2022年高考物理实验8用油膜法估测分子的大小练习

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【解析】 9t原油体积V＝m/ρ＝eq \f(9×103,9×102)m3＝10m3，油膜厚度d取分子直径10－10m，单分子油膜面积S＝eq \f(V,d)＝1011m2即为可能被污染的最大面积．
【答案】 D
2．(9分)某学生在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( )
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
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
【解析】 由d＝eq \f(V,S)知，选项A、C会导致油酸面积偏小，会使d偏大；选项B、D会使油酸体积偏小，分子直径d减小．
【答案】 AC
3．(9分)(2009·石家庄第十五中教学检测)学习了“用油膜法估测分子的大小”的实验后，我校课外物理兴趣小组欲体验一下真实情况，×10－3cm3的石油滴在平静的水面上，经过一段时间后，石油扩展为3m2的单分子油膜，请你估算一下油分子的直径为( )
A．×10－10m B．×10－10m
C．×10－8m D．×10－12m
【解析】 d＝eq \f(V,S)＝eq \f(×10－3×10－6,3)×10－10m.
【答案】 B
4．(9分)用油膜法估测分子的大小时，要满足的理想化条件是( )
A．把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜
B．把形成单分子油膜的分子看作紧密排列的球形分子
C．将油膜视为单分子油膜，但需要考虑分子间隙
D．将单分子视为立方体模型
【解析】 注意实验原理中利用纯油酸的体积和油酸膜的面积计算分子直径d＝eq \f(V,S)，并没有考虑分子间隙．
【答案】 AB
5．(9分)利用油膜法可粗略地测定阿伏加德罗常数．若已知n滴油的总体积为V，一滴油形成的油膜面积为S，这种油的摩尔质量为M，密度为ρ，油分子可视为球体，则阿伏加德罗常数NA应为( )
A．NA＝eq \f(6Mn2S3,πρV3) B．NA＝eq \f(Mn,ρV)
C．NA＝eq \f(6Mn3S3,πρV3) D．NA＝eq \f(6Mn3S2,ρV3)
【解析】 由于n滴油的总体积为V，一滴油形成的油膜面积为S，可以认为这种油膜的厚度就是油分子的直径
d＝eq \f(V,nS)，NA＝eq \f(Vml,V0)＝eq \f(\f(M,ρ),\f(1,6)πd3)＝eq \f(6Mn3S3,πρV3).
【答案】 C
6．(11分)用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、、盛有适量清水的45×50cm2浅盘、痱子粉、滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．
(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.
A．用滴管将浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数N
B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n.
C．________________________________________________________________________.
D．将画有油薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm小方格为单位，数出轮廓内小方格的个数，算出油酸薄膜的面积Scm2.
(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小____________(单位：cm)
【答案】 (1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上
(2)eq \f(0.05%n,NS)
7．(11分)(2008·天星北黄卷)利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、、盛有适量清水的45×50cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．则：
(1)下面给出的实验步骤中，正确顺序为________．
A．将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上
B．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数N
C．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，等出油酸薄膜的面积S(单位为cm2)
D．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n
(2)该实验测得的单个油酸分子的直径约为________(单位：cm)．
A.eq \f(n,NS) B.eq \f(0.05%n,NS)
C.eq \f(n,N) D.eq \f(0.05%n,N)
【解析】 (2)1mL油酸酒精溶液所含纯油酸0.05%cm3，每滴溶液所含纯油酸0.05%/Ncm3，n滴溶液所含油酸0.05%n/Ncm3，油酸薄膜厚度d＝eq \f(0.05%n,NS)(cm)即为测得的油酸分子的直径．
【答案】 (1)BDAC (2)B
8．(11分)(2009·天星百校联盟领航卷)在做“用油膜法估测油酸分子直径的大小”实验时，
某同学实验操作如下：
①用游标卡尺测得用完了的中性笔笔芯外径如图所示，用小刀截取一段剖开，用游标卡尺测得笔芯筒的厚度为，记下内径d；
②用笔芯吸取浓度为A的油酸酒精溶液，用小刀在溶液上、下两个界面刻线做上记号；
③将笔芯中一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上；
④将笔芯中所剩溶液一滴一滴的滴入原装溶液的容器中，数得有N滴；
⑤用游标卡尺测得两条刻线记号之间的距离为h；
⑥待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上如图所示，测得油酸薄膜占有的小正方形个数为X.
(1)中性笔笔芯的内径为________cm；
(2)从图上数得油膜占有的小正方形个数为X＝________；
(3)用以上字母表示油酸分子直径的大小D＝________.
【解析】 (1)中性笔笔芯的外径为4mm＋5×1/20mm＝＝，中性笔笔芯的内径为d＝－2×＝＝.
(2)油膜所占格子超过半个算一个，不足半个舍去，数得格子数为57个．
(3)一滴油酸酒精溶液中含有油酸体积V＝eq \f(π(\f(d,2))2hA,N＋1)，油酸分子直径的大小等于油膜厚度D＝V/S＝eq \f(πd2hA,4(N＋1)Xa2).
【答案】 (2)57 (3)eq \f(πd2hA,4(N＋1)Xa2)
9．(11分)(2009·北京东城区质检)在“用油膜法估测分子直径”的实验中，有下列操作步骤，请补充实验步骤C的内容及实验步骤E中的计算式：
A．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴数N；
B．将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面积足够大，且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；
C．________________________________________________________________________；
D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m；
E．用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径d＝______cm.
【答案】 将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油酸薄膜的形状
eq \f(5n,Nm)×10－4
10．(11分)(2009·广东惠州调研)用“单分子油膜法测定液体分子大小”时，要求油滴在水面上散开到最大面积，形成单分子油膜，其理论基础是将分子看作________．若油滴体积为V，油膜面积为S，则分子直径约为d＝________，一般分子直径的数量级为________m．×103kg/m3，如果忽略水分子间的空隙，试估算一个水分子的体积为________m3.
【答案】 球体 V/S 10－10 ×10－29