鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第2节 科学测量:用油膜法估测油酸分子的大小测试题

1.2科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小基础巩固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．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

2．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

3．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

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．体积为10－4 cm3的油滴，滴在水面上散开成一单分子油膜层，则油膜面积的数量级为（    ）

A．102 cm2 B．104 cm2 C．106 cm2 D．108 cm2

6．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，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．把痱子粉均匀地撒在水面上，测出其面积

B．取油酸一滴，滴在撒有均匀痱子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，滴在撒有均匀痱子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痱子粉的水面上后，要立即描绘油酸在水面上的轮廓

7．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，配制出的油酸酒精溶液，每一升该溶液含有升的纯油酸，上述溶液的n滴的体积为V。把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，测出油膜面积为S，则该油酸分子的直径为（　　）

A． B． C． D．

8．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸5 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里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，已知坐标中正方形方格的边长为 1 cm，油膜面积约有118格。则油膜分子直径最接近（　　）

A．5×10-10m B．4×10-8m C．5×10-9m D．1×10-8m

9．用油膜法估测分子直径的实验中，下列说法正确的是（　　）

A．在滴入溶液前，应先把痱子粉撒在水面上，而且应尽量多撒一点

B．可以用带刻度的注射器直接测量一滴溶液的体积

C．若测得一滴溶液的体积为V，油膜的面积为S，则油酸分子的直径为

D．根据测得的油酸分子的直径结合阿伏伽德罗常数和油酸的密度可估算油酸的摩尔质量

10．在“用油膜法估测分子直径大小”实验中，某同学测得到油酸分子直径的结果明显偏小，可能是由于（　　）

A．油酸酒精溶液中含有大量酒精

B．油酸在水面未完全散开

C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了几滴

11．关于用油膜法估测油酸分子大小的实验，下列说法正确的是（　　）

A．油酸分子实际上就是球形，算出来的结果就是直径

B．估算法是没有科学意义的

C．用同一溶液做实验，得出的结果有差别，只要数量级正确，就都是正确的

D．也可以将油酸不稀释而直接滴入浅盘中

12．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验中有下列实验步骤：

①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约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。

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。

③将画有油膜形状的玻璃板平放在方格纸上，计算出油膜的面积。

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，然后用彩笔将油膜的形状描绘在玻璃板上。

已知某同学将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液并测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。该同学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。关于上述步骤中正确的顺序编号及估算出的油酸分子直径，下列选项正确是（　　）

A．④②①⑤③， 5×10－10 m B．④①②⑤③， 8×10－10 m

C．④①②⑤③， 5×10－10 m D．④②①⑤③， 8×10－10 m

13．关于分子动理论，下列说法中正确的是（   ）

A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉

B．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹

C．图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0开始增大时，分子力先变小后变大

D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高

14．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

15．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小，可能是由于（　　）

A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开

B．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理

C．将油酸酒精溶液的体积误当成纯油酸的体积

D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了10滴

二、填空题

16．将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的溶液，已知1cm3溶液有50滴。将一滴溶液滴在水面上，由于酒精溶于水，油酸在水面上形成单分子薄层，测得薄层面积为0.2m2。由此可估算出油酸分子的直径为___________m。（保留一位有效数字）

17．在做“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体积浓度为，又用滴管测得每滴这种油酸酒精溶液的总体积为，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上，测得油膜占有小正方形个数为。用以上字母表示油酸分子直径的大小 _______。

18．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_____．

19．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中：

（1）该实验中的理想化假设是___________。

A．将油膜看成单层分子油膜    B．不考虑各油酸分子间的间隙

C．不考虑各油酸分子间的相互作用力    D．将油酸分子看成球形

（2）（单选）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________。

A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓

B．对油酸溶液起到稀释作用

C．有助于测量一滴油酸的体积

D．有助于油酸的颜色更透明便于识别

（3）现用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板放在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓，如图所示，图中正方形小方格的边长为，该油酸膜的面积是___________（保留3位有效数字），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__________（保留1位有效数字）。

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．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，一滴油滴的体积非常小，但采用累积法可以测出油滴的体积。请同学们回想一下，在初中物理课中，我们是如何用毫米刻度尺，采用累积法（或叠加法）测量课本纸张的厚度与细线的直径的，其方法与用油膜厚度来确定分子大小的方法相比较，有什么异同？

22．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，有两个非常巧妙的设计，请你借鉴这两个设计思路，完成以下实验：

(1)现需要在一个烧杯中倒入食盐供以后做实验用，但现有的电子秤最小只能称的质量，怎么办？请定量地具体说明操作的步骤。

(2)有一小捆粗细均匀的细铁丝，要较精确地测量细铁丝的横截面积，你认为应该怎样测量？说出所需的器材和测量方法。

23．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的体积分数为0.05%，用小量筒测得180滴该溶液约为3mL。现把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将带有网格线的透明塑料盖板放在浅盘上，用彩笔在塑料盖板上描出油膜的轮廓，其形状和尺寸如图所示。塑料盖板上的小方格边长为1cm，试求：

（1）油酸膜的面积；

（2）1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；

（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径。（上述计算结果均保留2位有效数字）

参考答案

1．B

2．D

3．B

4．D

5．B

6．C

7．D

8．A

9．D

10．D

11．C

12．C

13．D

14．C

15．B

16．

17．

18．8×10﹣6    8×10﹣10m   

19．ABD    B           

20．

21．

相同点：单个油滴分子展开的面积和纸张的厚度都很小，都是用累计法测量，把油膜分子和纸张之间都看成没有间隙；

不同点：油膜分子的直径不能直接测得，是测量大量油膜分子展开后的面积和油膜的体积通过公式计算，而测量纸张厚度可直接测出的是纸张的厚度。

22．

(1)①用电子秤称取1g食盐，②将此食盐在量筒中加水溶解至100ml，③用细管取1ml溶液至蒸发皿，加热，待水蒸发完后，得到的食盐就是0.01g。

(2)器材：刻度尺、水、量筒、一段金属丝（5m左右）。

测量方法：①用刻度尺测出金属丝的长度 ，②将金属丝浸入盛有一定量水的量筒中，记录体积变化量，③根据体积公式得出金属丝的横截面积为 。

23．（1）；（2）；（3）