实验十二+用油膜法估测分子的大小（押题专练）-2018年高考物理一轮复习精品资料 7页

全*品*高*考*网， 用后离不了！实验十二+用油膜法估测分子的大小 ‎1．用油膜法估测分子直径的实验中做了哪些科学的近似(　　)‎ A．把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜 B．把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子 C．将油膜视为单分子油膜，但需要考虑分子间隙 D．将油酸分子视为立方体模型 解析：选AB.用油膜法估测分子的大小，必须将分子视为球形，并且不考虑分子间隙；水面上的膜为单分子油膜．只有如此，油膜的厚度才能视为分子直径，即d＝.‎ ‎2．某同学在“用油膜法估测分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，其原因可能是(　　)‎ 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，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数误多记了10滴 ‎3.做布朗运动实验，得到某个观测记录如图，则图中记录的是(　　)‎ A．分子无规则运动的情况 B．某个微粒做布朗运动的轨迹 C．某个微粒做布朗运动的速度－时间图线 D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度－时间图线，故C项错误、D项正确．‎ 答案：D ‎4．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：‎ A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(‎ 不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 C．用浅盘装入约2 cm深的水 D．用公式d＝，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小 E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V ‎(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：‎ ‎①________________________________________________________________________.‎ ‎②________________________________________________________________________.‎ ‎(2)上述实验步骤的合理顺序是________．‎ 答案：(1)见解析　(2)CFBAED ‎5.‎ 图8－3－4‎ 油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图8－3－4所示．若每一小方格的边长为25 mm，试问：‎ ‎(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．图中油酸膜的面积为________ m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________ m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m．(结果保留两位有效数字)‎ ‎(2)某同学在实验过程中，距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？‎ 请写出你分析的原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________.‎ 答案：(1)球体　单分子　直径　4.4×10－2　1.2×10－11‎ ‎2．7×10－10‎ ‎(2)主要原因为：①水面受下落油滴冲击，先下陷后又恢复水平，因此膜面积扩张；②溶液中酒精挥发，使液面收缩 ‎6．用油膜法估测分子的大小．‎ 实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、胶头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(最小正方形边长为1 cm)．则 ‎(1)下面给出的实验步骤中，正确排序应为________(填)序号 为估算油酸分子的直径，请补填最后一项实验步骤D A．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 B．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液的滴数N C．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴 D．____________________________________‎ ‎(2)利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为________．‎ 解析：(1)根据实验原理可得，给出的实验步骤的正确排序为BCA，步骤D应为将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S.‎ ‎(2)每滴油酸酒精溶液的体积为 ‎1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V＝×0.05%‎ 所以单个油酸分子的直径为d＝＝.‎ 答案：(1)BCA　将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S ‎(2) ‎7．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V油膜，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL溶液滴250滴，那么1滴溶液的体积是________ mL，所以一滴溶液中油酸体积为V油酸＝______ cm3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L0＝1.12×10－10 m作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求．‎ 次数 S/cm2‎ L＝/cm L平均值 ‎1‎ ‎533‎ ‎2‎ ‎493‎ ‎3‎ ‎563‎ 答案：4×10－3　8×10－6　填表略　符合要求 ‎8．在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，‎ ‎(1)某同学操作步骤如下；‎ ‎①取一定量的无水酒精和油酸，制成一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在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；‎ ‎④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．‎ 改正其中的错误：________________________‎ ‎(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为________m.‎ 解析：(1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差．‎ ‎③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．‎ ‎(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：‎ d＝＝ m＝1.2×10－9 m 答案：(1)②在量筒中滴入N滴溶液 ‎③在水面上先撒上痱子粉 ‎(2)1.2×10－9‎ ‎9.油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示．若每一个小方格的边长为25 mm，试问：‎ ‎(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为________________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的______．上图中油酸膜的面积为________ m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________ m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m．(结果保留两位有效数字)‎ ‎(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？‎ 请写出你分析的原因：_________________________________________‎ 答案：(1)球体　单分子　直径　4.4×10－2‎ ‎1．2×10－11　2.7×10－10‎ ‎(2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张　②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩 ‎10．利用油膜法可以粗略的测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10－3 cm3‎ ‎，形成的油膜面积为S＝0.7 m2，油的摩尔质量为M0＝0.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：‎ ‎(1)油分子的直径是多少？‎ ‎(2)由以上数据可以粗略地测出阿伏加德罗常数NA是多少？先列出文字计算式，再代入计算，只要求保留一位有效数字．‎ 解析：已知油的摩尔质量为M0＝0.09 kg/mol，若求出一个油分子的质量m，即可根据NA＝求出阿伏加德罗常数，利用油膜法测分子的直径．‎ ‎(1)d＝＝ m ‎＝7.1×10－10 m.‎ 答案：(1)7.1×10－10 m ‎(2)NA＝　6×1023 mol－1‎ ‎11.测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法．‎ ‎(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，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观察油膜，如图4甲所示．坐标中每个小正方形方格的大小为2cm×2cm.由图可以估算出油膜的面积是______cm2，由此估算出油酸分子的直径是______m(保留一位有效数字)．‎ 图4‎ ‎(2)如图乙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(结果保留两位有效数字)．‎ 答案　(1)256　8×10－10　(2)9.4×10－10‎