闫德明老师，你好，我上传的校本资源作业是粤教版《物理选修3－3》的实验册初稿（上传的内容由我编写）。2005年我与本校三位老师编写了物理选修3-3的实验册作为校本教材，该教材后被省物理实验册编写组采用，并于2005年12月由广东教育出版社出版到。

 

实验一　测量分子的大小

一、预备知识

1、油酸为无色或淡黄色油状液体，油酸分子可以看成由较大的“头部”烃链和较小的“尾巴”羧基两部分组成，其中“头部”烃链_________水，但“尾巴”羧基对__________有很强的亲和力。

2、把一滴油酸酒精溶液滴入水中，油酸分子就会充分展开，油酸分子的“头部”烃链露出水面，而“尾巴”羧基则留在水中，油酸分子就这样一个挨一个整齐排列在_____________，形成单____________层油膜。

3.由于油酸分子的“尾巴”羧基很小，因此，若把一滴油酸酒精溶液滴入水中，我们只要测算出一滴溶液中纯油酸的体积V和在水面形成的油膜面积S，就可以根据d =____________估计出分子的大小。

二、实验目的

1、体会通过测量宏观量估算微观量的方法.

2、学习一种估测分子大小的数量级的方法.

三、参考器材：

下列所给器材中，你若需要请在器材后面打“√”，若还不够，在空格处写上需要的器材名称。

油酸、末稀释，若干毫升		浅盘1只，面积
油酸酒精溶液，若干毫升， 体积比为1：200		带方格的透明塑料盖板1块， 面积大于
注射器或滴管1个		纱网（或粉扑）1个
量筒1个		彩色水笔1支
痱子粉（或石膏粉）1盒		清水若干升

四、实验原理

将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成单分子油膜层，如果把分子看作球体，单分子油膜层的厚度就可以看作油酸分子的直径，事先测出油酸滴的体积V和油膜的面积S，就可以算出分子的直径：。

五、实验过程：

【讨论与交流】

实验时由于滴入水中的不是纯油酸，是油酸酒精溶液，而在利用公式d=V/S计算时，式中的V表示的是纯油酸体积。因此，要计算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。设n滴油酸酒精溶液是1毫升，则每1滴的油酸酒精溶液的体积是1/n毫升，若配制油酸酒精溶液的体积比是1 ：M，则1滴溶液中的纯油酸体积V=____________ mL。

为了避免油滴落下时引起水面较大的波动，滴管口距离水面的距离应在1厘米之内。

经过讨论后，小敏写出了如下的实验步骤，你认为她的实验步骤对吗？你认为正确的实验步骤顺序是___________________________（填代号）

【实验步骤】

1、如图1—1用滴管（或注射器）将油酸酒精溶液滴入量筒 ，数出每毫升油酸酒精溶液的滴数，算出每滴液体体积的平均值。

图1—1

图1—2

                                             

                                                                                                                                                              

2、把洗干净的浅盘水平放置，倒入约2cm深的水，用纱网（或粉扑）将适量的痱子粉（或石膏粉）轻轻洒在水面上，如图1—2。

3、如图1—3用滴管（滴管距离水面约1厘米）将一滴油酸酒精溶液轻轻滴入水面中央， 待油膜形状稳定后，在浅盘上盖上透明塑料盖板，用彩色水笔在透明塑料盖板上描出油膜的边缘轮廓，如图1—4。

图1—3

图1—4

4、数出透明塑料盖板上所描出的油膜边缘轮廓线内含有的方格数，（数方格时，不足半个格的舍去，多于半格的算1个格），估测出油膜的面积，估算油酸分子的直径。

5、清洗浅盘，擦去透明塑料盖板上的油膜轮廓线，重复做两次或三次实验。

【记录与分析】

1．实验中配制油酸酒精溶液的体积比为____________，每1mL溶液有_______滴，每滴溶液中含有纯油酸体积为__________mL =___________m³。

透明塑料盖板上每个方格的面积是____________cm²= _________m²。

实 验 次 数	轮廓线包含的方格数	油膜的面积	油酸分子直径 的大小
1
2
3

2．分析结论

油酸分子的直径大小约为_______________m。

六、启发联想

1、在距水面大约1cm的位置使1滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时会发现，油膜面积会先扩张后又回缩一些，这是为什么呢？

2、在实验中能不能直接把纯油酸滴入水面上，为什么？

【课外实验】

1．雨后，找一块坑洼地，且其表面积水的面积较大，然后，将一滴纯油酸滴入水中，观察一下油膜的面积的大小。

 2．在测量分子的大小的实验中，我们通过数油膜边缘轮廓线内方格的方法来估测油膜的面积。小敏说，她用一台天平、一块足够厚而且面积比油膜的面积大的泡沫塑料板（或硬纸板）、一把刻度尺及切割工具，可以准确地测出油膜边缘轮廓线内的面积。

你知道小敏的测量方法吗？ 请你动手实践一下。

实验综合测试（正卷）

一、选择题

1．“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是（　　　）

A．将油膜看成是单分子油膜

B．将油膜分子看成球体

C．忽略各个油分子间的间隙

D．考虑了各个油分子间的间隙

2．做“用油膜法估测分子的大小”实验时，要将油酸稀释，配制成油酸酒精溶液。现在为了得到1mL中含有1/ 200 mL纯油酸的油酸酒精溶液，下列的操作正确的是（　　　）

A．将1克的油酸与200克的酒精混合

B．将1克的油酸与199克的酒精混合

C．将1毫升的油酸与199毫升的酒精混合

D．将1毫升的油酸与200毫升的酒精混合

 

3．在利用带刻度的注射器验证玻意耳定律时，下列操作过程不正确的是（　　　）

A．注射器必须竖直固定在铁架台上，在活塞的表面抹上适量的润滑油

B．实验时让活塞缓慢移动，待活塞稳定后再读数

C．实验时用手直接握住注射器，不要让它晃动

D．处理数据时，P、V的单位只须分别统一，不必都换算为国际单位　

ｔ7

4．当我们用油膜法测出油酸分子的直径后，如果要测出阿伏加德罗常数，那么，我们还要测出油酸的（　　　）

A．摩尔质量    B．摩尔体积   C．密度   D．油滴的质量

1/ V

P

0

5．某同学在用带刻度的注射器做验证玻意耳定律实验时，整个实验过程都能保证没有漏气，但他根据实验数据画出的P—1/ V图线却是如图所示那样。产生这样的偏差的原因可能是（　　　）

A．计算气体压强时没有计算活塞和框架所产生的压强

B．没有考虑活塞受到的摩擦力

C．实验过程温度发生升高的变化

D．测量活塞和框架的质量时，测量值比真实值偏大

6．某种油剂的密度是kg/m³，取这种油剂0.8g滴在水面上，最后形成的油膜的最大面积约为（　　　）

A．m²      B．m²       C．cm²      D． cm²

二、填空题

7．小方同学在做“用油膜法估计分子的大小”实验中，他的实验步骤如下：

A．配制油酸酒精溶液，取油酸1mL注入容量为200mL的量筒中，然后向量筒中注入酒精，直到液面达到200mL刻度线为止，摇动量筒，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到了1mL含有1/200mL纯油酸的油酸酒精溶液。

B．用滴管或注射器将油酸酒精溶液依次逐滴滴入一个小量筒中，并记下小量筒中的溶液体积达到V_n时，滴入小量筒内的油酸酒精溶液的液滴数n。

C．清洗干净浅盘，充分洗去油污，以免给实验带来误差。

D．根据公式V₀=V_n / n算出每滴油酸酒精溶液的体积V₀。

E．重复以上实验步骤，将几次测得的油膜的厚度取平均值，即为油酸分子的大小。

F．向浅盘中倒入约2cm深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地分布在水面上。

G．用滴管或注射器将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。

H．将画有油膜轮廓线的玻璃板放在方格纸上，算出油膜的面积S。

I．待油膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并用彩色水笔将油膜的形状描在玻璃板上。

J．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中所含有纯油酸的体积V，并代入公式d=V/ S算出油膜的厚度d。

　　请你将正确的实验步骤顺序排列写出来__________________（用字母表示）。

8．在验证玻意耳定律实验中，施力移动活塞时的动作要___________，这是因为要保持注射器内封闭的气体_________________；用注射器最大刻度的容积除以注射器全部刻度的长度就可以求出活塞的____________；若已知大气压强为，当活塞和框架的质量为m、横截面积为S、弹簧秤对活塞的拉力为时，则计算封闭的气体的压强的表达式是______________。

9．将1mL的油酸溶于酒精，制成500mL油酸酒精溶液，已知1滴该溶液的体积是1/40 mL，现在取1滴该溶液滴在水面上，油酸在水面上形成单分子油膜层，油膜面积为0.1m²，由此可以估计出油酸分子的直径大小是_________m。

10．采用DIS实验系统探究气体压强和体积的关系时，根据实验得到的压强和体积的数据，可画出如下的甲、乙图线，其中图______（选填甲或乙）是P-V图线；图_____（选填甲或乙）是P-1/V图线，比较两个图象，图______（选填甲或乙）中的图线能更直观反映为了P和V的定量关系。

如果在图甲的图线上取两点A、B，其中A点的坐标为（4，0.5），B点的横坐标为1，则其纵坐标数值是________。

乙

甲

三、设计与分析

11．右图是小方同学设计和自制的实验装置，用来地观察气体压强与温度的变化关系。

图中，烧瓶是用普通的带橡皮塞的玻璃瓶代替，压强计的细玻璃管是用废圆珠笔芯代替，连接部分是用自行车气门芯的小橡皮管。

   实验时，用注射器往管内（笔芯）注入适量的红墨水，在烧瓶内封闭一定质量的空气，调节A、B两管使管内的液面水平对齐，做记号记下这时B管液面的位置。问：

B

A

（1）当把烧瓶放入装有冰水混合物的容器中，要保持烧瓶内的空气体积不变，即B管液面保持在记号的位置，此时应把A管_________（选填升高或降低），A管的液面将比B管的液面_________（选填高或低）。

（2）当把烧瓶放入装有热水的容器中，要保持B管液面的位置在记号的位置，则应把A管_________（选填升高或降低），此时A管的液面将比B管的液面_________（选填高或低）

12．某课外物理实验小组的同学在测定热功当量的实验中，用两个重锤的下落来带动叶轮搅动水（如图）。已知每个重锤是14Kg，水是7Kg，重锤连续从2m高处下落20次后，水温升高C，根据这些数据计算出热功当量是_______焦耳/卡（保留两位小数）。

四、问答题

13．在距水面大约1cm的位置使1滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时会发现，油膜面积会先扩张后又回缩一些，这是为什么呢？

14．小方同学利用打气筒做实验，他把打气筒的出口堵住，然后缓慢地往下压打气筒的活塞，感到越往下压越费劲，怎样解释这种现象呢？

V

B

A

P

0

15．实验证明，对于质量一定的某气体，在某恒定温度时的由P-V图线是唯一的，即等温线。你能应用分子运动论的知识分析推理图中曲线A、B所反映的温度关系吗？