1-2 实验用油膜法估测油酸分子的大小 练习 高中物理新教科版选择性必修第三册（2022-2023学年）.docx

1、1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小一、单选题1.在用油膜法估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成单分子层，且油酸分子是一个紧挨一个的球体，这体现的物理思想方法是()A等效替代法 B控制变量法C理想模型法 D累积法【答案】C 【解析】在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的油酸滴在水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的，估算出油膜面积，从而求出分子直径，这里用到的方法是理想模型法，C正确，A、B、D错误。故选：C。2.为了减小用油膜法估测分子的大小的误差，下列方法可行的是()A用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积V1，

2、则每滴油酸酒精溶液的体积V2B把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些C先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上D用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形【答案】B【解析】测一滴油酸酒精溶液的体积时，如果保证滴数是准确的，误差主要是从量筒中读出n100滴溶液的体积，如果不是整体积数，那么估读的体积误差就大了，因此应数出量筒里每增加一个整体积数(量筒的最小分度)所滴入的滴数，故A错误；B的做法是正确的，便于描油膜的轮廓；多滴几滴能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些，但多滴几滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘壁相接触，这样油膜就不是单

3、分子油膜了，故C错误；D项中的做法没有必要，并且牙签上沾有油酸，会使油酸体积测量误差增大，故D错误。故选：B。3.把体积为V1(mL)的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V2(mL)的油酸酒精溶液，测出1 mL油酸酒精溶液共有N滴；取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成面积为S(cm2)的单分子层油膜，则该油酸分子的直径大约为()A. m B. m C. cm D. cm【答案】D【解析】一滴溶液中纯油酸的体积V，由d得d cm(注意单位)。故选：D。4.某种油剂的密度为8102 kg/m3，取这种油剂0.8 g滴在水面上，最后形成油膜的最大面积约为()A.10-10 m2B.104 m2C.1010

4、cm2D.104 cm2【答案】B【解析】由d=VS，得S=Vd=md=810-4810210-10m2=104m2。故选：B。5.一艘油轮装载着密度为9102 kg/m3的原油在海上航行，由于故障而发生原油泄漏。如果泄漏的原油有9 t，海面上风平浪静时，这些原油造成的污染面积最大可达到()A108 m2 B109 m2C1010 m2 D1011 m2【答案】D【解析】泄漏的原油的体积为V10 m3，而油分子直径的数量级为1010 m，所以这些原油造成的污染总面积最大为S1011 m2，故D正确。故选：D。一、多选题1用油膜法估测分子的大小实验的科学依据是()A将油酸形成的膜看成单分子油膜

5、B不考虑各油酸分子间的间隙C考虑了各油酸分子间的间隙 D将油酸分子看成球形【答案】ABD【解析】实验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算，所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜，不考虑油酸分子间的间隙，并把油酸分子看成球形，所以A、B、D正确，C错误。故选：ABD。2.在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中，所用油酸酒精溶液的质量百分浓度为，质量为m的油酸酒精溶液有n滴，且纯油酸的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为NA.现取一滴溶液滴入撒有爽身粉的浅水盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为1cm的坐标纸上，算出油膜的面积S.关于本实验，下列

6、说法正确的是()A一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为B油酸分子直径为C一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子个数为NAD计算油膜的面积可以通过在坐标纸上数油膜轮廓内格子数得到【答案】BCD【解析】一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，选项A错误；将油酸分子看作球体且一个一个地单层排列，忽略空隙，油酸分子直径为，选项B正确；一滴油酸酒精溶液中纯油酸的摩尔数为，一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子个数为NA，选项C正确；在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以1cm2作为油膜的面积，选项D正确。故选：BCD。3.在用油膜法估测分子的大小的实验中，若已知油滴的摩尔质量为M，

7、密度为，油滴质量为m，油滴在水面上扩散后的最大面积为S，阿伏加德罗常数为NA，那么()A.油滴分子直径d=MSB.油滴分子直径d=mSC.油滴所含分子数N=MmNAD.油滴所含分子数N=mMNA【答案】BD【解析】在用油膜法估测分子的大小的实验中，认为油膜的厚度为分子直径，油滴的质量为m，密度为，油滴在水面上扩散后的最大面积为S，则油滴的体积为V=m，油滴分子直径为d=mS，选项B正确，A错误。油滴的物质的量为mM，油滴所含分子数为N=mMNA，选项D正确，C错误。故选：BD。4.某同学在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于()A油酸未完全散开B油酸中含有大量的酒

8、精C计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴【答案】AC【解析】油酸分子直径d，计算结果明显偏大，可能是V取大了或S取小了。油酸未完全散开，所测S偏小，d偏大，A正确；油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，使S变小，d变大，C正确；若求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，使V变小，d变小，D错误。故选：AC。二、非选择题：1.在用油膜法估测分子的大小的实验中，以下给出的是可能的操作步骤，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上_，并补充实验步骤D中的计算式A将画有油膜轮廓的玻璃板

9、放在坐标纸上，以坐标纸上边长1 cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数n.B将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定C用浅盘装入约2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上D用测量的物理量估算出油酸分子的直径d_.E用滴管将事先配好的体积浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，记下滴入的溶液体积V0与滴数N.F将玻璃板放在浅盘上，用笔将薄膜的外围形状描画在玻璃板上【答案】ECBFAD【解析】根据实验步骤可知合理的顺序为ECBFAD.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为0.05%，Sn104 m2，所以分子的直径d0.05%.在用油膜法估测分子大小的实验中，酒精油酸溶液的浓度约

10、为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm.试求：(1)油酸膜的面积；(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积；(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径(4)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膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？【答案】(1)106 cm2(2)8106 cm3 (3)7.51010 m (4)见解

11、析【解析】(1)根据图中的轮廓可知，油膜面积S1061 cm2106 cm2.(2)由1 mL溶液为75滴可知1滴溶液的体积为mL，又已知每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，则1滴溶液中含纯油酸的体积为V mL8106 mL8106 cm3.(3)油酸分子直径d cm7.5108 cm7.51010 m.(4)主要有两个原因：水面受到落下油滴的冲击，先下陷后又恢复水平，因此油膜的面积先扩张后又收缩；油酸酒精溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，使液面收缩3.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为1500，用注射器和量筒测得1mL上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅

12、盘内，让油膜在水面上尽可能散开(1)本实验中做了三点理想化假设，将油酸分子视为球形；_；油酸分子是紧挨在一起的(2)测得油膜的面积约为160cm2，则油酸分子的直径是_m；(3)某同学计算出的结果明显偏大，可能的原因是_A油酸中含有大量酒精B计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格C求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数少记了几滴【答案】(1)油膜看成单分子层(2)2.5109(3)BC【解析】(1)本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；油膜看成单分子层；油酸分子是紧挨在一起的(2)1滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积为V106m3，由于形成单分子层油膜，则油酸分子的直径为d2.

13、5109m.(3)油酸中含有大量酒精不会造成影响，因为酒精最终挥发或者溶于水，故A错误；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，分子直径偏大，故B正确；求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了几滴，纯油酸的体积将偏大，分子直径偏大，故C正确。4.在用油膜法估测分子的大小的实验中。(1)某同学操作步骤如下：用0.5 mL的油酸配制了1 000 mL的油酸酒精溶液；用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液体积为1 mL；在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为160 cm2。则可估算出油酸分

14、子的直径大小d= m。(结果保留一位有效数字)(2)若该同学在计算注射器滴出的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，拿错的注射器的针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(3)若已知纯油酸的密度为，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数NA=(用题中给出的物理量符号表示)。【答案】(1)610-10(2)偏小(3)6Md3【解析】(1)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=0.51000150mL=110-5mL，把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为d=VS=110-51

15、0-616010-4m=610-10m。(2)因为拿错的注射器的针管比原来的粗，则每滴油酸酒精溶液的体积较大，含油酸较多，在水平上形成油膜的面积较大，根据d=VS可知这会导致实验测得的油酸分子直径偏小。(3)每个油酸分子的体积V0=43d23=16d3，则阿伏加德罗常数NA=MV0=6Md3。5.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，按照油酸与酒精的体积比为mn配制油酸酒精溶液，用注射器滴取该溶液，测得k滴溶液的总体积为V，将一滴溶液滴入浅盘，稳定后将油酸膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示已知坐标纸上每个小正方形的边长为a.(1)求油膜的面积；(2)估算油酸分子的直径【答案】(1)31a2(2

16、)【解析】(1)估算油膜面积时以超过半格按一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出31格，则油酸薄膜面积为S31a2.(2)根据公式V油酸dS可得d 。6.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V，配制的油酸溶液中纯油酸与溶液体积之比为1500，1 mL油酸溶液50滴，那么一滴溶液的体积是_mL，所以一滴溶液中油酸体积为V_cm3.若实验中测得的结果如下表所示，请根据所给数据填写空白处的数值，并与公认的油酸分子直径值d05.121010 m作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.次数S(cm2)d(107 cm)d平均值153825453563【答案】41050.7430.7340.7107.291010 m符合【解析】1滴溶液的体积V溶液 mL，其中含油酸体积VV溶液4105 cm3，据此算出3次测得的d值分别为d17 .43108 cm，d27.34108 cm，d37.10108 cm，其平均值7.29108 cm7.291010 m，这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求。