高中物理鲁科版 (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课时练习

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．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．某种油剂的密度为8*102kg/m3,取这种油剂0.8g滴在水面上,最后形成油膜的最大面积约为

A．10-10m2 B．104m2 C．1010cm2 D．104cm2

3．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

4．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．

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．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

8．在“用油膜法估测分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL。用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1滴该溶 液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油膜的轮廓形状如图所示。图中每个小正方形方格的边长均为1cm，下列说法不正确的是（　　）

A．实验时将油酸分子看成球体

B．实验时不考虑各油酸分子间的间隙

C．使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜

D．该实验测出油酸分子的直径约是6.5×10－8m

9．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

10．某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22m2的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干，已知分子直径数量级为10－10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为（　　）（保留两位有效数字）

A．.1‰ B．.2‰ C．.3‰ D．.4‰

11．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

12．关于“用油膜法估测分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　）

A．采用了等效替代法

B．可以精确地测量油酸分子的大小

C．计算时将油酸分子看成球形

D．为了减少测量误差，可以配置浓度更高的油酸酒精溶液

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．在实验“用油膜法估测油酸分子的大小”中，用注射器向浅盘里的水面滴入的是（　　）

A．一滴油酸酒精溶液 B．一滴纯油酸

C．油酸酒精溶液 D．纯油酸

15．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

二、填空题（共4题）

16．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 _______。

17．利用油膜法粗测分子的直径．把密度ρ＝0.8×103kg/m3的某种油酸，用滴管在水面上滴一滴该油酸溶液，形成单分子油膜，已知该滴溶液中含油酸的体积为V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2，取阿伏加德罗常数NA=6×1023mol－1，则该油酸分子的直径为________，油酸的摩尔质量为________．（结果均保留一位有效数字）

18．将m毫升的油酸配制成n毫升的油酸酒精溶液，将其滴入撒有石膏粉的自来水中，测得其面积与滴入的溶液滴数图象的斜率为k。已知1毫升时的总滴数为P，则1滴油酸酒精溶液中的油酸含量为______，油酸分子的半径为______。

19．在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每m毫升溶液中有纯油酸b毫升，用注射器测得1mL上述溶液有k滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为a米，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______毫升，油酸膜的面积是_____平方米。根据上述数据，估测出油酸分子的直径__米。

三、综合题（共4题）

20．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，形成单分子层油膜，现有按酒精与油酸的体积比为m:n配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴．

(1)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为?

(2)求估算油酸分子直径的表达式

21．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．

22．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)

23．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。

参考答案：

1．D

2．B

3．D

4．A

5．B

6．C

7．C

8．D

9．C

10．A

11．D

12．C

13．D

14．A

15．A

16．

17．     7×10－10m     0.09kg

18．         

19．              

20．(1)8S；(2)

21．（1）（2）

22．(1) （2）

23．（1）2×10-2m2；（2）1×10-11m3；（3）5×10-10m