- 湖北物理2021新高考
湖北2021年新高考物理选考科目包括：物理、化学、生物、政治、历史、地理6门。其中，首选科目物理是必考科目，再选科目可根据自身情况选择其中一门或两门考试。
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例题：【2021湖北新高考物理】
某同学在做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，计算油酸分子直径的公式是D=V/S，其中V代表一滴油酸酒精溶液中油酸的体积，S代表油膜表面积。实验中，将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，油膜表面积的测量是通过测量相邻两刻度间液面的面积来实现的。
（1）请写出本实验中油膜表面积的计算公式为：S=_________。
①在量筒中滴入一滴油酸酒精溶液，测出其体积为V；
②用注射器将油酸酒精溶液滴入水面上形成一滴薄膜；
③将玻璃板放在方格纸上，描下油膜轮廓；
④将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，在水面上形成油膜；
⑤用笔将薄膜的轮廓描在坐标纸上；
⑥测出其面积。
上述步骤中错误的是_________（填序号），错误的原因是_________。
（3）请根据上述实验数据求出油酸分子直径为_________m。
【分析】
（1）根据题意可知，油膜表面积的计算公式为$S = \frac{V}{S_{1}}$，其中$S_{1}$为相邻两刻度间液面的面积。
（2）①在量筒中滴入一滴油酸酒精溶液，测出其体积为$V$，则一滴油酸的体积为$V_{0} = \frac{V}{N}$，其中$N$为滴入溶液的滴数；②由于一滴油酸的体积较小，故需要用滴管取一滴油酸酒精溶液滴在水面上；③由于一滴油酸酒精溶液中含有许多油酸分子，故需要用玻璃板来承接薄膜；④由于一滴油酸酒精溶液中含有许多油酸分子，故需要用注射器取一滴油酸酒精溶液滴在水面上；⑤由于一滴油酸的体积较小，故需要用笔将薄膜的轮廓描在坐标纸上；⑥由于相邻两刻度间液面的面积相等，故需要测出相邻两刻度间液面的面积。错误的是①，错误的原因是缺少一滴油酸的体积。
（3）根据题意可知，一滴油酸的体积为$V_{0} = \frac{V}{N}$，其中$N$为滴入溶液的滴数；由于相邻两刻度间液面的面积相等，故$S_{1} = S_{2} = S_{3}$；根据公式$D = \frac{V_{0}}{S_{1}}$可求得油酸分子的直径为$d = \frac{V_{0}}{S_{3}} = \frac{\frac{V}{N}}{S_{3}} = \frac{VN}{S_{3}^{2}}$。已知实验数据为$V = 5 \times 10^{- 3}mL$、$N = 75$、$S_{3} = 2cm^{2}$，代入公式可得$d = \frac{VN}{S_{3}^{2}} = \frac{5 \times 10^{- 3} \times 75}{2^{2}} \approx 6 \times 10^{- 10}m$。
【解答】
（1）$\frac{V}{S_{1}}$
（2）①；缺少一滴油酸的体积
（3）$6 \times 10^{- 10}$
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