新版高中物理1.2 實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小 練習(xí)-2020-2021學(xué)年【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修三

第=page22頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小練習(xí)一、單選題某同學(xué)在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由于(????)A.油酸溶液在水面上未完全散開

B.油酸溶液中含有的酒精過(guò)多

C.計(jì)算油膜面積時(shí)不足1格的全部按1格計(jì)算

D.將1?mL油酸溶液的滴數(shù)n錯(cuò)記為10n下列說(shuō)法中不正確的是A.某氣體的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA=VV0

B.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣υ凇坝湍しü罍y(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，將1mL的純油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器測(cè)得1mL溶液為80滴，再滴入1滴這樣的溶液到準(zhǔn)備好的淺盤中，描出的油膜輪廓如圖所示，數(shù)出油膜共占140個(gè)小方格，每格邊長(zhǎng)是0.5cm，由此估算出油酸分子直徑為(????)A.7×10?8m

B.1×10?8m利用油膜法可粗略地測(cè)定分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)。若已知n滴油酸的總體積為V，一滴油酸形成的油膜面積為S，油酸的摩爾質(zhì)量為μ，密度為ρ，則每個(gè)油酸分子的直徑d和阿伏加德羅常數(shù)NA分別為(球的體積公式V=43A.d=VnS， B.d=VnS，

C.d=VS根據(jù)下列哪一組物理量可以估算出氣體分子間的平均距離(????)A.氣體的密度、體積和質(zhì)量

B.氣體的摩爾質(zhì)量和密度

C.阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾體積

D.阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是(????)A.分子直徑的數(shù)量級(jí)約為10-15m

B.壓縮氣體時(shí)，要用力是由于氣體分子間存在斥力的緣故

C.已知某種氣體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則單位體積的分子數(shù)為用油膜法測(cè)定分子的大小實(shí)驗(yàn)中，體積為V的油滴，在水面上形成近似圓形的單分子油膜，油膜直徑為d，則油分子直徑大小約為(????)A.4Vπd2 B.πd24V以下說(shuō)法正確的是(????)A.當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0(平衡位置)時(shí)，分子勢(shì)能最小

B.布朗運(yùn)動(dòng)反應(yīng)了花粉小顆粒內(nèi)部分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

C.一滴油酸酒精溶液體積為V，在水面上形成的單分子油膜為S，則油酸分子的直徑d=V在用公式d=VS計(jì)算油膜分子大小時(shí)，式中V的物理意義是A.指1?mL的油酸溶液的體積

B.指一滴油酸溶液的體積

C.指一滴油酸溶液中所含純油酸的體積

D.指一滴油酸溶液中酒精的體積在用“油膜法測(cè)量油酸分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.用油膜法可以精確測(cè)量分子的大小

B.油酸分子直徑等于純油酸體積除以相應(yīng)油膜面積

C.計(jì)算油膜面積時(shí)，應(yīng)舍去所有不足一格的方格

D.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉灑在水面上

在做“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長(zhǎng)為2cm，按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算出油酸分子的直徑為：(保留一位有效數(shù)字)

A.3×10?8m B.3×10?10m在室溫下水分子的平均間距約為3×10?10m，假定此時(shí)水分子是一個(gè)緊挨一個(gè)的，若使水完全變?yōu)橥瑴囟认碌乃魵猓魵獾捏w積約為原來(lái)水體積的1?600A.3.5×10?9m B.4.0×10?9m下列說(shuō)法正確的是(????)A.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積

B.只要知道某物質(zhì)的密度和其分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)

C.已知某種氣體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該氣體分子之間的平均距離可以表示為3MρNA

D.根據(jù)一滴油酸酒精溶液的體積二、多選題在用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，若已知油滴的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，油滴質(zhì)量為m，油滴在水面上擴(kuò)散后的最大面積為S，阿伏加德羅常數(shù)為NA，那么(

)A.油滴分子直徑d=MρS B.油滴分子直徑d=mρS

C.油滴所含分子數(shù)N=已知阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol?1)，某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，該物質(zhì)的密度為A.1?kg該物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)是ρNA

B.1?kg該物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)是1MNA

C.該物質(zhì)1個(gè)分子的質(zhì)量是ρNA

D.該物質(zhì)下列四幅圖的有關(guān)說(shuō)法中正確的是(????)A.分子間距離為r0時(shí)，分子間不存在引力和斥力

B.分子間距小于r0范圍內(nèi)分子間距離減小時(shí)，斥力增大引力減小，分子力表現(xiàn)為斥力

C.水面上的單分子油膜，在測(cè)量分子直徑d大小時(shí)可把分子當(dāng)做球形處理

D.食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性

E.(多選)為了減小“油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)誤差，下列方法可行的是(????)A.用注射器向量筒中滴入(100滴)油酸酒精溶液，并讀出量筒里這些溶液的體積恰為整數(shù)V1，則每滴溶液的體積為V2=V1100

B.把淺盤水平放置，在淺盤里倒入一些水，使水面離盤口距離小些

C.先在淺盤內(nèi)的水中撒入一些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴1滴在水面上三、實(shí)驗(yàn)題在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，(1)某同學(xué)操作步驟如下：①取一定量的無(wú)水酒精和油酸，配制成一定濃度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴該溶液，測(cè)出它的體積；③在淺盤內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定；④在淺盤上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙估測(cè)油膜的面積。上述步驟中有不妥之處，請(qǐng)你指出并加以改正：_________________________________________________________________________________________。(2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10％，一滴溶液的體積為4.8×10?4mL，其形成的油膜面積為40?cm在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：①往邊長(zhǎng)約為40?cm的淺盤里倒入約2?cm深的水。待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定。③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小。④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積。⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是______。(填寫步驟前面的數(shù)字)(2)將1?cm3的油酸溶于酒精，制成300?cm3的油酸酒精溶液；測(cè)得1?cm3的油酸酒精溶液有50滴?，F(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測(cè)得所形成的油膜的面積是0.13?m2。由此估算出油酸分子的直徑為在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，每104mL油酸酒精溶液中有純油酸6mL。用注射器測(cè)得75滴這樣的溶液為1mL。把這樣的溶液滴入淺盤里、把玻璃板蓋在淺盤上并描畫出油酸膜如圖所示。圖中正方形小方格的邊長(zhǎng)為1cm。(1)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為_____m3(2)油酸膜的面積約為_____m2；(結(jié)果保留三位有效數(shù)字(3)按以上數(shù)據(jù)，油酸分子的大小為_____m。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(1)如圖所示的四個(gè)圖反映“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中的四個(gè)步驟，將它們按操作先后順序排列應(yīng)是____________(用符號(hào)表示)；(2)在該實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有1mL油酸。用注射器測(cè)得1mL述溶液有100滴，把2滴該溶液滴入盛水的淺盤里，畫出油膜的形狀如圖所示，坐標(biāo)格的正方形大小為20mm×20mm?？梢怨浪愠鲇湍さ拿娣e是____m2，2滴油酸溶液中純油酸的體積為____m3，由此估算出油酸分子的直徑是______m(所有結(jié)果保留二位有效數(shù)字(3)某同學(xué)通過(guò)測(cè)量出的數(shù)據(jù)計(jì)算分子直徑時(shí)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果比實(shí)際值偏大，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)，將所有不足一格的方格計(jì)為一格D.求每滴溶液體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴

答案和解析1.【答案】A

2.【答案】A

【解答】

A.若氣體的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積為V0，由于氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子的直徑所以阿伏伽德羅常數(shù)不能表示為NA=VV0，氣體此式不成立，故A錯(cuò)誤，符合題意；

B.根據(jù)熱力學(xué)第二定律，在外界的影響下，可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，故B正確，不合題意；

C.一定質(zhì)量理想氣體保持體積不變，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，則單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)增多，故C正確，不合題意；

D.計(jì)算時(shí)把油酸酒精溶液當(dāng)成了純油酸，體積偏大，則分子直徑計(jì)算結(jié)果偏大，故D正確，不合題意。

故選A。

3.【答案】C

【解答】

一滴油酸溶液中油酸的體積為V=15000×180×10?6m3=2.5×10?12m3

油膜的面積為S=140×0.5×0.5×10?4m2=3.5×10?3m2

則可得油酸分子的直徑為d=VS=2.5×10?123.5×10?3m≈7.14×6.【答案】C

【解答】

A.分子直徑數(shù)量級(jí)為10-10m，故A錯(cuò)誤；

B.氣體壓縮可以忽略分子間作用力，壓縮氣體時(shí)氣體會(huì)表現(xiàn)出抗拒壓縮的力是由于氣體壓強(qiáng)的原因，與分子力無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C.氣體體積：V=Mρ，則單位體積的分子數(shù)為NAV=ρNAM，故C正確；

【解答】單分子油膜層的面積S=πd22=πd24則油酸分子的直徑d′=VS=4Vπ【解析】解：A、當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0(平衡位置)時(shí)，分子力為零，此后不論分子間距增加還是減小，分子力都是做負(fù)功，故分子勢(shì)能增加，故當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0(平衡位置)時(shí)，分子勢(shì)能最小，故A正確；

B、布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮的固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C、一滴油酸酒精溶液體積為V，其中油酸體積小于V，在水面上形成的單分子油膜為S，則油酸分子的直徑d<VS，故C錯(cuò)誤；

D、氣體的溫度升高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)變的劇烈，分子的平均動(dòng)能增加，單個(gè)分子撞擊器壁時(shí)對(duì)器壁的作用力增大，但分子數(shù)密度可能減下，故氣體的壓強(qiáng)不一定增大，故D錯(cuò)誤；

9.【答案】C

【解答】

本實(shí)驗(yàn)中是利用油酸的體積和在水面上形成的油膜面積來(lái)測(cè)量油酸分子直徑的；公式中的V為一滴油酸溶液中所含純油酸的體積；故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C【解答】

解：A、由于油膜法假設(shè)分子是單層并且緊密相連的；并不完全符合實(shí)際，故不能精確測(cè)量分子的大小，故A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，分子直徑是由純油酸的體積除以相應(yīng)的油膜的面積，故B正確；

C、在計(jì)算面積時(shí)，超過(guò)半個(gè)的按一個(gè)，不足半格的才能舍去，故C錯(cuò)誤；

D、實(shí)驗(yàn)時(shí)要先灑痱子粉，再滴油酸酒精溶液，故D錯(cuò)誤。

故選B。

11.【答案】B

【解答】

面積超過(guò)正方形一半的正方形的個(gè)數(shù)為72個(gè)

則油酸膜的面積約為S=72×2×2cm2=2.88×10?2m2

每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積V=1mL×6104×175=8×10?6mL

把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，則油酸分子直徑d=VS=8×10?6×10?62.88×10?2m≈3×10?10m.B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選B【解答】A.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù)，可以算出氣體分子所占空間的大小，不能算出氣體分子的體積，故A錯(cuò)誤；B.只要知道某物質(zhì)的密度和其分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出分子體積，無(wú)法計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)，故B錯(cuò)誤；C.氣體中每個(gè)分子的質(zhì)量m=MNA

；將氣體分子看成立方體，設(shè)分子間的間距為a，體積V=a3=D.用d=VS計(jì)算油酸分子直徑d時(shí)，V指的是一滴油酸的體積，不是油酸酒精溶液的體積，故D錯(cuò)誤；

14.【答案】BD

15.【答案】BDE

【解答】

AB、1?kg該物質(zhì)的物質(zhì)的量為1M，所含分子數(shù)目為：n=NA·1M=NAM，故A錯(cuò)誤，B正確；

C、每個(gè)分子的質(zhì)量為：m0=MNA，故C錯(cuò)誤；

【解析】解：A、當(dāng)分子間距離為平衡距離r0時(shí)，分子間存在的引力和斥力大小相等，所以分子力整體的效果為0，故A錯(cuò)誤；

B、分子間距小于r0范圍內(nèi)分子間距離減小時(shí)，斥力和引力都增大，但引力增大的慢，所以分子力表現(xiàn)為斥力，故B錯(cuò)誤；

C、水面上的單分子油膜，在測(cè)量油膜分子直徑d大小時(shí)把它們當(dāng)做球形處理，故C正確；

D、晶體具有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，食鹽屬于晶體，食鹽中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性，故D正確；

E、猛推木質(zhì)推桿，外界對(duì)氣體做正功，密閉的氣體溫度升高，氣體內(nèi)能增大，壓強(qiáng)變大，可看做是絕熱變化，故E正確；

17.【答案】ABC

【解答】

A、用注射器向量筒中滴入(100滴)油酸酒精溶液，并讀出量筒里這些溶液的體積恰為整數(shù)V1，則每滴溶液的體積為V2=V1100，要求溶液的體積恰為整數(shù)目的是減小估讀體積時(shí)的誤差，故A正確；

B、把淺盤水平放置，在淺盤里倒入一些水，使水面離盤口距離小些，目的為了是更準(zhǔn)確地描繪油酸膜的形狀，故B正確；

C、先在淺盤內(nèi)的水中撒入一些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴1滴在水面上，符合實(shí)驗(yàn)要求，故C正確；

D、實(shí)驗(yàn)中不允許用牙簽把水面上的油膜盡量撥弄成規(guī)則形狀，故D錯(cuò)誤；

E、計(jì)算油膜面積時(shí)應(yīng)按不足半個(gè)方格舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)，統(tǒng)計(jì)出油酸薄膜的面積，故E錯(cuò)誤；

故選：ABC③應(yīng)在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×19.【答案】(1)④①②⑤③;(2)5×10

【解答】

(1)“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)步驟為：

配制酒精油酸溶液(教師完成，記下配制比例)→測(cè)定一滴酒精油酸溶液