北京专用2019版高考物理一轮复习第十四章热学第3讲实验用油膜法估测分子的大小检测.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 3 讲 实验：用油膜法估测分子的大小 基础巩固 1.2017 北京丰台一模 ,21(1)利用 “ 油膜法估测分子直径 ” 实验体现了构建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方法。 某同学的操作步骤如下 : A.取一定量的无水酒精和油酸 ,制成一定浓度的油酸酒精溶液 ; B.在量筒中滴入一滴该溶液 ,测出它的体积 ; C.在蒸发皿内盛一定量的水 ,再滴入一滴油酸酒精溶液 ,待其散开稳定 ; D.在蒸发皿上覆盖带方格的透明玻璃板 ,描出油膜形状 ,算出油膜的面积。 该同学上述实验步骤中有问题的是 (填字母代号 )。 若该同学计算出

2、滴在水面上油酸酒精溶液中油酸的体积为 V,测得单分子油膜的面积为 S,则油酸分子的直径 D= 。 2.将 1 cm3的油酸溶于酒精 ,制成 200 cm3的油酸酒精溶液 ,已知 1 cm3的溶液有 50滴 ,现取 1滴油酸酒精溶液滴到水面上 ,随着酒精溶于水 ,油酸在水面上形成一单分子薄层 ,已测出这一薄层的面积为 0.2 m2,由此可估测油酸分子的直径为 m。 3.2017 北京朝阳一模 ,21(1)在 “ 用油膜法估测分子直径 ” 的实验中 ,某同学配置好油酸酒精溶液 ,并测出一滴油酸酒精溶液中所 含纯油酸的体积为 V,之后又进行了下列操作 ,其中错误的一项是 ;其余正确操作的合理顺序是

3、。 A.将一滴纯油酸滴到水面上 ,让它在水面上自由地扩散为油酸膜 B.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上 ,让它在水面上自由地扩散为油酸膜 C.向浅水盘中倒入约 2 cm深的水 ,将痱子粉均匀地撒在水面上 D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积 S,再根据 d= 估算出油酸分子的直径 E.将玻璃板盖到浅水盘上 ,用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 4.(1)在做 “ 用油膜法估测分子的大小 ” 的实验时 ,已经准备的器 材有 :油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔 ,要完成本实验 ,还欠缺的器材有 。 (2)在用油膜法粗测分子直径的实验中 ,在哪些方面做了理想化的假设 : ;

4、 实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸 ,且通常只滴一滴 ,这是因为 ; 【 精品教育资源文库 】 在将油酸酒精溶液滴向水面前 ,要先在水面上均匀撒些痱子粉 ,这样做是为了 。 (3)下图反映 “ 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 )。 (4)在做 “ 用油膜法估测分子大小 ” 的实验中 ,已知实验室中使用的油酸酒 精溶液的体积浓度为 A,又用滴管测得 N滴这种油酸酒精溶液的总体积为 V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上 ,在玻璃板上描出油膜的边界线 ,再把玻璃板放在画有边长为 a的正方形小格的纸上 ,如图所示 ,测得油膜占有

5、的小正方形个数为 x。 用以上字母表示油酸分子直径的大小 d= ; 从图中数得油膜占有的小正方形个数为 x= 。 综合提能 油酸酒精溶液的浓度为每 1 000 mL油酸酒精溶液中含有油酸 0.6 mL,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 1 mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液 滴入足够大的盛水的浅盘中 ,由于酒精溶于水 ,油酸在水面展开 ,稳定后形成的油酸薄膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为 25 mm,试问 : (1)这种估测方法是将每个油酸分子视为 模型 ,让油酸尽可能地在水面上散开 ,则形成的油膜可视为 油酸薄膜 ,这层油酸薄膜的厚度可视为油酸分子的 。图中

6、油酸薄膜的面积为 【 精品教育资源文库 】 m2;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)某同学在实验过程中 ,在距水面约 2 cm的位置 将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油酸薄膜 ,实验时观察到 ,油酸薄膜的面积扩张后又收缩了一些 ,这是为什么呢 ? 请写出你分析的原因 : 【 精品教育资源文库 】 答案精解精析 基础巩固 1. 答案 BC V/S 解析 直接测一滴溶液的体积误差太大 ,可测 3050滴溶液的体积 ,再算出一滴溶液的体积 ,这样误差较小 ,故 B项错误 ;向蒸发皿滴入油酸酒精溶液前 ,需在

7、水面上撒上一薄层痱子粉 ,故 C项错误。 认为油酸分子紧密排列 ,由柱体体积公式可知 D= 。 2.答案 510 -10 解析 每 1 cm3的油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 cm3。 每 1滴溶液中含油酸的体积为 cm3=110 -4 cm3=110 -10 m3。 油酸在水面上形成油膜 ,油膜的厚度即油酸分子的直径 d= = m=510 -10 m。 3. 答案 A CBED 解析 “ 用油膜法估测分子直径 ” 的实验中 ,必须使用油酸酒精溶液 ,因为一滴纯油酸所含分子个数太多 ,形成的油膜将极大 ,故 A是错误的。 4.答案 (1)量筒、痱子粉、坐标纸、试剂瓶 (2)将油膜看成单分子膜

8、,将油酸分子看做球形 ,认为油酸分子是一个紧挨一个的 纯油酸粘滞 力较大 ,直接测量体积时误差太大 界定油膜的边界 (3)dacb (4) 110(108112 均正确 ) 解析 (1)根据实验要求 ,所缺的器材为量筒、痱子粉、坐标纸、试剂瓶。 (2)见答案。 (3)由实验可知正确操作顺序为 dacb。 【 精品教育资源文库 】 (4) 一滴纯油酸的体积为 ,一滴油酸在水面上散开的面积为 xa2,则 d= 。 由图中可数出油膜占有小正方形个数约为 110个。 综合提能 答案 (1)球体 单分子 直径 4.410 -2 1.210 -11 2.710 -10 (2)见解析 解析 (1)油膜约占 70个小格 ,面积约为 S=70252510 -6 m24.410 -2 m2 一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 V= 10 -6 m3=1.210 -11 m3 油酸分子的直径约等于油膜的厚度 d= = m2.710 -10 m。 (2)主要有两个原因 : 水面受下落液滴冲击 ,先下陷后又恢复水平 ,因此油酸薄膜面积会先扩张后收缩 ; 油酸酒精溶液中的酒精挥发 ,使液面收缩。