课时梯级训练(2) 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

课时梯级训练(2)　实验：用油膜法估测油酸分子的大小 1．(多选)在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中，所用油酸酒精溶液的质量百分浓度为η，质量为m的油酸酒精溶液有n滴，且纯油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA。现取一滴溶液滴入撒有爽身粉的浅水盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为1 cm的坐标纸上，算出油膜的面积S。关于本实验，下列说法正确的是(　　) A．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 B．油酸分子直径为 C．一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子个数为NA D．油膜的面积可以通过在坐标纸上数油膜轮廓内格子的数量得到 BCD　解析：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，A错误；将油酸分子看作球体且一个一个地单层排列，忽略空隙，油酸分子直径为，B正确；一滴油酸酒精溶液中纯油酸的摩尔数为，一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子个数为NA，C正确；在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以1 cm2作为油膜的面积，D正确。 2．油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.5 mL，用滴管向空量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积为1 mL。若把一滴这样的溶液滴入撒有爽身粉的盛水浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面散开，稳定后形成的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)若每个小方格的边长为10 mm，则油酸薄膜的面积约为________m2。 (2)一滴油酸酒精溶液中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约为________m。 (4)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列措施可行的是________。 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．油酸扩散并待其形状稳定后再绘出轮廓图 答案：(1)8.0×10-3(7.7×10-3～8.3×10-3均正确) (2)1.0×10-11　(3)1.3×10-9　(4)BD 解析：(1)每个小方格的面积为S1＝1×10-4 m2，超过半格的按一格计算，小于半格的舍去，由题图可估算油酸薄膜的面积约为S＝80S1＝80×10-4 m2＝8.0×10-3 m2。 (2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝××10-6 m3＝1.0×10-11 m3。 (3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子的直径约为d＝＝ m≈1.3×10-9 m。 (4)为能形成单分子油膜，油酸浓度应适当小一些；绘制轮廓图应在油酸扩散并待其形状稳定后进行，B、D正确，A、C错误。 3．某班级做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。实验前，教师在酒精中加入1 mL的油酸配制成1 000 mL的油酸酒精溶液。 (1)在实验时需要测量出1滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是用________将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯，记下注射器中溶液减少1 mL时液滴的总滴数。 (2)在浅盘的水面撒上爽身粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中后，下列现象或判断正确的是________。 A．油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些 B．油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定 C．若出现如图所示的情况，说明油酸酒精溶液浓度太大，需重新配制油酸酒精溶液进行实验 D.若出现如图所示的情况，可在水面上重新撒上爽身粉，再次滴入油酸酒精溶液进行实验 (3)甲实验小组测得1 mL油酸酒精溶液为80滴，通过数1滴溶液在水面扩散稳定后形成的油膜对应的方格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(计算结果保留1位有效数字)。 (4)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的溶液的滴数少数了10滴 (5)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？ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 答案：(1)注射器　(2)A　(3)5×10-10　(4)B　(5)见解析 解析：(1)溶液配制好之后，用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯，记下注射器中溶液减少1 mL时对应的滴数，算出1滴溶液的体积。 (2)油膜的面