物理 选修3-3第3单元检测

PAGE1.做布朗运动实验，得到某个观测记录如图，则图中记录的是()A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度－时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度－时间图线，故C项错误、D项正确．答案：D2．(2012年苏州模拟)用油膜法估测分子的大小．实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、胶头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(最小正方形边长为1cm)．则(1)下面给出的实验步骤中，正确排序应为________(填)序号为估算油酸分子的直径，请补填最后一项实验步骤DA．待油酸薄膜的形状稳定后，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B．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液的滴数NC．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，从低处向水面中央滴入一滴D．____________________________________(2)利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为________．解析：(1)根据实验原理可得，给出的实验步骤的正确排序为BCA，步骤D应为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1cm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.(2)每滴油酸酒精溶液的体积为eq\f(1,N)1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V＝eq\f(1,N)×0.05%所以单个油酸分子的直径为d＝eq\f(V,S)＝eq\f(0.05%,NS).答案：(1)BCA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1cm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(2)eq\f(0.05%,NS)3．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V油膜，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1mL溶液滴250滴，那么1滴溶液的体积是________mL，所以一滴溶液中油酸体积为V油酸＝______cm3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L0＝1.12×10－10m次数S/cm2L＝eq\f(V,S)/cmL平均值153324933563解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V溶液＝eq\f(1,250)mL＝4×10－3mL，因为eq\f(V油酸,V溶液)＝eq\f(1,500)，故1滴溶液中油酸体积为：V油酸＝eq\f(1,500)V溶液＝eq\f(1,500)×eq\f(1,250)cm3＝8×10－6cm3.据此算得3次测得L的结果分别为：L1＝1.5×10－8cm，L2＝1.62×10－8cm，L3＝1.42×10其平均值为：eq\x\to(L)＝eq\f(L1＋L2＋L3,3)＝1.51×10－10m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．答案：4×10－38×10－6填表略符合要求4．(2011年高考上海单科)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；①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；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③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；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．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4.8×10－3mL，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为________m.解析：(1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差．③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4.8×10－3×10－6×0.10%,40×10－4)m＝1.2×10－9m答案：(1)②在量筒中滴入N滴溶液③在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10－95.油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，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1mL，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．若每一个小方格的边长为25mm，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________m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________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2cm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？请写出你分析的原因：_________________________________________解析：油膜面积约占70小格，面积约为S＝70×25×25×10－6m2≈4.4×10－2m2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V＝eq\f(1,50)×eq\f(0.6,1000)×10－6m3＝1.2×10－11md＝eq\f(V,S)＝eq\f(1.2×10－11,4.4×10－2)m＝2.7×10－10m.答案：(1)球体单分子直径4.4×10－21．2×10－112.7×10－10(2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩6．利用油膜法可以粗略的测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2，油的摩尔质量为M0(1)油分子的直径是多少？(2)由以上数据可以粗略地测出阿伏加德罗常数NA是多少？先列出文字计算式，再代入计算，只要求保留一位有效数字．解析：已知油的摩尔质量为M0＝0.09kg/mol，若求出一个油分子的质量m，即可根据NA＝eq\f(M0,m)求出阿伏加德罗常数，利用油膜法测分子的直径．(1)d＝eq\f(V,S)＝eq\f(0.5×10－3×10－6,0.7)m＝7.1×10－10m(2)把每个油分子看作球形，则每个分子的体积为：V′＝eq\f(1,6)πd3＝eq\f(1,6)π(eq\f(V,S))3，因此一滴油中含有的分子数为：N＝eq\f(V,V′)＝V/[eq\f(1,6)π(eq\f(V,S))3]＝eq\f(6