第1章 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

(建议用时：40分钟) [基础训练] 题组一　实验原理与操作 1．(多选)油膜法粗略测定分子直径的实验基础是(　　) A．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度 B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜 C．油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积 D．油酸分子直径的数量级是10－15 m 答案　AB 解析　油酸在水面上形成单分子油膜，将油酸分子视为球形，其分子直径即为油膜的厚度，它等于滴在水面上的纯油酸的体积除以油膜的面积，选项A、B正确，C错误；油酸分子直径的数量级为10－10 m，选项D错误． 2．利用油膜法可估测分子的大小，关于实验中油膜的测量方法，下列说法正确的是(　　) A．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即用刻度尺去测量油膜的面积 B．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油酸尽可能地散开，再用刻度尺去测量油膜的面积 C．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画到玻璃板上，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，应让油酸尽可能地散开，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后再利用坐标纸去计算油膜的面积 答案　D 解析　在测量油膜面积时，应让油酸尽可能地散开，然后在玻璃板上画下油膜的轮廓，用坐标纸通过数所有有效方格来计算油膜的面积，选项D正确． 题组二　实验数据处理与分析 3．某种油酸酒精溶液中油酸的体积百分比浓度为0.05%，50滴这种溶液的总体积为1 mL，将1滴这样的溶液滴在足够大的水面上，酒精溶于水并很快挥发，最后在水面上形成的油膜面积约为(　　) A．103 cm2 B．104 cm2 C．105 cm2 D．106 cm2 答案　A 解析　1滴溶液中含纯油酸的体积V＝×10－6×0.05% m3＝1×10－11 m3，分子直径的数量级为10－10 m，由V＝Sd得S＝＝ m2＝10－1 m2＝103 cm2，选项A正确． 4．(多选)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某小组发现测得的分子直径数据比其他组大很多，可能的原因是(　　) A．计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目 B．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开 C．将油酸酒精溶液的体积直接当作纯油酸的体积进行计算 D．测量每滴油酸酒精溶液体积时，将29滴溶液错数成30滴 答案　ABC 解析　计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目，导致S偏小，根据d＝可知，测量值偏大，选项A正确；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大，选项B正确；计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸，体积偏大，则d偏大，选项C正确；测量每滴油酸酒精溶液体积时，将29滴溶液错数成30滴，计算得到的纯油酸体积将偏小，测量直径偏小，选项D错误． 5．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，一滴油酸溶液中含纯油酸的质量为m，一滴油酸溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏加德罗常数为NA．以上各量均采用国际单位制，对于油酸分子的直径和分子数量有如下判断： ①油酸分子直径d＝ ②油酸分子直径d＝ ③一滴油酸溶液中所含油酸分子数n＝NA ④一滴油酸溶液中所含油酸分子数n＝NA 以上判断正确的是________. 解析 由纯油酸的质量与密度的关系可得一滴纯油酸的体积为V＝， 由所形成油膜面积为S可得纯油酸分子的直径为d＝， 联立上述两式，解得d＝； 一滴油酸溶液中含有纯油酸的物质的量为， 一滴油酸溶液中所含油酸分子数n＝NA，综上所述，判断正确的是②④. 答案 ②④ [能力提升] 6．如图所示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.(保留两位有效数字) 解析 直径为1.43×10－8 m的圆周周长约为πd＝4.5×10－8 m， 可以估算出铁原子的直径约为m＝9.4×10－10 m. 答案 9.4×10－10 7．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中： (1)下列实验操作正确的是________. A．水槽中倒入的水越深越好 B．水面上多撒痱子粉比少撒好 C．要将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 D．滴入液滴时要使滴管离水面尽可能高一些 (2)现有按油酸酒精溶液与纯油酸的体积比为n∶1配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N滴，把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，正确描绘出油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S.根据以上数据可估算出油酸分子直径为d＝_________. (3)在测量溶液体积时，滴数多数了几滴，会使得测量结果比真实值偏________. 解析 (1