2024-2025学年新教材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习题含解析新人教版选择性必修第三册

PAGE4-试验:用油膜法估测油酸分子的大小课后篇巩固提升基础巩固1.(2024上海高三一模)在“油膜法估测分子大小”的试验中,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.限制变量法C.志向模型法 D.累积法解析在油膜法估测分子大小的试验中,让肯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,这里用到的方法是志向模型法。C正确,A、B、D错误。答案C2.(2024北京模拟)在用“油膜法测量油酸分子大小”的试验中,下列说法中正确的是()A.用油膜法可以精确测量分子的大小B.油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积C.计算油膜面积时,应舍去全部不足一格的方格D.试验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把痱子粉撒在水面上解析用油膜法只能粗略测量分子的大小,故A错误;认为油膜为单分子紧密排列的,因此单分子油膜的厚度就是油酸分子的直径,所以油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积,故B正确;在计算面积时,超过半格的按一个格,不足半格的才舍去,故C错误;试验时要先撒痱子粉,再滴油酸酒精溶液,故D错误。答案B3.为了减小“用油膜法估测分子的大小”的试验误差,下列操作正确的是()A.用注射器取1mL配制好的油酸酒精溶液,共可滴N滴,则每滴中含有油酸1NB.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.试验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水中,再把痱子粉撒在水面上解析1NmL是一滴油酸酒精溶液的体积,乘以其中油酸的体积浓度才是油酸的体积,A错误;B项的做法是正确的;多滴几滴能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些,但多滴以后会使油膜面积增大,可能使油膜这个不规则形态的一部分与浅盘的壁相接触,这样油膜就不是单分子油膜了,故C错误;为了使油酸分子紧密排列,试验时先将痱子粉匀称答案B4.某种油酸酒精溶液中油酸的体积百分比浓度为0.05%,50滴这种溶液的总体积为1mL,将1滴这样的溶液滴在足够大的水面上,酒精溶于水并很快挥发,最终在水面上形成的油膜面积约为()A.103cm2 B.104cm2C.105cm2 D.106cm2解析1滴溶液中含纯油酸的体积V=150×10-6×0.05%m3=1×10-11m3。分子直径的数量级为10-10m,由V=Sd得S=Vd=10-1110-10m2=答案A5.(2024福建高三一模)在“用油膜法估测分子的大小”试验中,在玻璃板上描出一滴油酸酒精溶液形成的油膜轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形态如图所示。坐标纸上正方形小方格的边长为1.0cm,该油膜的面积是cm2。若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸8×10-6mL,则油酸分子的直径是m。

解析由图可知,油膜轮廓的方格数约为90,则油膜的面积是90cm2;油分子直径为D=VS=8×10-6×10-6答案908.9×10-10实力提升1.(多选)(2024上海高三二模)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的试验中,某小组发觉测得的分子直径数据比其他组大许多,可能的缘由是()A.计算油膜面积时,只计算了完整方格的数目B.水面上痱子粉撒得过多,导致油膜没能充分绽开C.将油酸酒精溶液的体积干脆当作油酸的体积进行计算D.测量每滴油酸酒精溶液体积时,将29滴溶液错数成30滴解析计算油膜面积时,只计算了完整方格的数目,导致S偏小,依据d=VS可知,测量值偏大,故A正确;水面上痱子粉撒得较多,油膜没有充分绽开,则测量的面积S偏小,导致计算结果偏大,故B正确;计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸,体积偏大,则d答案ABC2.在“用油膜法估测油酸分子大小”的试验中:(1)下列试验操作正确的是。

A.水槽中倒入的水越深越好B.水面上多撒痱子粉比少撒好C.要将适量的痱子粉匀称地撒在水面上D.滴入液滴时要使滴管离水面尽可能高一些(2)现有按酒精与油酸的体积比为m∶n配制好的油酸酒精溶液,用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液,让其自由滴出,全部滴完共N滴,把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,正确描绘出油膜的形态如图所示,已知坐标纸上每个小方格面积为S。依据以上数据可估算出油酸分子直径为d=。

(3)在测量溶液体积时,滴数多数了几滴,会使得测量结果比真实值偏。

解析(1)依据试验要求,知选项C正确,A、B、D错误。(2)依据坐标纸上油酸薄膜的轮廓,数出轮廓范围内正方形的个数为8(不足半个的舍去,多于半个的算一个),又因为坐标纸上每个方格面积为S,则油膜面积为S0=8S。设油酸的体积为V酸,油酸酒精溶液的体积浓度为V1滴油酸酒精溶液的体积V滴=V1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0=n则估算油酸分子直径的表达式为d=V0(3)由上式可知,滴数多数了几滴,N偏大,则d偏小。答案(1)C(2)nV8NS3.测量分子大小的方法有许多,如油膜法、显微镜法。(1)在“用油膜法估测分子大小”的试验中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入标注250mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸酒精溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下视察油膜,如图所示。坐标格的正方形大小为2cm×2cm。由图可以估算出油膜的面积是cm2(保留2位有效数字),由此估算出油酸分子的直径是m(保留1位有效数字)。

(2)如图所示是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10-8m的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为m。(保留2位有效数字)

解析(1)数油膜的正方形格数,大于半格的算一格,小于半格的舍去,估算出油膜的面积S=格数(65)×2cm×2cm=260cm2=2.6×102cm2。溶液体积浓度为11000每滴溶液体积为11002滴溶液中所