備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第十五章熱學(xué)實(shí)驗(yàn)十九用油膜法估測(cè)油酸分子的大小

試驗(yàn)十九用油膜法估測(cè)油酸分子的大小1.關(guān)于“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”試驗(yàn)，下列選項(xiàng)正確的是A.A.將油膜看作單層分子薄膜，且不考慮油酸分子間的空隙B.利用畫有油膜輪廓的坐標(biāo)方格計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去全部不足一格的方格C.測(cè)一滴油酸酒精溶液的體積時(shí)，只需將其滴入量筒即可D.若油酸未完全散開，會(huì)使測(cè)出的分子直徑偏小解析將油膜看作單層分子薄膜，且不考慮油酸分子間的空隙，所以A正確；利用畫有油膜輪廓的坐標(biāo)方格計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去全部小于半格的方格，大于等于半格的算1格，所以B錯(cuò)誤；測(cè)一滴油酸酒精溶液的體積時(shí)，需接受累積法以減小誤差，所以C錯(cuò)誤；若油酸未完全散開，則測(cè)量的油膜面積會(huì)偏小，依據(jù)d＝VS2.在“用單分子油膜估測(cè)分子直徑”的試驗(yàn)中，勻整撒痱子粉有利于形成邊界清楚的油膜，便于記錄數(shù)據(jù).將體積為V的油酸酒精溶液滴在水面上，油膜充分散開后面積為S，溶液的濃度為η，則估算該分子的直徑為ηVS解析勻整撒下的痱子粉可以約束油膜表面的擴(kuò)張，形成邊界清楚的油膜.濃度為η、體積為V的油酸酒精溶液中，純油酸的體積為ηV，油酸分子的直徑等于油膜的厚度d＝ηVS3.油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用注射器吸取1mL油酸酒精溶液，把該溶液滴入燒杯內(nèi)，總滴數(shù)為50滴.若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤（已撒痱子粉）中，由于酒精溶于水，油酸在水面綻開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形態(tài)如圖所示.（以下計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（1）若每一小方格的邊長(zhǎng)為10mm，則油酸薄膜的面積約為8.0×10－3（7.8×10－3～8.2×10－3均可）m2.（2）每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為1.0×10－11m（3）依據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為1.3×10－9（或1.2×10－（4）為了盡可能精確地估測(cè)出油酸分子的大小，下列可行的措施是BD（填選項(xiàng)前的字母）.A.油酸酒精溶液的濃度適當(dāng)大一些B.油酸酒精溶液的濃度適當(dāng)小一些C.油酸擴(kuò)散后立即繪出輪廓圖D.油酸擴(kuò)散并待其收縮穩(wěn)定后再繪出輪廓圖解析（1）每個(gè)小方格的面積為S1＝（10mm）2＝1×10－4m2，面積超過(guò)小方格面積一半的小方格的個(gè)數(shù)約為80個(gè)，則油酸薄膜的面積約為S＝80S1＝80×10－4m2＝8.0×10－3m2.（2）每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V＝0.51000×50mL＝1.0×10－11（3）把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，則分子的直徑為d＝VS＝1.0×10－118.（4）為能形成單分子油膜，油酸酒精溶液的濃度應(yīng)適當(dāng)小些；繪制輪廓圖應(yīng)在油酸擴(kuò)散穩(wěn)定后進(jìn)行.故選B、D.4.在“用油膜法估測(cè)油酸分子大小”的試驗(yàn)中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.5mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液有80滴，把1滴該溶液滴入盛水的撒有爽身粉的淺盤中，待水面穩(wěn)定后，得到油酸薄膜的輪廓形態(tài)和尺寸如圖所示，圖中正方形格的邊長(zhǎng)為1cm，則可求得：（1）油酸薄膜的面積為71（69～73均可）cm2.（2）油酸分子的直徑為8.8×10－10（8.6×10－10～9.1×10－10均可）m（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）.（3）某同學(xué)試驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)偏大，可能是由于CD（填選項(xiàng)前的字母）.A.油膜中含有大量未溶解的酒精B.計(jì)算油膜面積時(shí)，錯(cuò)將全部不完整的方格作為完整方格處理C.計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了全部不足一格的方格D.水面上爽身粉撒得較多，油膜沒有充分綻開（4）利用單分子油膜法可以粗測(cè)分子大小和阿伏加德羅常數(shù).假如已知體積為V的一滴油酸在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油酸的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，則阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式為6MS3πρV3（5）本試驗(yàn)體現(xiàn)的物理思想方法為B（填選項(xiàng)前的字母）.A.限制變量法 B.志向模型法C.極限思維法 D.整體與隔離法解析（1）輪廓包圍的方格約為71個(gè)，故油酸薄膜的面積為S＝71×1×1cm2＝71cm2.（2）每滴溶液中含有純油酸的體積為V＝180×0.51000mL＝6.25×10－6mL，油酸分子的直徑為d＝VS＝8.8（3）假如油膜中含有大量未溶解的酒精，導(dǎo)致油膜的實(shí)際面積比統(tǒng)計(jì)面積小，計(jì)算時(shí)接受統(tǒng)計(jì)的油膜面積S偏大，由d＝VS可知，油酸分子直徑d的計(jì)算值將比真實(shí)值偏小，故A錯(cuò)誤；計(jì)算油膜面積時(shí)，假如錯(cuò)將全部不完整的方格作為完整方格處理，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)的油膜面積比實(shí)際面積大，油酸分子直徑的計(jì)算結(jié)果將偏小，故B錯(cuò)誤；假如計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了全部不足一格的方格，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)的油膜面積偏小，油酸分子直徑的計(jì)算結(jié)果將偏大，故C正確；假如水面上爽身粉撒得較多，油膜沒有充分綻開，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)的油膜面積比充分綻開的油膜面積小，