2021学年第2节 科学测量:用油膜法估测油酸分子的大小综合训练题

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．用油膜法测定分子的大小实验中，体积为V的油滴，在水面上形成近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d，则油分子直径大小约为（　　）

A． B． C． D．

2．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．

3．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

4．用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，下列说法正确的是（　　）

A．一个油酸分子的质量 B．一个油酸分子的体积为

C．油酸分子的直径为 D．油酸的密度为

5．下列哪项不是油膜法粗略测定分子直径的实验基础（　　）

A．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度

B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜

C．油滴扩散为油膜时体积不变

D．油酸分子有着复杂的内部结构

6．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．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格

C．根据油酸的体积和油膜的面积可算出油酸分子的直径

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

7．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

8．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法不正确的是（　　）

A．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL，则1滴溶液中含有油酸小于10-2mL

B．往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上

C．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状

D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积

E．根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d=，即油酸分子的直径

9．在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏小，其原因可能是（　　）

A．油酸未充分散开

B．已知的油酸溶液浓度高于真实值

C．计算油膜面积时，少数了一个格子

D．计算每滴溶液体积时，将1mL的溶液的滴数多记了10滴

10．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

11．某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏小，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格的方格 D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了10滴

12．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，阿伏伽德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（　　）

A．该实验中假设油酸分子是球模型，油酸在水面形成了单分子油膜

B．实验中使用酒精的目的是为了稀释油酸

C．由题目中数据可知油酸分子的直径为

D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为

13．用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，下列说法正确的是（　　）

A．一个油酸分子的质量为 B．一个油酸分子的体积为

C．油酸的密度为 D．油酸分子的直径为

14．在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为（　　）

A．7×10-8m B．1×10-8m C．7×10-10m D．1×10-10m

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（共4题）

16．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将6mL的油酸溶于酒精，制成mL的油酸酒精溶液，测得1mL的油酸酒精溶液有75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110cm2，由此估测出油酸分子的直径为_________m（结果保留1位有效数字）。

17．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_____．

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．某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，已知油酸酒精溶液的浓度   为每104mL 溶液中有纯油酸6mL，用注射器抽得上述溶液2mL，现缓慢地滴出1mL 溶液，共有液滴数为50 滴。把1 滴该溶液滴入盛水的浅盘中，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示，坐标中小正方形方格的边长为 20mm。试问：

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

(2)根据油酸膜面积和每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积，估测出油酸分子的直径是_____m（结果保留 1 位有效数字）。

(3)某学生在做实验时，计算结果偏大，可能是由于_____。

A．油酸未完全散开

B．油酸溶液浓度低于实际值

C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格

D．求每滴体积时，1mL 的溶液的滴数多记了10 滴

三、综合题（共4题）

20．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？

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．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kgmol－1，密度ρ=0.895×103kgm－3。若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取NA=6.02×1023mol﹣1结果保留一位有效数）

23．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，已知配制的油酸酒精溶液纯油酸与溶液体积之比为。测出此溶液有25滴，在三次实验中分别取其中一滴在水面上自由扩展后形成的油膜面积S见下表。试完成表格并算出测量结果，看看测量结果与公认的油酸分子大小的数量级是否一致。

参考答案：

1．A

2．D

3．B

4．C

5．D

6．C

7．D

8．C

9．D

10．B

11．D

12．D

13．D

14．C

15．B

16．

17．     8×10﹣6     8×10﹣10m

18．5×10-1

19．     球体     5×10-10     AC

20．

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。

21．（1）；（2）．

22．10m2

23．1.5×10-10m；1.6×10-10m；1.4×10-10m；其平均值为1.5×10-10m；这与公认值的数量级相吻合。