安徽2013高考物理一轮精品测试：选修3-3.3

1、第三节 实验：用油膜法估测分子的大小随堂演练巩固1.油膜法粗略测定分子直径的实验基础是( ) A.把油酸分子视为球形,其直径即为油膜的厚度 B.让油酸在水面上充分散开,形成单分子油膜 C.油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸体积除以油膜的面积 D.油酸分子直径的数量级是 m 【解析】 油膜法粗略测定分子直径,要求油膜形成单分子层,分子视为球形、无间隙,厚度等于分子直径,根据计算直径,油酸分子直径的数量级是 m. 【答案】 ABCD 2.在”用油膜法估测分子的大小”的实验中,实验简要步骤如下: A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方

2、格的边长求出油膜的面积S B.将一滴酒精油酸溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 C.用浅盘装入约2 cm深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上 D.用公式求出薄膜厚度,即油酸分子的大小 E.根据酒精油酸溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V F.用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数 上述实验步骤的合理顺序是 . 【解析】 对照本实验的实验步骤排序. 【答案】 FECBAD 3.(2011湖北黄冈中学考试,13)用油膜法估测分子的大小,方法及步骤如下: 向体积 mL油酸中加酒精

3、,直至总量达到 mL. 向注射器吸取中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=100滴时,测得其体积恰好是1 mL. 先往边长30 40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水,然后将 均匀地撒在水面上. 用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状. 将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内正方形的个数N,正方形边长l=20 mm. 根据以上信息,回答下列问题: (1)步骤中应填写:; (2)1滴油酸溶液中纯油酸的体积V是mL; (3)油酸分子直径是 m. 【解析】 (1)为了显示油

4、膜的形状,便于测量,要预先在水上撒石膏粉或痱子粉. (2)1滴油酸溶液中纯油酸的体积V mL mL. (3)根据大于半个方格的算一个,小于半个方格的舍去,油膜形状占据的方格数大约为119个,故面积S=20 mm. mm. 油酸分子直径 mm =4. m. 【答案】 (1)痱子粉 (3)4. 4.(2011上海高考,27)在”用单分子油膜估测分子大小”实验中, (1)某同学操作步骤如下: 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; 在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积; 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; 在蒸发皿上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸

5、测量油膜的面积. 改正其中的错误: . (2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4. cm其形成的油膜面积为40 cm则估测出油酸分子的直径为 m. 【解析】 (1)在量筒中滴入N滴溶液 在水面上先撒上痱子粉 cm =1. cm=1. m. 【答案】 (1)见解析 (2)1. 5.用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度0.1 mL的量筒、盛有适量清水的 cm浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸. (1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤C. A.用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入1

6、mL油酸酒精溶液时的滴数N B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止,记下滴入的滴数n C. D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S cm (2)用已给的和测得的物理表示单个油酸分子的直径大小 (单位: cm). 【解析】 一滴油酸酒精溶液所含油酸酒精的体积滴油酸酒精溶液所含油酸酒精的体积单个油酸分子的直径大小/. 【答案】 (1)将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 6.油

7、酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸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,稳定后形成的纯油膜的形状如图所示.若每一小方格的边长为25 mm,试问: 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膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的.上图中油酸膜的面积为;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是;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) 【解析】 油膜面积约占70小格,面积约为S= . ,一滴油

8、酸酒精溶液含有纯油酸的体积为. ,故油酸分子的直径约等于油膜的厚度 m=2. 【答案】 球体 单分子 直径 4. 1. 2. 7.(2011江苏高考,12A(3)某同学在进行”用油膜法估测分子的大小”的实验前,查阅数据手册得知:油酸的摩尔质量M=0.283 kgmol密度. kgm.若100滴油酸的体积为1 mL,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少?(取A=6. mol.球的体积V与直径D的关系为结果保留一位有效数字) 【解析】 一个油酸分子的体积由球的体积与直径的关系得分子直径 代入数值解得 m 最大面积解得 m. 【答案】 m 8.( 选做题)在做”用油膜法估测油酸分子直径的大小

9、”实验时,某同学实验操作如下: 用游标卡尺测得用完了的中性笔笔芯外径如图所示,用小刀截取一段剖开,用游标卡尺测得笔芯筒的厚度为0.95 mm,记下内径d; 用笔芯吸取浓度为A的油酸酒精溶液,用小刀在溶液上、下两个界面刻线作上记号; 将笔芯中一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上; 将笔芯中所剩溶液一滴一滴地滴入原装溶液的容器中,数得有N滴; 用游标卡尺测得两条刻线记号之间的距离为h; 待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓,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,测得油酸薄膜占有的小正方形个数为X. (1)中性笔笔芯的内径d为 cm; (2)从图上数得油膜占有的小正方形个数X=; (3)用以上字母表示油酸分子直径的大小D=. 【解析】 (1)中性笔笔芯的外径为4 mm/20 m