2024-2025學(xué)年新教材高中物理第一章分子動(dòng)理論2實(shí)驗(yàn)用油膜法估測(cè)油酸分子的大形后習(xí)題含解析新人教版選擇性必修第三冊(cè)

PAGE4-試驗(yàn):用油膜法估測(cè)油酸分子的大小課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.(2024上海高三一模)在“油膜法估測(cè)分子大小”的試驗(yàn)中,認(rèn)為油酸分子在水面上形成單分子層,且油酸分子是一個(gè)緊挨一個(gè)的球體,這體現(xiàn)的物理思想方法是()A.等效替代法 B.限制變量法C.志向模型法 D.累積法解析在油膜法估測(cè)分子大小的試驗(yàn)中,讓肯定體積的油酸滴在水面上形成單分子油膜,將油酸分子看作球形,認(rèn)為油酸分子是一個(gè)緊挨一個(gè)的,估算出油膜面積,從而求出分子直徑,這里用到的方法是志向模型法。C正確,A、B、D錯(cuò)誤。答案C2.(2024北京模擬)在用“油膜法測(cè)量油酸分子大小”的試驗(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)舍去全部不足一格的方格D.試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把痱子粉撒在水面上解析用油膜法只能粗略測(cè)量分子的大小,故A錯(cuò)誤;認(rèn)為油膜為單分子緊密排列的,因此單分子油膜的厚度就是油酸分子的直徑,所以油酸分子直徑等于純油酸體積除以相應(yīng)油膜面積,故B正確;在計(jì)算面積時(shí),超過(guò)半格的按一個(gè)格,不足半格的才舍去,故C錯(cuò)誤;試驗(yàn)時(shí)要先撒痱子粉,再滴油酸酒精溶液,故D錯(cuò)誤。答案B3.為了減小“用油膜法估測(cè)分子的大小”的試驗(yàn)誤差,下列操作正確的是()A.用注射器取1mL配制好的油酸酒精溶液,共可滴N滴,則每滴中含有油酸1NB.把淺盤(pán)水平放置,在淺盤(pán)里倒入一些水,使水面離盤(pán)口距離小一些C.先在淺盤(pán)中撒些痱子粉,再用注射器把油酸酒精溶液多滴幾滴在水面上D.試驗(yàn)時(shí)先將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體積,乘以其中油酸的體積濃度才是油酸的體積,A錯(cuò)誤;B項(xiàng)的做法是正確的;多滴幾滴能夠使測(cè)量形成油膜的油酸體積更精確些,但多滴以后會(huì)使油膜面積增大,可能使油膜這個(gè)不規(guī)則形態(tài)的一部分與淺盤(pán)的壁相接觸,這樣油膜就不是單分子油膜了,故C錯(cuò)誤;為了使油酸分子緊密排列,試驗(yàn)時(shí)先將痱子粉勻稱答案B4.某種油酸酒精溶液中油酸的體積百分比濃度為0.05%,50滴這種溶液的總體積為1mL,將1滴這樣的溶液滴在足夠大的水面上,酒精溶于水并很快揮發(fā),最終在水面上形成的油膜面積約為()A.103cm2 B.104cm2C.105cm2 D.106cm2解析1滴溶液中含純油酸的體積V=150×10-6×0.05%m3=1×10-11m3。分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10m,由V=Sd得S=Vd=10-1110-10m2=答案A5.(2024福建高三一模)在“用油膜法估測(cè)分子的大小”試驗(yàn)中,在玻璃板上描出一滴油酸酒精溶液形成的油膜輪廓,隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上,其形態(tài)如圖所示。坐標(biāo)紙上正方形小方格的邊長(zhǎng)為1.0cm,該油膜的面積是cm2。若一滴油酸酒精溶液中含有純油酸8×10-6mL,則油酸分子的直徑是m。

解析由圖可知,油膜輪廓的方格數(shù)約為90,則油膜的面積是90cm2;油分子直徑為D=VS=8×10-6×10-6答案908.9×10-10實(shí)力提升1.(多選)(2024上海高三二模)在“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的試驗(yàn)中,某小組發(fā)覺(jué)測(cè)得的分子直徑數(shù)據(jù)比其他組大許多,可能的緣由是()A.計(jì)算油膜面積時(shí),只計(jì)算了完整方格的數(shù)目B.水面上痱子粉撒得過(guò)多,導(dǎo)致油膜沒(méi)能充分綻開(kāi)C.將油酸酒精溶液的體積干脆當(dāng)作油酸的體積進(jìn)行計(jì)算D.測(cè)量每滴油酸酒精溶液體積時(shí),將29滴溶液錯(cuò)數(shù)成30滴解析計(jì)算油膜面積時(shí),只計(jì)算了完整方格的數(shù)目,導(dǎo)致S偏小,依據(jù)d=VS可知,測(cè)量值偏大,故A正確;水面上痱子粉撒得較多,油膜沒(méi)有充分綻開(kāi),則測(cè)量的面積S偏小,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大,故B正確;計(jì)算時(shí)把油酸酒精溶液當(dāng)成了純油酸,體積偏大,則d答案ABC2.在“用油膜法估測(cè)油酸分子大小”的試驗(yàn)中:(1)下列試驗(yàn)操作正確的是。

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.要將適量的痱子粉勻稱地撒在水面上D.滴入液滴時(shí)要使滴管離水面盡可能高一些(2)現(xiàn)有按酒精與油酸的體積比為m∶n配制好的油酸酒精溶液,用滴管從量筒中取體積為V的該種溶液,讓其自由滴出,全部滴完共N滴,把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤(pán)中,正確描繪出油膜的形態(tài)如圖所示,已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格面積為S。依據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出油酸分子直徑為d=。

(3)在測(cè)量溶液體積時(shí),滴數(shù)多數(shù)了幾滴,會(huì)使得測(cè)量結(jié)果比真實(shí)值偏。

解析(1)依據(jù)試驗(yàn)要求,知選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。(2)依據(jù)坐標(biāo)紙上油酸薄膜的輪廓,數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)為8(不足半個(gè)的舍去,多于半個(gè)的算一個(gè)),又因?yàn)樽鴺?biāo)紙上每個(gè)方格面積為S,則油膜面積為S0=8S。設(shè)油酸的體積為V酸,油酸酒精溶液的體積濃度為V1滴油酸酒精溶液的體積V滴=V1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V0=n則估算油酸分子直徑的表達(dá)式為d=V0(3)由上式可知,滴數(shù)多數(shù)了幾滴,N偏大,則d偏小。答案(1)C(2)nV8NS3.測(cè)量分子大小的方法有許多,如油膜法、顯微鏡法。(1)在“用油膜法估測(cè)分子大小”的試驗(yàn)中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取這種溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面達(dá)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淺盤(pán)中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜穩(wěn)定后,放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下視察油膜,如圖所示。坐標(biāo)格的正方形大小為2cm×2cm。由圖可以估算出油膜的面積是cm2(保留2位有效數(shù)字),由此估算出油酸分子的直徑是m(保留1位有效數(shù)字)。

(2)如圖所示是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個(gè)“量子圍欄”的照片。這個(gè)量子圍欄是由48個(gè)鐵原子在銅的表面排列成直徑為1.43×10-8m的圓周而組成的。由此可以估算出鐵原子的直徑約為m。(保留2位有效數(shù)字)

解析(1)數(shù)油膜的正方形格數(shù),大于半格的算一格,小于半格的舍去,估算出油膜的面積S=格數(shù)(65)×2cm×2cm=260cm2=2.6×102cm2。溶液體積濃度為11000每滴溶液體積為11002滴溶液中所