高考物理助考練習(xí)20

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高中物理學(xué)習(xí)材料

（燦若寒星**整理制作）

2023高考物理助考練習(xí)20

1．“用油膜法估測(cè)分子的大小〞試驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是()

A．將油酸形成的膜看成單分子油膜B．不考慮各油酸分子間的間隙C．考慮了各油酸分子間的間隙D．將油酸分子看成球形

解析：“用油膜法估測(cè)分子的大小〞的原理是將一滴油酸(體積為V)滴入水中，使之形成一層單分子油膜，成為一個(gè)一個(gè)單層排列的球形體．顯然，球形體的直徑即為單分子油膜的厚度d.

假設(shè)單分子油膜的面積為S，必然有d＝VS.所以，“用油膜法估測(cè)分子的大小〞試驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是A、B、D.答案：ABD

2．某學(xué)生在做“用油膜法估測(cè)分子的大小〞的試驗(yàn)時(shí)，計(jì)算結(jié)果偏大，可能是由于

A．油酸未完全散開B．油酸溶液濃度低于實(shí)際值

C．計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴

解析：由d＝VS知，選項(xiàng)A、C會(huì)導(dǎo)致油膜面積偏小，會(huì)使d偏大；選項(xiàng)B、D會(huì)使油酸體積偏小，分子直徑d偏?。鸢福篈C

3．在“用油膜法估測(cè)分子的大小〞的試驗(yàn)中，所用的酒精油酸溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.6mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，測(cè)得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖實(shí)－4所示，圖中正方

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)

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形格的邊長為1cm.

(1)試驗(yàn)中為什么要讓油膜盡可能散開？

(2)試驗(yàn)測(cè)出油酸分子的直徑是多少？(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)

(3)假使已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，試寫出阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式．解析：(1)為使油酸在水面上形成單分子油膜．

10.6

(2)由圖可知油膜覆蓋方格數(shù)約為120個(gè)，設(shè)油酸分子的直徑為d，則有××10

801000

－6

＝120×1×10d

－10

－4

解得d≈6.3×10m.

(3)設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA1V3

每個(gè)分子的體積為V0＝π()

6S6MS由NAρV0＝M得NA＝3.

πρV答案：(1)見解析(2)6.3×10

－10

3

m(6.2×10

－10

m～6.4×10

－10

6MSm都對(duì))(3)NA＝3πρV3

4．在“用油膜法估測(cè)分子的大小〞的試驗(yàn)中，已知一滴溶液中油酸的體積為V油酸，配制的油酸溶液中，純油酸與溶液體積之比為1∶500,1mL該溶液滴250滴．那么1滴溶液的體積是________mL，所以一滴溶液中油酸體積為V油酸＝________cm.若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得結(jié)果如下表所示，請(qǐng)根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫出空白處的數(shù)值，并與公認(rèn)的油酸分子線度值L0＝1.12×10

－10

3

m作比較，并判斷此試驗(yàn)是否符合數(shù)量級(jí)的要求.次數(shù)123S/cm2533493563VL＝/cmSL平均值

1

解析：由題給條件得，1滴溶液的體積為V溶液＝mL250由于

V油酸1

＝，故1滴溶液中油酸體積為V溶液500

111

V溶液＝×cm3＝8×10－6cm3500500250

V油酸＝

據(jù)此算得3次測(cè)得L的結(jié)果分別為

1．50×10cm、1.62×10cm、1.42×10cm其平均值為L＝

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－8

－8

－8

L1＋L2＋L3

3

＝1.51×10

－10

m

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這與公認(rèn)值的數(shù)量級(jí)相吻合，故本次估測(cè)數(shù)值符合數(shù)量級(jí)的要求．1－6－8－8

答案：8×101.50×101.62×10

2501．42×101.51×10

－8

－10

m符合

5．“用油膜法估測(cè)分子的大小〞的試驗(yàn)的方法及步驟如下：①向體積V油＝1mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總＝500mL；

②用注射器吸?、僦信渲坪玫木凭退崛芤海阉坏我坏蔚氐稳胄×客仓?，當(dāng)?shù)稳雗＝100滴時(shí)，測(cè)得其體積恰好是V0＝1mL；

③先往邊長為30cm～40cm的淺盤里倒入2cm深的水，然后將________均勻地撒在水面上；

④用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；

⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖實(shí)－5所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個(gè)數(shù)N，小方格的邊長l＝20mm.

根據(jù)以上信息，回復(fù)以下問題：

(1)步驟③中應(yīng)填寫：___________________________________________________；(2)1滴酒精油酸溶液中純油酸的體積V′是________mL；(3)油酸分子直徑是________m.

解析：(1)為了顯示單分子油膜的形狀，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉．(2)1滴酒精油酸溶液中純油酸的體積V′＝

V0V油11－5

＝×mL＝2×10mL.nV總100500

(3)根據(jù)大于半個(gè)方格的算一個(gè)，小于半個(gè)方格的舍去，油膜形狀占據(jù)的方格數(shù)大約為115個(gè)，故面積S＝115×20×20mm＝4.6×10mm

2

4

2

V′2×10－5×103

油酸分子直徑d＝＝mm4

S4.6×10

≈4.3×10mm＝4.3×10

－7

－10

m.

－5

答案：(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10(3)4.3×10

－10

6．在研究微觀世界里的物質(zhì)時(shí)，尋常需要借助估算和建立模型的方法．對(duì)于液體分子，一般建立球體模型或者立方體模型來估算分子直徑，而試驗(yàn)室中常用油膜法估測(cè)分子直徑．

(1)分別寫出上述估算分子直徑的三種方法的最簡(jiǎn)表達(dá)式；(要求說明所使用字母的物理意義)

(2)在做“用油膜法估測(cè)分子大小〞的試驗(yàn)時(shí)，已準(zhǔn)備好的試驗(yàn)器材有：酒精油酸溶

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液、滴管、淺盤和水、玻璃板、彩筆和坐標(biāo)紙、痱子粉．

①還缺少的器材有_______________________________________________________；②已知油酸的濃度約為每10mL溶液中有純油酸6mL.用注射器測(cè)得1mL上述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛

水淺盤里，待液面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸薄膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖實(shí)－6所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長為1cm.試求：

a．油酸薄膜的面積約是多少？

b．每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積是多少？c．按以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑．

解析：(1)分子構(gòu)建成球體模型時(shí)，用d表示分子直徑，V0表示單個(gè)分子的體積，V036V0

4d3

＝π()，d＝；32π

分子構(gòu)建成立方體模型，V0表示的物理意義同上，d表示分子的邊長，則有V0＝d，

3

4

d＝V0.

油膜可視為單分子油膜時(shí)，令d表示分子直徑，V表示油膜的體積，S表示油膜面積，則油膜厚度等于分子直徑，即d＝.(2)①量筒

②a.題圖形狀表示油膜面積的大小，采用“四舍五入〞法近似處理，可數(shù)得小方格數(shù)約為110個(gè)，油膜面積S＝110×1cm＝110cm

14

b．1mL溶液為75滴，則1滴溶液的體積為mL，又每10mL溶液中有