高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小习题

1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，用到了“数格子”的方法，这是为了估算（   ）

A．一滴油酸的体积 B．一滴油酸的面积

C．一个油酸分子的体积 D．一个油酸分子的面积

2．下列哪一组物理量，可以估算出一团气体中分子间的平均距离

A．该气体的密度、体积和摩尔质量

B．阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和质量

C．阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和密度

D．阿伏伽德罗常数、该气体的质量和体积

3．在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法中正确的是（       ）

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．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上

4．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，还需要的物理量是（　　）

A．油滴的体积

B．油滴的质量

C．油酸的摩尔体积

D．油酸的摩尔质量

5．如图所示为一个防撞气包，包内气体在标准状况下体积为336 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积V0=22.4 L/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1，求气包内气体在标准状况下每个分子所占的体积（　　）（结果均保留两位有效数字）。

A．3.0×10-26 m3 B．3.7×10-25 m3 C．3.7×10-26 m3 D．3.7×10-27 m3

6．如图所示为一个防撞气包，包内气体在标准状况下体积为336 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积V0=22.4 L/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1，求气包内气体的分子个数（　　）（结果均保留两位有效数字）

A．6.0×1021个 B．7.0×1021个 C．8.0×1021个 D．9.0×1021个

7．在用油膜法估测分子大小的实验中，体积为V的某种油，形成一圆形油膜，直径为d，则油分子的直径近似为（　　）

A． B． C． D．

8．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中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上述溶液中有液滴50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，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。坐标纸中正方形方格的边长为20mm。则根据上述数据估测出油酸分子的直径是（　　）

A．1×10-9m B．2×10-10m C．5.5×10-10m D．8×10-11m

9．在“油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的单分子层，这体现的物理思想方法是（　　）

A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．累积法

10．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，为了减少测量的误差，下列方法可行的是（　　）

A．配置浓度较高的油酸酒精溶液

B．把浅盘水平放置，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

11．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是(　　)

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

12．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）

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．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹

C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，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

13．在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液。现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S，已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（　　）

A．该实验中假设油酸分子是按照单分子层排列的

B．由题目中数据可知油酸分子的直径为

C．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算分子直径数值会偏大

D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为

14．如图所示，“用油膜法估测分子的大小”的实验。在实验中，将油酸酒精溶液滴入水中后，接着操作的是（　　）

A．立刻用刻度尺去量油膜的面积

B．让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积

C．立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积

D．让油膜尽可能地散开，等到形状稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积

15．用“单分子油膜估测分子的大小”的实验中，用到了“数格子”的方法，是为了估算A．一滴油酸的体积 B．一滴油酸的面积

C．一个油酸分子的体积 D．一个油酸分子的面积

二、填空题（共4题）

16．如图所示，是利用______法估测分子大小的示意图。若一滴油酸体积为V，在水面上散开的面积为S，则分子的直径大小d=______

17．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，进行了理想化的假设，如：__________（写出一种假设即可）。若已知n滴油的总体积为V，一滴油所形成的油膜面积为S，则一个油分子的直径为________。

18．在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中，具体操作如下：

①取纯油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；

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1.0mL为止，恰好共滴了100滴；

③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，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，油膜上没有爽身粉，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，在玻璃板上绘出油膜的形状；

⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。

（1）这种估测方法是将每个分子视为________，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。

（2）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3，油膜面积为________m2，求得的油酸分子直径为________m。（结果均保留两位有效数字）

19．(1)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，所用油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，且知一滴油酸酒精溶液的体积V=4.8×10－3 mL。油酸未完全散开时就开始测量油酸膜的面积，会导致计算结果____（填“偏大”“偏小”或“不变”）；若一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积S=40cm2，则可测出油酸分子的直径为________m。

三、综合题（共4题）

20．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%）．

21．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸5mL，用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴52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，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，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm。请根据上述数据及信息进行估算（结果均保留1位有效数字）。

（1）油膜的面积S；

（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V；

（3）油酸分子的直径d。

22．一个足球的容积是。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为、压强与大气压相同的气体打进足球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了20次后足球内部空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提吗？

23．在“用油膜法测量分子直径”的实验中，将油酸加入到L酒精中配成油酸酒精溶液，用滴管测试时每溶液刚好能滴滴，取其中--滴轻轻滴入水盆中，稳定后形成油膜，如图所示，已知图中每个小方格的边长为．（结果保留位有效数字）

（1）根据油膜散开后的稳定图象，估算油膜散开后的面积；

（2）估算油酸分子的直径．

参考答案：

1．B

2．C

3．B

4．C

5．C

6．D

7．D

8．C

9．C

10．B

11．B

12．D

13．C

14．D

15．B

16．     油膜    

17．     将油膜看作是单分子油膜（将油分子看作球形或将油分子看作紧密排列）    

18．     球体     单分子油膜     直径     4.0×10－12     8.1×10－3     4.9×10－10

19．     偏大     1.2×10－9

20．

21．（1）2×10-2m2；（2）1×10-11m3；（3）5×10-10m

22．；前提是气球内的温度不变；实际打气时不能满足这个前提

23．（1）（2）