专题17 油膜法测分子直径-预测2021届高考物理解码尖子生培养方案点对点突破题集

专题17 油膜法测分子直径-预测2021届高考物理解码尖子生培养方案点对点突破题集 1.油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33—，另一部分是—COOH，—COOH对水有很强的亲和力．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，其中的酒精溶于水中，并很快挥发．油酸中C17H33—部分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。 现有按体积比为m∶n(m>n)配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约2 cm深水的浅盘．一支滴管，一个量筒。 请补充下述估测分子大小的实验步骤： (1)________________________(需测量的物理量自己用字母表示)． (2)用滴管将一滴油滴酒精溶液滴 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3 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________________． 图3 (3) 估算油酸分子直径的表达式为d＝____________. 2．(2020·江苏盐城月考)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.5 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(以下计算结果均保留2位有效数字) (1)若每一小方格的边长为10 mm，则油酸薄膜的面积为________m2。 (2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为________m3。 (3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为________m。 (4)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的________。 A．油酸浓度适当大一些 B．油酸浓度适当小一些 C．油酸扩散后立即绘出轮廓图 D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图 3.测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。 (1)在用油膜法估测分子大小的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。坐标格的每个小正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是__________cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m(保留1位有效数字)。 (2)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8 m的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为__________ m(结果保留2位有效数字)。 4．(2020·河南省郑州市质检)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，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。坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm，该油膜的面积是________ m2；已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%,400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2 mL，则油酸分子的直径为________ m。(结果均保留两位有效数字) 5．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是____________。(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3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0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为________m。(结果保留一位有效数字) 6．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验方法及步骤如下： ①向体积V油＝6 mL油酸中加酒精，直至总量达到V总＝ 104 mL；