第十五章 微专题100　热学基本概念的理解　实验：用油膜法估测油酸分子的大小-2025年高中物理《加练半小时》新教材版

第十五章热学微专题100热学基本概念的理解实验：用油膜法估测油酸分子的大小1．掌握分子动理论内容，晶体和非晶体、液体和液晶的特点。2.理解液体和气体压强产生的原因。3.理解油膜法测分子大小的原理和注意事项。1．(多选)下列说法中正确的是()A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是水表面存在表面张力的缘故B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力C．将玻璃管道裂口放在火上烧，它的尖端就变圆，是熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，这是油滴液体呈各向同性的缘故答案AC解析水的表面张力托起针，A正确；B、D两项也是表面张力产生的现象，B、D错误，C正确。2．(多选)(2023·陕西宝鸡市质检)关于物体的内能，下列说法正确的是()A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同B．物体的内能改变时温度不一定改变C．内能与物体的温度有关，所以0℃的物体内能为零D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能答案BD解析相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量可能相同，相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量可能不同，故A错误；物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，故B正确；分子在永不停息地做无规则运动，可知任何物体在任何状态下都有内能，故C错误；物体的内能与分子数、物体的温度和体积三个因素有关，分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故D正确。3．已知阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，某气体物质的摩尔质量为M(kg/mol)，该物质的密度为ρ(kg/m3)，则下列叙述中正确的是()A．该物质1个分子的质量是eq\f(ρ,NA)B．该物质1个分子的大小是eq\f(M,ρNA)C．1kg该物质所含的分子个数是ρNAD．1kg该物质所含的分子个数是eq\f(1,M)NA答案D解析该物质1个分子的质量是eq\f(M,NA)，选项A错误；该物质1个分子占有的空间大小是eq\f(M,ρNA)，选项B错误；1kg该物质所含的分子个数是eq\f(1,M)NA，选项C错误，D正确。4．(多选)如图所示，横坐标r表示两个分子间的距离，纵坐标F表示两个分子间引力、斥力的大小，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法中正确的是()A．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10mB．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10mC．当两分子间距离在r0附近时，若两个分子间距离增加，分子间斥力减小得比引力更快D．若r＝r0，则分子间没有引力和斥力答案AC解析F－r图像中，在r＝r0附近随着距离的增加，斥力比引力减小得快，则ab为引力曲线，cd为斥力曲线。题图中曲线交点e所对应r＝r0时，分子间距离的数量级为10－10m，分子间引力和斥力的合力为零，不是没有引力和斥力，故选A、C。5.甲分子固定在坐标原点O，乙分子从图中A点由静止释放，运动过程中经过P、B两点。两分子间的分子势能Ep与分子间距离x的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A．乙分子在P点的动能大于B点的动能B．乙分子在P点的分子势能大于B点的分子势能C．乙分子在B点的加速度为0D．乙分子从P点运动到B点过程中两分子间的作用力减小答案A解析乙分子在P点时，分子势能最小，由能量守恒定律可知，分子的动能最大，所以乙分子在P点的动能大于B点的动能，乙分子在P点的分子势能小于B点的分子势能，故A正确，B错误；由题图可知，乙分子在P点时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，则乙分子在B点的加速度不为0，故C错误；由题图可知，乙分子在P点时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，乙分子从P点运动到B点过程中，分子力表现为斥力，随着分子间距离减小，两分子间的作用力增大，故D错误。6．(2023·云南省校联考模拟)下列说法中错误的是()A．物体温度越高，分子平均动能越大B．液体的表面张力使液面具有收缩的趋势C．单晶体具有各向异性且外形规则D．物体的体积越大，分子势能就越大答案D解析物体温度越高，分子平均动能越大，故A正确，不符合题意；液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，故B正确，不符合题意；单晶体外形规则，且具有各向异性的物理性质，故C正确，不符合题意；分子势能与物体的体积、物态等因素有关，故物体体积越大，分子势能不一定越大，故D错误，符合题意。7．(2023·上海市普陀区校考期中)一定质量的乙醚液体全部蒸发，变为同温度的乙醚气体，在这一过程中()A．分子间作用力增大B．分子引力、分子斥力均变大C．分子平均动能增大D．分子势能增加答案D解析乙醚液体在蒸发过程中，分子间的距离变大，分子间的作用力先增大，后减小，故A错误；乙醚液体在蒸发过程中，分子间的距离变大，分子引力和分子斥力都会减小，故B错误；由于温度是分子平均动能的标志，乙醚液体在蒸发变为乙醚气体时，温度不变，所以分子平均动能不变，故C错误；乙醚液体蒸发过程中，乙醚分子要克服分子间的引力做功，分子势能增加，故D正确。8．(多选)国家游泳中心——水立方，像一个蓝色透明的“冰块”，透过它，游泳中心内部设施尽收眼底。这种独特的感觉来源于建筑外墙采用了一种叫ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚体)的膜材料，这种膜材料属于非晶体，那么它具有的特性是()A．在物理性质上具有各向同性B．在物理性质上具有各向异性C．有确定的熔化温度D．可以做成规则形状的物体答案AD解析非晶体没有确定的熔化温度，在物理性质上表现为各向同性，可以人工加工成规则形状的物体，故A、D正确。9．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将6mL的油酸溶于酒精，制成10L的油酸酒精溶液，测得1mL的油酸酒精溶液有75滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将带有网格线的透明塑料盖板放在浅盘上，用彩笔在塑料盖板上描出油膜的轮廓，其形状和尺寸如图所示，塑料盖板上的小方格边长为1cm。则：(1)油膜的面积是________cm2；(2)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL；(结果保留一位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为________m；(结果保留一位有效数字)(4)某同学在实验中最终得到的计算结果比大部分同学的结果偏大，对出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是________。A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开答案(1)1.15×102(2)8×10－6(3)7×10－10(4)ACD解析(1)大于半格的算作一格，小于半格的舍去，根据油膜形状得知，油膜的面积为115×1cm2＝1.15×102cm2。(2)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是V＝eq\f(1,75)×eq\f(6,1×104)mL＝8×10－6mL。(3)油酸分子的直径约为d＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－6mL,1.15×102cm2)≈7×10－8cm＝7×10－10m。(4)将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积，导致油酸体积V偏大，根据d＝eq\f(V,S)可知，会导致计算的油酸分子直径偏大，故A正确；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，会导致油膜面积S偏大，根据d＝eq