2021版高考物理一轮复习考点集训五十二第4节实验：用油膜法估测分子的大小含解析

2021版高考物理一轮复习考点集训五十二第4节实验：用油膜法估测分子的大小含解析

考点集训(五十二)　第4节　实验：用油膜法估测分子的大小 ‎1．(多选)用油膜法估测分子的大小的实验中的理想化假设是(　　)‎ A．将油膜看成单分子层油膜 B．不考虑各油酸分子间的间隙 C．不考虑各油酸分子间的相互作用力 D．将油酸分子看成球形 ‎[解析] 计算分子直径是根据体积与面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，故选A、B、D.‎ ‎[答案] ABD ‎2．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，将1 mL的油酸加入酒精中配制成1 000 mL的油酸酒精溶液，通过注射器测得80滴这样的溶液为1 mL，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的浅水槽中，待油膜界面稳定后，测得油膜面积为253 cm2.‎ ‎(1)估算油酸分子的直径d＝________m(结果保留一位有效数字)．‎ ‎(2)将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间，再使用该溶液进行实验会导致分子直径测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．‎ ‎[解析] (1)1滴溶液中含纯油酸的体积为V＝× mL＝1.25×10－5 mL，油酸分子薄膜厚度为＝＝5×10－10 m，油膜可认为是单分子层，故油酸分子的直径约为5×10－10 m.‎ ‎(2)将该溶液放置一段时间后，每滴溶液中含有的纯油酸体积增大，油膜面积增大，故所测分子直径应偏小．‎ ‎[答案] (1)5×10－10 m　(2)偏小 ‎3．(多选)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法正确的是________．‎ 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10－2 mL 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＝，即油酸分子的大小 ‎[答案] BDE ‎4．“用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下：‎ ‎①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL；‎ ‎②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；‎ ‎③先往边长为30 cm～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将__________均匀地撒在水面上；‎ ‎④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；‎ 3‎ ‎⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20 mm.‎ 根据以上信息，回答下列问题：‎ ‎(1)步骤③中应填写：________________；‎ ‎(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________mL；‎ ‎(3)油酸分子直径是____________m.‎ ‎[解析] (1)为了显示水分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉．‎ ‎(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V′＝＝× mL＝2×10－5 mL ‎(3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为115个，故面积S＝115×20×20 mm2＝4.6×104 mm2，油酸分子直径d＝＝4.3×10－10 m.‎ ‎[答案] (1)痱子粉或石膏粉　(2)2×10－5　(3)4.3×10－10‎ ‎5．“用油膜法估测分子大小”的实验步骤如下：‎ ‎①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总体积为V2；‎ ‎②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；‎ ‎③向边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水；‎ ‎④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓；‎ ‎⑤将描有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在画有许多边长为a的小正方形的坐标红上，读出轮廓范围内正方形的总数为N.‎ 上述过程中遗漏的步骤是____________________________；油酸分子直径的表达式是d＝________．‎ ‎[解析] 在步骤③中，应将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上；油酸分子直径为d＝，一滴溶液中纯油酸的体积为V＝·，油膜的面积为S＝Na2，联立解得d＝.‎ ‎[答案] 将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上　 ‎6．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104 mL 3‎ 溶液中有6 mL油酸．用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水(表面撒有石膏粉)的浅盘里，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酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.‎ ‎(1)求油膜的面积；‎ ‎(2)求每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；‎ ‎(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．‎ ‎[解析] (1)数出图中轮廓线内格子数为131个，那么油膜面积是S＝131×1 cm2＝131 cm2.‎ ‎(2)1 mL溶液中有75滴，则1滴溶液的体积是 mL.每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，则一滴油膜酒精溶液中纯油酸的体积是V＝× mL＝8×10－6 mL.‎ ‎(3)油酸分子的直径为d＝＝ cm≈6.1×10－10 m.‎ 3‎