高中物理2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小巩固练习

这是一份高中物理2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小巩固练习，共5页。试卷主要包含了7×10-4 m，5×10-10等内容，欢迎下载使用。
第一章分层作业2　实验:用油膜法估测油酸分子的大小A级 必备知识基础练1.在用油膜法测量油酸分子大小的实验中,下列说法正确的是(　　)A.用油膜法可以精确测量分子的大小B.油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜的面积C.计算油膜面积时,应舍去所有不足一格的方格D.实验时应先将1滴油酸酒精溶液滴入水面,再把爽身粉撒在水面上2.(2023山东菏泽高二期末)在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中:(1)取0.1 mL纯油酸配制成250 mL油酸酒精溶液,用注射器针头把该溶液逐滴滴入量筒,直到量筒达到1.0 mL为止,恰好共滴了100滴。则1滴该溶液中含有的纯油酸体积为　　　　 m3。 (2)甲、乙、丙、丁四位同学分别在四个实验小组做实验,但都存在操作错误或不规范现象。A.甲在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些。则这样测得的分子直径　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)实际值。 B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上,这个拿错的注射器的针头比原来的粗,每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大。则这样测得的分子直径　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)实际值。 C.丙在计算油膜面积时,把凡是半格左右的油膜都算成了一格,导致计算的面积比实际面积大一些。则这样测得的分子直径　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)实际值。 D.丁在实验过程中选用较小的浅盘,导致油酸分子不能充分扩散。则这样测得的分子直径　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)实际值。 3.在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中,有油酸和酒精按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中,还有一个盛有水的浅盘、一支滴管、一个量筒、爽身粉、带方格的玻璃板等。(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液,读出油酸酒精溶液的体积V。(2)将爽身粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴1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,膜上没有爽身粉,可以清楚地看出油膜轮廓。(3)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如图所示,则油膜面积为　　　　(已知每个小方格面积为S)。 (4)估算油酸分子的直径的表达式d=　　　　　　(用题目中字母表示)。 B级 关键能力提升练4.(多选)在做用油膜法估测分子大小的实验中,所用的油酸酒精溶液为1 000 mL溶液中有纯油酸2 mL,用量筒测得1 mL上述溶液为100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并稳定后,油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中小方格的边长为2 cm,油膜所占方格数约为75个,下列说法正确的是(　　)A.此实验把分子看成球体B.可以估算出油膜的面积约为0.06 m2C.每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积约为2×10-11 m3D.估算出油酸分子的直径约为6.7×10-4 m5.(2023广东广州高二期末)某实验小组在做用油膜法估测油酸分子的大小实验时,测算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后,完成相关实验操作。试问:(1)该小组进行下列实验操作,请将它们按操作先后排序:　　　　(用字母符号表示)。 (2)(多选)某同学在做该实验时,计算结果明显偏大,其原因可能是　　　　。 A.计算油膜面积时所有不足一格的方格全部按满格计数B.用注射器测得1 mL溶液有N滴时数成了(N-1)滴C.爽身粉太薄使油酸边界不清,导致油膜面积测量值偏大D.未等爽身粉完全散开,就在玻璃片上描绘了油膜轮廓(3)(多选)在本实验中,做了一些理想化假设,下列说法正确的是　　　　。 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.在浅盘水面内均匀撒痱子粉的厚度刚好等于分子直径6.小明同学在做用油膜法估测油酸分子的大小的实验。(1)与实验中“将油酸分子看成球形”采用的方法相同的是　　　　。 A.引入“质点”的概念B.“瞬时速度”的定义C.探究力的平行四边形定则的实验D.探究加速度与力、质量的关系的实验(2)小明进行了以下操作: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用注射器将1滴配好的油酸酒精溶液滴入量筒中,记下量筒内1滴油酸酒精溶液的体积;③往浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;④在水面上滴入1滴油酸酒精溶液,待其散开稳定,将油膜形状用彩笔描绘在玻璃板上;⑤将玻璃板放在坐标纸上,通过数玻璃板上薄膜包围的方格个数,不足半格的舍去,多于半格的算1个,坐标纸上有面积为1 cm2的方格,算出油酸薄膜的面积S。上述操作步骤需改正1处错误:(写出有问题步骤的序号并纠正错误)  　。 (3)若溶液中油酸体积浓度为0.06%,1滴溶液的体积为1.25×10-2 mL,其形成的油膜面积为100 cm2,则估测出油酸分子的直径为　　　　 m。(结果保留两位有效数字) (4)(多选)小明最终得到的计算结果比大部分同学的结果偏大,对出现这种结果的原因,下列说法可能正确的是　　　　。 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.计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整的方格处理C.水面上爽身粉撒得较多,油膜没有充分展开D.计算油膜面积时,只读了完整的方格数
分层作业2　实验:用油膜法估测油酸分子的大小1.B　用油膜法只能粗略测量油酸分子的大小,故A错误;认为油膜是单分子紧密排列的,因此单分子油膜层的厚度就是油酸分子的直径,所以油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜的面积,故B正确;在计算面积时,超过半格的按一个格,不足半格的舍去,故C错误;实验时要先撒爽身粉,再滴油酸酒精溶液,故D错误。2.答案 (1)4×10-12　(2)大于　小于　小于　大于解析 (1)依题意,可得1滴该溶液中含有的纯油酸体积为V0=×10-6m3=4×10-12m3。(2)甲同学因不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些,这样算出的油酸体积比实际偏大,根据d=可知油酸分子直径的计算结果大于实际值;乙同学由于拿错的针管比原来的粗,实际滴入的纯油酸变多,则在水面上形成的油膜面积变大,而一滴油酸酒精溶液的体积还是按照之前注射器计算的话,根据d=可知测得的分子直径小于实际值;丙同学把凡是半格左右的油膜都算成了一格,则计算的面积比实际面积大,根据d=可知油酸分子直径的计算结果小于实际值;丁同学在实验过程中选用较小的浅盘,导致油酸分子不能充分扩散,不能形成单分子油膜,使得测定的油膜面积偏小,根据d=可知油酸分子直径的计算结果大于实际值。3.答案 (3)112S　(4)解析 (3)计算油膜面积时,将大于半个的方格算一个,不足半个的舍去,可得112个方格,所以油膜面积为112S。(4)依题意,1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V油酸=油酸分子直径的表达式为d=。4.AC　此实验把分子看成球体,A正确;小方格的边长为2cm,油膜所占方格数约为75个,故油膜的面积约为S=(2×10-2)2×75m2=0.03m2,B错误;每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积约为V=mL=2×10-5mL=2×10-11m3,C正确;油酸分子的直径约为d=m=6.7×10-10m,D错误。5.答案 (1)CDBA　(2)BD　(3)AB解析 (1)用油膜法估测油酸分子的大小实验中先把爽身粉均匀撒到水面上,再用注射器取一定的溶液,然后滴1滴到水中,待油膜形状稳定后,再盖上玻璃板,用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓,把坐标纸铺在玻璃板上,故顺序为CDBA。(2)计算油膜面积时所有不足一格的方格全部按满格计数,根据d=,计算出的结果偏小,故A错误;用注射器测得1mL溶液有N滴时数成了(N-1)滴,每滴溶液的体积计算结果偏大,根据d=可知直径计算结果偏大,故B正确;油膜面积测量值偏大,根据d=可知直径的测量值偏小,故C错误;未等爽身粉完全散开,就在玻璃板上描绘了油膜轮廓,测得油膜的面积偏小,根据d=可知直径计算结果偏大,故D正确。(3)该实验中的理想化假设是把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜,不需要考虑分子间隙,A正确,C、D错误;把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子,将油酸分子视为球体模型,B正确。6.答案 (1)A(2)②,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,记下量筒内增加一定油酸酒精溶液的体积时的滴数,由此计算出1滴油酸酒精溶液的体积(3)7.5×10-10(4)ACD解析 (1)实验中“将油酸分子看成球形”采用的方法是理想模型法,引入“质点”的概念属于理想模型法,“瞬时速度”的定义是采用了极限思想,探究力的平行四边形定则的实验是采用了等效替代法,探究加速度与力、质量的关系的实验是采用了控制变量法。故选A。(2)步骤②,1滴油酸酒精溶液体积太小,无法用量筒直接读出,应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,记下量筒内增加一定油酸酒精溶液的体积时的滴数,由此计算出1滴油酸酒精溶液的体积。(3)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V=0.06%×1.25×10-2cm3=7.5×10-6cm3,油酸分子的直径为d=cm=7.5×10-10m。(4)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,导致体积V偏大,则计算结果偏大,故A正确;计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理,导致油膜面积S偏大,则计算结果偏小,故B错误;水面上爽身粉撒得较多,油膜没有充分展开,导致油膜面积S偏小,则计算结果偏大,故C正确;计算油膜面积时,只读了完整的方格数,导致油膜面积S偏小,则计算结果偏大,故D正确。