜的面积是 m2; (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 m3; (3)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); (4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小,可能是由于 。 A.油酸未完全散开B.油酸酒精溶液中含有大量酒精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1 mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴
答案 (1)4.0×10-3 (2)2.5×10-12 (3)6.3×10-10 (4)D解析 (1)由于每格边长为1 cm,则每一格就是1 cm2,估算油膜面积根据超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出40格,则油酸薄膜面积为S=40 cm2=4.0×10-3 m2;
规律方法 油膜面积的测定:如图所示,将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标格纸上,以边长为1 cm的方格为单位,数出轮廓内正方形的格数(不足半格的舍去,超过半格的计为1格),计算出油膜的面积S。
(4)油膜没有充分展开,则测量的面积S偏小,导致计算结果偏大,故A错误;计算时利用的是纯油酸的体积,酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜,自身溶于水或挥发掉,使测量结果更精确,故B错误;计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,S将偏小,故得到的分子直径将偏大,故C错误;计算时把向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴,浓度降低,则d偏小,故D正确。
对点演练2.(2023陕西西安检测)用油膜法估测分子的直径,1 mL的油酸加入酒精中配制成1 000 mL的油酸酒精溶液,1 mL油酸酒精溶液通过滴管实验测得为80滴,取1滴油酸酒精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260 cm2。(1)则油酸分子的直径约为 m;(结果保留一位有效数字) (2)按照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一个敞口容器中,如果时间偏长,会影响分子尺寸测量结果,导致测量值 (选填“偏大”或“偏小”)。 答案 (1)5×10-10 (2)偏小
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