第一章 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册【衡中课堂】课时周测月考（人教版）

物理 ! 选择性必修第三册 ! !" ! 答案精析 ! !"& !! 物体的接触面朝相反的方向高速旋转时!又施加上很大的 压力!就可以使两接触面上大量分子间的距离达到或接近 " & !从而使两个接触面瞬间焊接在一起$ .! 见解析 解析!这种生产工艺应用了固体的扩散现象!将金属零件放 入含碳的渗碳剂中加热!使分子无规则运动变得更加剧烈! 使渗碳剂中的碳分子更快更多地扩散进入金属零件表层 里!增大其表面硬度$ /! 见解析 解析!% # &由于乙分子只受分子力作用!根据牛顿第二定律! 乙分子的加速度与它所受的分子力成正比!也就是乙的加 速度的变化与分子力的变化一致!即在整个过程中!乙分子 的加速度大小是先增大后减小再增大!加速度的方向先沿 甲#乙连线指向甲!后沿甲#乙连线指向乙$ % $ &根据动能定理!乙分子的动能变化量等于合力即分子力 对乙分子所做的功!由于分子力对乙分子先做正功后做负 功!所以乙分子的动能先增大后减小$ ' ! 高考望远镜 ! " # #曲线与 " 轴的交点 ! " $ # $% 段 解析!% # &由题图可知分子间存在相互作用的引力和斥力! 引力和斥力都随分子间距离的变化而变化)当在 "(" & 位 置!分子力表现为零!类似弹簧的自然长度处"分子间的距 离减小!引力和斥力都会增大!斥力增大的更快!斥力大于 引力!分子间的作用力表现为斥力"物体被拉长时!分子间 的距离增大!分子间相互力表现为引力$ % $ &在 " & 附近!分子力的变化近似为线性变化!即在 $% 段分 子间相互作用力跟分子间距离的关系图像与弹力的大小跟 弹簧伸长或缩短的长度是相似的$ 第 $ 节 ! 实验!用油膜法估测油酸分子的大小 !新课预习导学" 二!单分子 ! 球形 ! &( * + 三!量筒 四! %!# 滴 ! ,!# 滴 ! -! 舍去 ! .! 纯油酸 六! $! """""""""""""""""""""""" # # # """""""""""""""""""""""" " " " 数量级 思考讨论 ! 油膜法% !随堂对点演练" #!+ ! # , 12 是一滴油酸酒精溶液的体积!乘以其中油酸的浓 度才是油酸的体积!故 ( 项错误! + 项正确"多滴几滴能够 使测量形成油膜的油酸体积更精确些!但多滴以后会使油 膜面积增大!可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘 的壁相接触!这样油膜就不是单分子油膜了!故 ) 项错误" 为了使油酸分子紧密排列!实验时先将痱子粉均匀洒在水 面上!再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上!故 * 项错误$ $!+ ! 由 &( * + !得 +( * & ( - ! & ( 03#& ', 03#& $ .#& '#& 1 $ (#& , 1 $ ! 故 + 项正确$ %!) ! 已知油酸分子体积!根据 *(, ( * & 可以计算出油酸的 摩尔体积"但由于不知道密度!故无法求解油酸的摩尔质 量!更不能求解油酸的质量!同时更无法求出油滴的质量和 体积!故 ) 项正确$ ,! " 在量筒中滴入 , 滴溶液 !# 在水面上先撒上痱子粉 解析! " 在量筒中直接测量一滴油酸酒精溶液体积误差太 大!应先用累积法测出 , 滴溶液体积!再算出一滴溶液的 体积$ # 油酸在水面上形成的油膜形状不易观察!可在水 面上先撒上痱子粉!再滴油酸酒精溶液!稳定后就呈现出清 晰轮廓$ -!) ! 由气体的立方体模型可知!每个分子平均占有的活动空 间为 * & (" % ! " 是气体分子间的平均距离!摩尔体积 *( , ( * & ( / ! !则有 " % ( * , ( ( / ! , ( !因此!要计算气体分子间 的平均距离 " !需要知道阿伏加德罗常数 , ( #摩尔体积或阿 伏加德罗常数 , ( #该气体的摩尔质量 / 和密度 ! !故 ) 项 正确$ .!+ ! 每个分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数之比! 两个量都已知!故能求出每个分子的质量!故 ( 项不符合题 意"由于气体分子间的距离较大!气体的体积远大于气体分 子体积之和!所以不能求出每个分子的体积!故 + 项符合题 意"建立模型)将气体分子占据的空间看成立方体!而且这 些空间一个挨一个紧密排列!则每个分子平均占据的空间 等于摩尔体积与阿伏加德罗常数之比!立方体的棱长等于 分子间的平均距离!可知分子间的平均距离能求出!故 ) # * 项不符合题意$ /!+ ! 摩尔质量除以摩尔体积等于密度!该气体在标准状态下 的密度为/ * !故 ( 项错误"每个气体分子的质量为 / , ( !故 + 项正确"由于分子间距的存在!在标准状态下!每个气体分 子的体积远小于* , ( !故 ) 项错误"该气体单位体积内的分 子数为 , ( * !故 * 项错误$ 0!+