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练习

1.2科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（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”的实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是（　　）

A．对油酸溶液起到稀释作用

B．有助于测量一滴油酸的体积

C．有助于油酸的颜色更透明便于识别

D．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓

2．下列说法中正确的是

A．悬浮在液体中的微粒某一瞬间接触到的液体分子越多，受到撞击的平衡性就表现地越明显，布朗运动就越剧烈

B．用油膜法估测分子的大小实验中中的V是指油滴溶液的体积

C．露珠总是出现在夜间和清晨是由于气温降低使空气中的水蒸气达到饱和后液化造成的

D．热平衡是指一个系统内部的状态不再改变时所处的状态

3．对于下列实验．说法不正确的有（　　）

A．甲图是用油膜法测分子直径的示意图．认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径

B．乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高．则扩散的速度加快

C．丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体分子对器壁碰撞引起的

D．丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验．说明云母晶体的导热性能各向同性

4．在油膜实验中，体积为V( m3)的某种油，形成直径为d(m)的油膜，则油分子的直径近似为 (　　)

A．(m) B．(m) C．(m) D．(m)

5．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

6．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

7．做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径的偏大的是（　　）

A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液旳实际浓度比计算值小了

B．乙同学用注射器测得58滴油酸酒精的溶液为1mL，不小心错记录为59滴

C．丙同学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取一溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗

D．丁同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格

8．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

9．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，没有使用到的研究方法是（　　）

A．累积法 B．模型法 C．估算法 D．控制变量法

10．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

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，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，不可能的原因是（　　）

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32滴

13．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

14．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

15．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

二、填空题（共4题）

16．在做用油膜法测分子直径的实验中，先把油酸与酒精以1∶3000的比例混合，然后取一滴混合液滴在水面上，酒精溶于水，油酸在水面上扩展，形成了面积的油膜．则由此可算出油酸分子的直径的数量级是__________m．（设一滴液滴的体积为）

17．在“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液浓度为A，记下N滴溶液总体积为V，则一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V油酸=____；在透明方格纸板上数得一滴油酸酒精溶液形成的油膜占有的正方形小格个数为X，已知小格的边长为a，则油酸分子直径D=____．

18．在用油膜法粗测分子直径的实验中，将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3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0.13m2由此估算出油酸分子的直径为________m（结果保留1位有效数字）。

19．在“用单分子油膜估测分子直径”的实验中，需要配制低浓度的油酸酒精溶液而不使用纯油酸滴入蒸发皿中的水面，原因是___________。注射器滴下的一滴溶液体积约0.005mL，分子直径约10-10m，则配制的溶液浓度相对合理的是___________（选填“10%”、“1%”或“0.1%”）。

三、综合题（共4题）

20．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，网上查阅数据得知：油酸的摩尔质量M=0.283k·mol-1，密度ρ=0.895×10³kg/m³，若每100ml，油酸酒精密液中含有纯油酸1 mL，用滴管向量筒内滴100滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 ml.已知球的体积V与直径D的关系为，取NA=6.02 ×1013mol-1.求：

(1)一个油酸分子的体积约为多少m³？

(2)一滴上述油酸酒精溶液所能形成的单分子油膜的面积约是多少m²？(结果均保留一位有效数字)

21．在标准状况下，体积为V的水蒸气可视为理想气体，已知水蒸气的密度为，阿伏伽德罗常数为，水的摩尔质量为M，水分子的直径为d．

（1）计算体积为V的水蒸气含有的分子数；

（2）估算体积为V的水蒸气完全变成液态水时，液态水的体积将液态水分子看成球形，忽略液态水分子间的间隙．

22．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，按照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，稳定后将油酸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)求油膜的面积；

(2)估算油酸分子的直径。

23．“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。

参考答案：

1．A

2．C

3．D

4．D

5．D

6．B

7．A

8．D

9．D

10．B

11．C

12．D

13．C

14．C

15．D

16．

17．         

18．5×10-1

19．     纯油酸无法散开成为单分子油膜     0.1%

20．(1) （2）

21．（1）；（2）．

22．(1)31a2；(2)

23．

(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 。