新教材同步系列2024春高中物理第一章分子动理论2实验：用油膜法估测油酸分子的大形后提升训练新人教版选择性必修第三册

第一章2A组·基础达标1．(多选)“用油膜法估测分子大小”试验的科学依据是()A．将油酸形成的膜看成单分子油膜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】试验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算，所以试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，油酸分子直径的数量级为10－10m，所以A、B、D正确，C错误．2．(多选)用油膜法估测分子的大小时，接受的志向化条件是()A．把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜B．把形成单分子油膜的分子看作紧密排列的球形分子C．把油膜视为单分子油膜，但需考虑分子间隙D．将单分子视为立方体模型【答案】AB【解析】由用油膜法估测分子大小的试验可知，将体积为V的油酸滴在水面上，形成面积为S的油膜，由此可以估算出油酸分子的直径为d＝eq\f(V,S)，这明显是将油膜视为单分子层，将油酸分子视为球形且认为分子是紧密排列的，公式d＝eq\f(V,S)中，并没有考虑分子间隙所占体积，所以A、B正确．3．用油膜法估测分子的大小的试验中，下列操作正确的是()A．将纯油酸干脆滴在水面上B．向量筒中滴100滴油酸酒精溶液，读出其体积C．用试管向水面倒油酸溶液少许D．计算油膜面积时，凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数【答案】B【解析】油酸应先稀释成油酸酒精溶液，然后取一滴溶液滴在浅盘里，目的是形成单分子油膜，故A、C错误，B正确；计算油膜面积时应把占到方格一半以上的作为一个，少于半格的忽视，故D错误．4．某同学在“用油膜法估测分子大小”的试验中，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精C．计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算D．求每滴溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴【答案】A【解析】油酸分子直径d＝eq\f(V,S)．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；若计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算，使S变大，d变小，C错误；若求每滴溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，使V变小，d变小，D错误．5．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1mL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．eq\f(V1,NV2S)m B．eq\f(NV2,V1S)mC．eq\f(V2,NV1S)cm D．eq\f(V1,NV2S)cm【答案】D【解析】一滴溶液中纯油酸的体积V＝eq\f(V1,NV2)，由d＝eq\f(V,S)得d＝eq\f(V1,NV2S)(留意单位)．6．(2024年珠海阶段检测)在“油膜法估测油酸分子的大小”试验中：(1)下列说法正确的是________．A．测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，可以用注射器挤出一滴油酸滴入烧杯中，视察注射器上的体积变更B．测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，假如不运用爽身粉，也可以在水中加入红墨水后混合匀整，再滴入一滴油酸酒精溶液C．实际的油酸分子是球形的，因此通过计算得到的油酸分子直径即是球的直径D．计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布(2)①若试验过程中发觉，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则计算得到的油酸分子直径将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．②若试验中运用的油酸酒精溶液是经久置的，则计算得到的油酸分子直径将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(3)某次试验中将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到打算好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5cm，依据以上信息，可估算出油酸分子的直径约为________m．(保留一位有效数字)【答案】(1)D(2)①偏大②偏小(3)7×10－10【解析】(1)测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，至少要测量50滴到100滴油酸酒精溶液的体积，然后计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，A错误；测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，运用爽身粉才能看出油膜的轮廓，在水中加入红墨水后混合匀整不能看出油膜的轮廓，B错误；试验时只是把油酸分子看作是球形的志向模型，实际的油酸分子不是球形的，因此通过计算得到只是将油酸分子看成是球形时的油酸分子直径，C错误；计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布，D正确．(2)①若试验过程中发觉，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则油膜面积的测量值偏小，依据d＝eq\f(V,S)计算得到的油酸分子直径将偏大；②若试验中运用的油酸酒精溶液是经久置的，在溶液中的油酸浓度会偏大，实际计算时仍按原来的浓度计算，则计算得到的油酸分子直径将偏小．(3)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V＝eq\f(1,5000)×eq\f(1,80)mL＝2.5×10－6mL，油膜的面积为S＝140×0.5×0.5cm2＝35cm2，分子直径d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2.5×10－6×10－6,35×10－4)m＝7×10－10m．7．在“用油膜法估测分子大小”的试验中．(1)某同学操作步骤如下：①取确定量的无水酒精和油酸，配制成确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在浅盘内盛确定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在浅盘上覆盖透亮玻璃，描出油膜形态，用透亮方格纸估测油膜的面积．改正其中的错误：________________．(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.1%，一滴溶液的体积为4.8×10－4mL，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为________m．【答案】(1)②应在量筒中滴入N滴溶液，计算得出一滴溶液的体积；③应在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10－10【解析】(1)②在量筒中干脆测量一滴油酸酒精溶液体积误差太大，应先用累积法测出N滴溶液体积，再算出一滴溶液的体积．③油酸在水面上形成的油膜形态不易视察，可在水面上撒上痱子粉，再滴油酸酒精溶液，稳定后就呈现出清楚轮廓．(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝4.8×10－4×0.1%mL，d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4.8×10－4×10－3×10－6,40×10－4)m＝1.2×10－10m．B组·实力提升8．(2024年肇庆阶段检测)某试验小组完成“用油膜法测油酸分子大小”的试验．(1)试验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列．本试验体现的物理思想方法为____(填字母)．A．限制变量法 B．等效替代法C．志向化模型法(2)该小组进行下列试验操作，请选出须要的试验操作，并将它们按操作先后依次排列：D______(用字母表示)．(3)已知试验室中运用的酒精油酸溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种酒精油酸溶液的总体积为1mL，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1cm的正方形小格的纸上(如图)．油酸分子的大小d＝______m．(结果保留一位有效数字)【答案】(1)C(2)BFEC(3)7×10－10【解析】(1)将油酸分子看成球形，在水面上形成单分子油膜．本试验体现的物理思想方法为志向化模型法，故选C．(2)依据试验操作可知正确依次为DBFEC．(3)依据纸上方格数可知，由图像估测油酸薄膜面积为S＝60cm2，一滴油酸溶液中油酸分子的体积为V＝eq\f(2,104×50)cm3＝4×10－6cm3．则油膜分子直径为d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4×10－6,60)cm＝7×10－8cm＝7×10－10m．9．“用油膜法估测分子的大小”的试验方法及步骤如下：①向体积V油＝1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500mL；②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，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V0＝1mL；③往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将________匀整地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形态稳定后，将事先打算好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形态；⑤将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20mm．依据以上信息，回答下列问题：(1)步骤③应填______________________．(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是__________________mL．(3)油酸分子直径是__________________m．【答案】(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10－5(3)4.4×10－10【解析】(1)为了显示单分子油膜的形态，须要在水面上撒痱子粉或石膏粉．(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体