高中鲁科版 (2019)第2节 科学测量:用油膜法估测油酸分子的大小同步练习题

1.2科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．在测定分子大小的油膜实验中，下面的假设与该实验无关的是（ ）

A．油膜中分子沿直线排列

B．油膜为单层分子且都是球形

C．分子是一个挨一个排列，它们间的间隙可忽略

D．油膜的体积等于总的分子体积之和

2．某种油酸酒精溶液中油酸的体积百分比浓度为0.05%，50滴这种溶液的总体积为1 mL，将1滴这样的溶液滴在足够大的水面上，酒精溶于水并很快挥发，最后在水面上形成的油膜面积约为（　　）

A．103 cm2 B．104 cm2

C．105 cm2 D．106 cm2

3．为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差，下列方法可行的是（　　）

A．用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积V1，则每滴油酸酒精溶液的体积V2=

B．用浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些

C．先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴4滴在水面上

D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形

4．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　）

A．实验时应先将油酸酒精溶液滴入水中，再将痱子粉撒在水面上

B．实验时可观察到油膜的面积一直扩张直至面积稳定

C．实验中待油膜面积稳定后，用刻度尺测量油膜的面积

D．计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积

5．在用油膜法估测分子大小的实验中，已知识纯油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，一滴油酸溶液中含纯油酸的质量为m，一滴油酸溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏伽德罗常数为NA．以上各量均采用国际单位制，对于油酸分子的直径和分子数量有如下判断，其中正确的是（       ）

①油酸分子直径d=          ②油酸分子直径d=

③一滴油酸溶液中所含油酸分子数n=

④一滴油酸溶液中所含油酸分子数n=

A．①和③ B．①和④ C．②和④ D．②和③

6．利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是（　　）

A．一滴油酸的体积和它的密度

B．一滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积

C．一滴油酸的质量和它的密度

D．一滴油酸形成油膜的厚度和它的密度

7．用油膜法估测分子大小的实验中，下列操作错误的是（　　）

A．将痱子粉均匀地撒在水面上

B．滴入液滴时，滴管下端应靠近水面

C．待油酸薄膜形状稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状

D．向量筒中滴5滴溶液，测出5滴溶液的体积，算得1滴溶液的体积

8．关于“用油膜法估测分子直径”的实验，下列说法正确的是（　　）

A．将一滴纯油酸滴入水槽中，并用笔快速描绘出油膜的边界

B．计算油膜面积时，把所有不足一格的方格都看成一格

C．用一滴油酸酒精溶液的体积，除以单分子油膜面积，可得油酸分子直径

D．用一滴油酸酒精溶液的体积乘以溶液浓度，除以单分子油膜面积，可得油酸分子直径

9．对热现象的认识和应用，下列说法正确的是（　　）

A．晶体的导热性能一定是各向异性

B．空气相对湿度越大时，暴露在空气中的水蒸发的越慢

C．要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可在高温条件下利用分子的布朗运动来完成

D．“油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积

10．关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列实验操作正确的是（　　）

A．将纯油酸直接滴在水面上

B．水面上撒的痱子粉越多越好

C．待水稳定后再将痱子粉均匀撒在水面上

D．用试管向水面倒酒精油酸溶液少许

11．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列实验操作会让测量结果偏大的是（　　）

A．配制好油酸酒精溶液置于敞口容器中一段时间，再使用该溶液进行实验

B．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积时多数了一滴

C．在水面上撤的痱子粉偏多

D．在计算油膜面积时，把不满一格的油膜都算成了一格

12．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某小组发现测得的分子直径数据比其他组大2-3个数量级，不可能的原因是（　　）

A．计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目

B．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开

C．将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积进行计算

D．测量每滴油酸酒精溶液体积时，将31滴溶液错数成32滴

13．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，配制好适当比例的油酸酒精溶液，用注射器和量筒测得1mL含上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测出油膜的面积，便可算出油酸分子的直径。某同学计算出的油酸分子的直径结果明显偏大，可能的原因是（　　）

A．油酸未完全散开

B．油酸中含有大量酒精

C．计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格

D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了几滴

14．某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22m2的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干，已知分子直径数量级为10－10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为（　　）（保留两位有效数字）

A．.1‰ B．.2‰ C．.3‰ D．.4‰

15．下列哪项不是油膜法粗略测定分子直径的实验基础（　　）

A．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度

B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜

C．油滴扩散为油膜时体积不变

D．油酸分子有着复杂的内部结构

二、填空题（共4题）

16．某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精若干.已知分子直径数量级为10－10 m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为________‰(保留两位有效数字).

17．在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL溶液中有6mL油酸，用滴管测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，测得其表面积为100cm2，则1滴油酸溶液中含油酸的体积是_____mL，油酸分子的直径是_____．

18．用油膜法估测分子的大小。

①下面给出的实验步骤中，正确排序应为___________。（填序号）

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0.1%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液的滴数N

C．将画有油酸薄膜轮廊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约为M个，算出油酸薄膜的面积

D．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.1%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴

②利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为_____________。

19．利用油膜法估测油酸分子的大小，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、盛有适量清水的规格为30 cm×40 cm的浅盘、爽身粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。

（1）下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C。

A．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油酸酒精溶液时的滴数N；

B．将爽身粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到稳定时油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；

C．_____________________________________________________________；

D．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）用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小________（单位：cm）。

三、综合题（共4题）

20．油膜法估测分子大小的实验中，某实验小组用1 mL的油酸配置了500 mL的油酸酒精溶液，用滴管、量筒测得100滴油酸酒精溶液体积为1 mL，某同学查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量，密度为，取，求一滴油酸溶液中的油酸分子数目N．（结果保留两位有效数字）

21．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量，密度。若100滴油酸的体积为1mL，则一滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取，球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字）

22．取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄膜，测出这一薄膜的面积为0．2m2，已知油酸分子的直径为5×10 －10m，1 cm3的油酸酒精溶液有50滴，试估算原油酸酒精溶液的体积浓度（×100%）．

23．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kgmol－1，密度ρ=0.895×103kgm－3。若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取NA=6.02×1023mol﹣1结果保留一位有效数）

参考答案：

1．A

2．A

3．B

4．D

5．C

6．B

7．D

8．D

9．B

10．C

11．C

12．D

13．A

14．A

15．D

16．1.1

17．     8×10﹣6     8×10﹣10m

18．     BDAC    

19．     待薄膜轮廓稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上    

20．

21．1×102m2

22．

23．10m2