高考物理二轮复习专项突破题19热学实验（2份打包，解析版+原卷版，可预览）

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(二轮复习 名师经验)19热学实验-2021高考备考绝密题型专项突破题集1．(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)。
 (2)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的___。A．摩尔质量B．摩尔体积C．质量D．体积(3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是____。A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开【答案】：dacb    B    ACD    【解析】：(1)“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→计算油膜面积→计算分子直径。很显然操作先后顺序排列应是d、a、c、b。(2)设一个油酸分子体积为V，则由NA＝可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的摩尔体积，故B正确。(3)由可知，测量结果偏大有两个原因，一是体积比正常值偏大，二是面积比正常值偏小，故可能正确的说法是A、C、D，故选ACD。2．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，(1)以下几个主要的操作步骤相应要获得的实验数据是：①配制油酸酒精溶液时，必须记录并算出________。②用滴管取配制好的油酸酒精溶液，然后逐滴滴入量筒中，……这一步是为了测出________________。③用滴管将配制好的油酸酒精溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜的形状稳定后，……。这一步是为了测出___________。(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为________ m(结果保留1位有效数字)。【答案】：油酸酒精溶液的浓度    一滴油酸酒精溶液的体积    一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积    5×10－10    【解析】：(1) ①配制油酸酒精溶液时，必须记录并算出油酸酒精溶液的浓度。②用滴管取配制好的油酸酒精溶液，然后逐滴滴入量筒中，……这一步是为了测出一滴油酸酒精溶液的体积。③用滴管将配制好的油酸酒精溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜的形状稳定后，……。这一步是为了测出一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积。(2)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V＝×m3＝Sd其中S＝0.13 m2，故油酸分子的直径d＝＝5×10－10 m3．(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL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1 mL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，如图所示。坐标格正方形的大小为2 cm×2 cm，由图可以估算出油膜的面积是___________m2（保留两位有效数字），由此估算出油膜分子的直径是___________m（保留一位有效数字）。(2)某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能是由于___________。A．油酸分子未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．计算油膜面积时，舍去了所有不足半格的方格D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液滴数多计了10滴【答案】：2.4×10-2    8×10-10    AC    【解析】：(1)油膜面积的估算可以先数出油膜所覆盖的整个方格数，不足半个格的舍去，多于半个格的算1个格，再计算总面积，将油膜看成单分子层，先计算2滴溶液中所含油酸的体积，即为油膜的体积，再除以油膜面积即得分子直径。由图示油膜可知，油膜的面积S=60×2 cm×2 cm=240 cm2=2.4×10-2 m2；两滴油酸溶液含纯油酸的体积油酸分子的直径 。(2)由公式可知，d偏大，则可能油酸体积V偏大或油膜面积S偏小A.油酸分子未完全散开会造成S偏小，因此A正确；B.油酸中含有大量酒精，计算中已经算的是纯油酸的体积，因此不影响测量结果，B错误；C.计算油膜面积时，舍去了所有不足半格的方格测量面积偏小，C正确；D.求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液滴数多计了10滴，导致油酸体积变小，D错误，故选AC。4．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将6mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1 mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1 cm，则油酸膜的面积约为______m2（保留两位有效数字）。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为______m（保留两位有效数字）。【答案】：1.1×10-2    7.3×10-10    【解析】：油酸膜所占面积超过正方形一半的正方形个数为110个，则油酸膜的面积约为S＝110×1cm2＝1.1×10-2m2每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝mL＝8×10－6mL＝8×10-12m3把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，因此其直径为m＝7.3×10-10m5．在做用油膜法估测分子大小的实验中，酒精油酸的浓度约为每104mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm。试求：(1)油酸薄膜的面积是多少cm2？(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径是多少？【答案】:(1)106cm2；(2)8×10-6cm3；(3)7.5×10－10m【解析】：(1)根据题图中的轮廓，数出在油膜范围内的方格数为106个，则油酸薄膜的面积为S=106×1cm2=106cm2(2)由1mL溶液中有75滴可知，1滴溶液的体积为mL，又已知每104mL溶液中有纯油酸6mL，则1滴溶液中含纯油酸的体积为。(3)油酸分子直径6．在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上，油酸在水面上散开，形成单分子层油膜，现有按酒精与油酸的体积比为1：1配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个浅盘，一支滴管，一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴。用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示。(1)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是____________；A．有助于油酸的颜色更透明便于识别B．有助于测量一滴油酸的体积C．对油酸溶液起到稀释作用D．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓(2)已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去，则油膜面积为__________；(3)写出估算油酸分子直径的表达式____________。【答案】:C    8S        【解析】：(1)如果油酸不加稀释形成的油膜面积很大，不便于测量，油酸可以溶于酒精，因此酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用故选C(2)在围成的方格中，不足半个舍去，多于半个的算一个，共有8个方格，故油酸膜的面积为8S(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为油酸分子直径7．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用注射器将一滴油酸溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示。坐标纸上正方形小方格的边长为，该油酸膜的面积是_____；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是，则油酸分子的直径是_____m。（上述结果均保留一位有效数字）【答案】:        【解析】：在围成的方格中，不足半个舍去，多于半个的算一个，共有80个方格，故油酸膜的面积为油酸分子直径为8．在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到200mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到为止，恰好共滴了100滴；③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；⑤如图所示，将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为的方格纸上。（1）根据实验操作中的数据可知一滴油酸酒精溶液中所含的油酸为_____m3，油膜面积为_____m2，求得的油膜分子直径为_____m（此空结果取1位有效数字）。（2）若阿伏加德罗常数为NA（mol-1），油酸的摩尔质量为M（kg/mol），油酸的密度为ρ（kg/m3），则下列说法正确的是_____。A．1 kg油酸所含分子数为B．1 m3油酸所含分子数为C．1个油酸分子的质量为D．油酸分子的直径约为（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是_____。A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C．画油膜轮廓时，没等轮廓稳定下来就立刻画好D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开【答案】:            BC    AD    【解析】：(1) 一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为形成油膜的面积 考虑到实验误差，取值在之间都可以,油酸分子的直径 (2)  A．1 kg油酸的物质的量是 ，所含分子数为 ，故A错误；B．1 m3油酸的质量为ρkg，其物质的量为 ，所含分子数为，故B正确；C．因为NA个油酸分子的质量为M，所以1个油酸分子的质量为，故C正确；D．由已知条件只能求出一个油酸分子的体积，但油酸分子的直径不可以用体积开立方。故D错误,故选BC。(3) A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使得体积偏大，由可知，d会偏大，故A正确；B．计算油酸膜面积时，多于半个的算一个，不足半个的不计。如果错将不完整的方格作为完整方格处理。会使得面积偏大，由可知，d会偏小，故B错误；C．油膜在水面上先扩大再缩小，最后稳定。如果画油膜轮廓时，没等轮廓稳定下来就立刻画好，会使得面积偏大，由可知，d会偏小，故C错误；D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，会使得面积偏小，由可知，d会偏大，故D正确,故选AD。9．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为K，N滴溶液的总体积为V。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓，如图所示，测得油膜占有的正方形小格数为Y。（1）用以上字母表示油膜的面积为________。（2）用以上字母表示一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为______。（3）油酸分子直径约为______。【答案】:            【解析】：（1）每一滴油酸酒精溶液所形成的油膜的面积为（2）由题意可知，一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为（3）油膜的厚度，即为油酸分子的直径为10．在课本上粗测油酸分子的大小的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器量得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL，油酸膜的面积是________cm2，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m。【答案】:5×10－6    65    7.7×10－10    【解析】：一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝×mL＝5×10－6mL由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm2 ，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出65格，则油酸薄膜面积为S＝65cm2由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为D＝＝m＝7.7×10－10m11．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_____________；(2)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________mL，油酸膜的面积是_________________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是____________nm。（结果均保留三位有效数字）【答案】:④②①⑤③        40.0    1.25    【解析】：(1)实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积，实验操作时要在浅盘放水、痱子粉，为油膜形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜面积，计算油膜厚度，则正确的顺序是④②①⑤③(2)1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，则油酸薄膜面积为由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为12．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸 6mL，用注射器测得 1mL 上述溶液有 75 滴，把 1 滴该溶液 滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用 笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其 形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为 2cm，(1)下列有关该实验的说法正确的（____）A．本实验也可直接将纯油酸滴水面上测量 B．本实验将油膜看成单分子油膜C．本实验忽略了分子的间隙D．测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，全部舍去(2)该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为_____m3 ；油酸膜的面积是_____cm2；按以上实验数据估测出油酸分子的直径为_____m（保留一位有效数字）；(3)油酸酒精溶液滴入浅盘的水中后，迅速用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后根据测量的数据算出分子直径，结果将______。（偏大、偏小、不变）【答案】:BC        2.88×10-2        偏大    【解析】：(1)A．因为纯油酸所含分子量太大，造成无法形成单分子层油膜，故A错误；BC． 测算分子的直径时，必须假设的前提是将油分子看成球形分子，忽略分子的间隙，并且把油膜看成单分子油膜，故BC正确；D． 测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，超过半格的算一格，不够半格的舍去，故D错误,故选BC。(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积面积超过正方形一半的正方形的个数为72个，则油酸膜的面积约为S=72×2×2cm2=2.88×10-2m2把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径(3)油酸酒精溶液滴入浅盘的水中后，迅速用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，导致油酸分子未完全散开，导致测量的面积偏小，直径偏大。13．物体是由大量分子组成的，分子非常微小。在“用油膜法估测分子的大小”的实验中利用油酸能在水面上铺开，会形成厚度为一个分子的表面膜的特性，将微观量的测量转化为宏观量的测量。(1)实验中，如果油酸酒精溶液体积浓度为b，N滴油酸酒精溶液的总体积为V，如果1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S，则估算油酸分子直径大小的表达式为d=______。(2)实验中，把玻璃板盖在浅盘上描出油酸膜的轮廓，如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是______ cm2已知油膜酒精溶液中油酸浓度为0.04%，100滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2mL，则油酸分子的直径为_____m。（结果均保留两位有效数字）(3)同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________。A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开【答案】:    60    8.0×10-10    ACD    【解析】：(1)纯油酸体积为：油膜面积为：S，油酸分子直径(2)油膜的面积可从方格纸上得到，所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去，图中共有60个方格，故油膜面积为：S=nS0=60×1cm×1cm=60cm2每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是：油酸分子的直径：(3)同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，根据以上分析可知出现这种结果的原因可能是公式中的体积偏大或计算的油膜的面积偏小的原因：A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，V偏大，故A正确；B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则油膜的面积偏大，故B错误；C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则油膜的面积偏小，故C正确；D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜的面积偏小，故D正确。故选：ACD；14．用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀的撒入痱子粉B．将纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积（坐标纸中正方形小方格的边长为）D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径（1）上述步骤中，正确的顺序是________（填步骤前的字母）。（2）如图所示为描出的油膜轮廓，油膜的面积约为______。（3）已知50滴溶液的体积为，估算油酸分子的直径约为__________（保留两位有效数字）。【答案】：BDAECF    0.022    4.5×10-10    【解析】：（1）上述步骤中，正确的顺序是BDAECF。（2）根据描出的油膜轮廓，计算得出共有55格，则油膜的面积约为55×4cm2=0.022m2。（3）1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为油酸分子的直径约为15．（1）油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，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，稳定后形成的油膜的形状如图所示甲。若每一小方格的边长为20 mm，试问：这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，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直径．图中油酸膜的面积为________m2；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m．(计算结果保留两位有效数字)（2）实验中痱子粉的作用是________________________．实验中出现如图乙所示的油膜形状（痱子粉开裂），原因是_____________________________.【答案】：单分子    （2.0～2.4）×10－2    （5.0～6.0）×10－10    界定油膜大小的边界    痱子粉过厚    【解析】：(1)油膜法测分子直径的原理：①把分子理想成球形 ② 认为分子一个挨一个紧密排列在一起  ③ 认为油膜分子排列成一单分子层；所以形成的油膜可视为单分子油膜；计算油膜面积时过小方格数，面积不足半个方格面积的舍去，大于半格方格面积的算为1个，方格个数56个，1个方格面积为400mm2，总的面积为滴入油酸溶液中油酸的体积为则油酸分子直径(2)实验中痱子粉的作用是界定油膜大小的边界，显示油膜面积大小；实验中出现如图乙所示的油膜形状（痱子粉开裂），原因是痱子粉过厚，油酸分子不能很好的展成一单分子层。