(练习)2 课时分层训练(二) 科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册(鲁科版2019)

课时分层训练(二)　科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小 一、实验原理与操作 1．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，用“数格子”的方法是为了估算(　　) A．一滴油酸的体积 B．油膜的面积 C．一个油酸分子的体积 D．一个油酸分子的面积 B　解析：用“数格子”的方法是为了估算一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的油膜的面积，B正确。 2．用油膜法估测分子的直径，需测量的物理量是(　　) A．一滴油的质量和它的密度 B．一滴油的体积和它的密度 C．一滴油的体积和它散成油膜的最大面积 D．所散成的油膜的厚度和它的密度 C　解析：根据d＝可知C正确，A、B、D错误。 3．在用油膜法估测分子大小的实验中，体积为V的某种油酸，形成一圆形油膜，直径为d，则该油酸分子的直径近似为(　　) A． B． C． D． D　解析：油膜的面积为π，则油酸分子的直径为＝，故D正确。 4．一艘油轮装载着密度为9×102 kg/m3的原油在海上航行，由于故障发生原油泄漏。如果泄漏的原油是9 t，海面上风平浪静时，这些原油造成的污染面积最大可达(　　) A．108 m2 B．109 m2 C．1010 m2 D．1011 m2 D　解析：泄漏的原油的体积为V＝＝10 m3，而油分子直径的数量级为10－10 m，所以这些原油造成的污染总面积最大为S＝＝1011 m，故D正确。 5．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，具体操作如下： ①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL刻度为止，摇动容量瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。 ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴。 ③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓。 ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状。 ⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。 (1)这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。 (2)利用上述具体操作中的有关数据，可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3，求得的油膜分子直径为________m(结果均保留2位有效数字)。 解析：(1)油膜的厚度可视为油酸分子的直径。 (2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 V＝×mL＝4.0×10－6mL＝4.0×10－12m3 油膜的面积 S＝1.0×(67＋14)cm2＝8.1×10－3m2 则油酸分子的直径d＝＝4.9×10－10m。 答案：(1)直径　(2)4.0×10－12　4.9×10－10 二、实验数据处理与分析 6．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL溶液为80滴，再将一滴这样的溶液滴入准备好的浅盘中，描绘的油膜轮廓如图所示，数出轮廓内共144个小方格，每格边长是0.5 cm，由此估算出油酸分子直径为(　　) A．7×10－8 m B．1×10－8 m C．7×10－10 m D．1×10－10 m C　解析：一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V＝× cm3＝2.5×10－6 cm3，油膜的面积为S＝144×0.5×0.5 cm2＝36 cm2，油酸分子直径为d＝＝ cm＝7×10－8 cm＝7×10－10 m，C正确。 7．在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中： (1)某同学操作步骤如下： ①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液。 ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积。 ③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定。 ④在蒸发皿上覆盖透明玻璃板，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。 改正其中的错误：_________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)若油酸酒精溶液的体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为________m。 解析：(1)②在量筒中直接测量一滴油酸酒精溶液的体积误差太大，应先用累积法测出N滴该溶液体积，再求出一滴的体积。③油酸在水面上形成的油膜形状不易观察，可在水面上先撒上爽身粉，再滴油酸酒精溶液，稳定后就呈现出