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精练

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．关于油膜面积的测量方法，下列做法正确的是（　　）

A．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积

B．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量没有油膜的面积

C．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画在玻璃纸上，再利用坐标纸去计算油膜的面积

D．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再把油膜的轮廓画在玻璃纸上，然后用坐标纸去计算油膜的面积

2．下列说法正确的是(       )

A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积

B．只要知道某物质的密度和其分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数

C．已知某种气体的密度为ρ,质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则该气体分子之间的平均距离可以表示为

D．根据一滴油酸酒精溶液的体积V和其在水面上形成的油膜面积S,就能算出油酸分子直径

3．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

4．为了减小“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列操作正确的是（　　）

A．用注射器取1 mL配制好的油酸酒精溶液，共可滴N滴，则每滴中含有油酸 mL

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．先在浅盘中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上

D．实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水中，再把痱子粉撒在水面上

5．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

6．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

7．关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列选项正确的是（　　）

A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙

B．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格

C．测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可

D．若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小

8．假如60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近（阿伏加德罗常数取）（       ）

A．10年 B．100年 C．10万年 D．1000万年

9．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．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

B．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格

C．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积

D．用油膜法可以精确测量分子的大小

10．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

11．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，配制好浓度为0.06%的油酸酒精溶液（单位体积溶液中含有纯油酸的体积），1 mL上述溶液用注射器刚好滴75滴；在撒有均匀痱子粉的水面上用注射器滴1滴油酸酒精溶液，水面上形成油酸薄膜，下图为油膜稳定后的形状，每个正方形小方格的边长为10 mm。下列有关该实验说法正确的有（　　）

A．油膜的面积为100 cm2

B．一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为8.0×10-6 mL

C．油酸分子的直径约为7.4×10-9 m

D．数油膜面积时不慎将几个不足一格的按一格计算，则分子直径的计算结果偏大

12．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

13．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

14．在“油膜法估测分子的直径”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

15．在“用单分子油膜法估测分子的大小”实验中，下列说法正确的是_________________________

A．实验中使用油酸酒精溶液，酒精的作用是能使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓

B．本实验不考虑油酸分子间的间隙

C．将油酸酒精溶液滴入水中后应立即迅速描绘油膜轮廓

D．为减小实验误差，应往均匀撒好痱子粉的水盘中多滴几滴油酸酒精溶液

二、填空题（共4题）

16．某单晶体的体积为V，质量为m，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数NA．则该晶体所含有的分子数为_____，分子直径为_____．

17．配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、______、注射器、烧杯、玻璃板、彩笔、坐标纸。

18．油膜法测定分子直径的实验中，首先对纯油酸进行稀释。现将1mL油酸滴入量筒中，加入酒精至总体积为2000mL，用滴管测定每50滴该溶液体积为1mL。则每滴该溶液中含有的纯油酸体积为_______m3，现将1滴该溶液滴入放有痱子粉的水槽中，测得油酸薄膜的表面积为0.1m2，则计算可知油酸分子的直径为_______m。

19．在“油膜法估测分子大小”实验中：将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液．已知1cm3溶液有20滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，最后扩展成面积为0.15m2的油膜，由此估算出油酸分子直径为_______．在该实验中滴入油酸酒精溶液之前，要在水面上均匀的撒上薄薄的一层痱子粉，其作用是:________________________．

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”实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量，密度。若100滴油酸的体积为1mL，则一滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取，球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字）

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．已知金刚石的密度为ρ＝3.5×103 kg/m3，现有一块体积为4.0×10－8m3的一小块金刚石，它含有多少个碳原子？假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起，试估算碳原子的直径？(保留两位有效数字)

23．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验用的盛水浅盘长为40cm，宽为30cm。若将油酸分子所占空间视作立方体，其所占体积的边长为m，将1滴体积为0.05mL的纯油酸滴在水面上。

（1）若该滴油酸形成单分子层油膜，则面积有多大？

（2）要想这1滴油酸滴在水中时，油酸的油膜能最大限度地展开，同时油膜展开后又不会占满整个盛水浅盘，则至少要将该滴油酸稀释多少倍？

参考答案：

1．D

2．C

3．C

4．B

5．D

6．C

7．A

8．C

9．C

10．D

11．B

12．C

13．D

14．C

15．B

16．         

17．爽身粉（或细石膏粉）

18．     1×10-11     1×10-10

19．     1.11×10-9m     形成清晰地油膜边缘

20．1×102m2

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． ，

23．（1）；（2）372