精品解析：15.5 实验 用油膜法估测油酸分子的大小 （练）-2024届高考物理一轮复习

第十五章 热学 实验　用油膜法估测油酸分子的大小 课时作业 1. 油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm，试问： （1）这种估测方法是将每个油酸分子视为____模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为____油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的____。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是____m。（结果保留1位有效数字） （2）某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？ 请写出你分析的原因：______________________。 2. 某班级做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。实验前，教师将酒精加入1 mL的油酸中配制成1 000 mL的油酸酒精溶液。 （1）在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是用_____将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目。  （2）甲实验小组测得1 mL油酸酒精溶液为80滴，通过数1滴溶液在水面稳定后形成油膜面积对应的正方形的个数得到油膜的面积为250 cm2，可估算油酸分子的直径为____ m。  （3）乙实验小组算得的油酸分子直径偏小，可能是由于____。  A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B．油酸酒精溶液中酒精挥发，导致油酸浓度变大 C．水面上爽身粉撒得较多，油酸未完全散开 D．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数少计了10滴 （4）当结束实验或重复做实验时，需将水从浅盘的一角倒出，在这个角的边缘会遗留少许油酸，为了保持浅盘的清洁，不影响下次使用，应如何处理？_______________________。 3. 关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列选项正确的是（　　） A. 将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间空隙 B. 利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格 C. 测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可 D. 若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小 4. 在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5cm，根据以上信息，回答下列问题： （1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为___________mL； （2）油膜的面积为___________cm2； （3）油酸分子的直径约为___________m；（此小题保留一位有效数字） （4）从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是___________。 （5）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是（ ） A.甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些 B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小 C.丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些 5. 在“用油膜法估测分子大小”实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.5mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得： （1）油酸薄膜的面积是________cm2； （2）油酸分子直径是________m；（结果保留两位有效数字） （3）某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于_______； A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，错将全部不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开 （4）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为________。（分子看成球体） （5）本实验体现的物理思想方法为________。 A．控制变量法 B．理想化模型