2021-2022年高中物理人教版（2019）选修三实验：用油膜法估测分子的大小

实验:用油膜法估测油酸分子的大小

一、选择题

1.(多选)用油膜法估测油酸分子的大小的理想条件是(　　)

A.将油酸分子看成球体

B.考虑各油酸分子间的间隙

C.认为油酸分子是紧密排列的

D.计算油膜的面积时,舍去所有不足一格的方格

2.利用油膜法估测油酸分子的直径,需要知道(　　)

A.一滴油酸的质量和体积

B.一滴油酸的质量和密度

C.一滴油酸的体积和密度

D.一滴油酸的体积和单层分子油膜的面积

3.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油酸在水面上尽可能散开,测得油膜的轮廓形状如图所示。图中每个小正方形的边长均为1 cm,下列说法不正确的是(　　)

A.实验时将油酸分子看成球体

B.实验时不考虑各油酸分子间的间隙

C.使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜

D.该实验测出油酸分子的直径约是6.5×10-8 m

4.用油膜法估测油酸分子的大小实验中,纯油酸体积为V,在水面上形成近似圆形的单层分子油膜,油膜直径为d,则油酸分子直径大小约为(　　)

A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.

5.在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好浓度（单位体积溶液中含有纯油酸的体积）为η的油酸酒精溶液，并得到1滴油酸酒精溶液的体积为V用注射器在撒有均匀痱子粉的水面上滴l滴油酸酒精溶液，在水面上形成油酸薄膜，待薄膜形状稳定后测量出它的面积为S.关于本实验，下列说法正确的是（   ）           

A. 水面形成的油酸薄膜的体积为V

B. 撒痱子粉是为了便于确定出油酸薄膜的轮廓
C. 根据 可以估测油酸分子的直径                D. 根据 可以估测油酸分子的直径

6.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，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30滴

7.(多选)关于用油膜法估测分子直径的实验,下列说法正确的是(　　)

A.将油膜看成单分子油膜 

B.不考虑各油酸分子间的间隙

C.考虑了各油酸分子间的间隙 

D.将油酸分子看成球形

8.用油膜法测量油酸分子的直径,需要知道(　　)

A.油酸的质量和体积 

B.油酸的质量和密度

C.油酸的体积和密度 

D.油酸的体积和单层分子油膜的面积

9. (多选)某同学在“用油膜法估测分子的大小”实验中,计算结果明显偏大,可能是由于(　　)

A.油酸未完全散开

B.油酸中含有大量的酒精

C.计算油膜面积时舍去了所有不足一个的方格

D.求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数多记了10滴

10.用单分子油膜法测出油酸分子(视为球形)的直径后,若要计算阿伏伽德罗常数,还需要的物理是(　　)

A.油酸的体积 B.油酸的质量

C.油酸的摩尔体积 D.油酸的摩尔质量

二、实验题

11. (1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,下列说法或操作正确的是(　　)

A.将油膜看作单分子层薄膜,并不考虑油酸分子间的间隙

B.将油酸分子看成球形

C.在量筒中只滴入一滴油酸酒精溶液,测出它的体积

D.若撒入水中的爽身粉太多,会使油酸未完全散开,从而使测出的分子直径偏小

(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,通过计算得到一滴溶液的体积为8.0×10-3 mL,其形成的油膜面积为40 cm2,则估测出油酸分子的直径为　　　　m。(计算结果保留两位有效数字) 

12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,能将油膜的厚度近似认为等于油酸分子的直径,下列措施可行的是(　　)

A.把爽身粉均匀地撒在水面上,测出其面积

B.取油酸一滴,滴在撒有均匀爽身粉的水面上形成面积尽可能大的油膜

C.取油酸酒精溶液一滴,滴在撒有均匀爽身粉的水面上形成面积尽可能大的油膜

D.把油酸酒精溶液滴在撒有均匀爽身粉的水面上后,要立即描绘油酸在水面上的轮廓

13. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL。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。若每一小方格的边长为25 mm,试问:

(1)实验中将油酸分子看成是球形的,所采用的方法是　　　　; 

A.等效替代法　　　　　　　　B.控制变量法

C.理想模型法　　　　　　　　D.比值定义法

(2)某学生实验计算结果明显偏大,下列说法不正确的是　　　　; 

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,舍去了所有不足一格的方格

D.求每滴溶液的体积时,1 mL的溶液的滴数少计了10滴

(3)根据上述数据,一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　m3;估测出油酸分子的直径是　　　　m(结果保留一位有效数字)。 

14.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,用a mL的纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液,再用滴管取1 mL油酸酒精溶液,让其自然滴出,共n滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内,待油膜充分展开后,测得油膜的面积为S cm2,则:

(1)估算油酸分子的直径是　　　　cm。 

(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,还需要知道油酸的　　　　。 

A.摩尔质量　　B.摩尔体积　　C.质量　　D.体积

15. (1)用油膜法估测油酸分子的大小时有如下步骤:

A.将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔画在玻璃板上;

B.将油酸和酒精按一定比例配制好;

C.向浅盘中倒入约2 cm深的水;

D.把油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中,当体积达到1 mL时记下滴入的滴数,算出每滴液滴的体积;

E.向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉(或爽身粉);

F.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,直至薄膜形状稳定;

G.把玻璃板放在方格纸上,计算出薄膜的面积;

H.计算出油膜的厚度L=。

把以上各步骤按合理顺序排列如下:　　　　　GH。 

(2)若油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL,用注射器测得1 mL上述溶液有液滴75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,最后油膜的形状和尺寸如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm,则:

①油膜的面积是　　　　m2; 

②一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　m3; 

③按以上数据,估测出油酸分子的直径是　　　　m。(结果保留两位有效数字)

16.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,按照纯油酸与酒精的体积比为m∶n配制油酸酒精溶液,用注射器滴取该溶液,测得k滴溶液的总体积为V,将一滴溶液滴入浅盘,稳定后将油膜轮廓描绘在坐标纸上,如图所示。已知坐标纸上每个小正方形的边长为a。

(1)油膜的面积为　　　　; 

(2)油酸分子的直径为　　　　　　　　; 

(3)在测量溶液体积时,滴数多数了几滴,会使得测量结果比真实值偏　　　　(填“大”或“小”)。 

17.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中:

(1)已知一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V油酸,配制的油酸酒精溶液中,纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL溶液滴250滴,那么1滴溶液的体积是　　　　mL,一滴溶液中纯油酸的体积为V油酸=　　　　cm3。 

(2)若实验中测得结果如下表所示,请根据所给数据填写出空白处的数值,并与公认的油酸分子长度值L0=1.12×10-10 m比较,判断此实验结果　　　　(填“符合”或“不符合”)数量级的要求。 

18.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.5 mL,用注射器测得1 mL上述

溶液有80滴,把1滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm,则可求得:

(1)油酸薄膜的面积是　　　　cm2。 

(2)油酸分子的直径是　　　　m。(结果保留两位有效数字) 

(3)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S,这种油酸的密度为ρ,摩尔质量为M,则阿伏加德罗常数的表达式为　　　　。 

(4)某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大,可能是由于　　　　。 

A.油膜中含有大量未溶解的酒精

B.计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理

C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格

D.水面上爽身粉撒得较多,油膜没有充分展开