第一章 2. 实验：用油膜法估测油酸分子的大小-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用)

参考答案 ANSWER 第一章 分子动理论 第1节分子动理论的基本内容 第3关（练思维宽度） 11.C解析：A,由题意可知一次呼出的水蒸气的体积为V= 第1关（练速度） 3500×10×6%m3=2.1×104m3,故A错误：BD.一次 1.C 出的水蒸气的质量为m=pV=0.6×2.1×10kg=1.26× 2B解析：A1m铜的质量为p(kg),物质的量为号 10kg=0126g,含有的水分子物质的量n= M (m),故原子个数为N=号×N,故A错误：R.制的摩尔 0.126 18 mal=0.007mdl.故BD错误：C.含有的水分子的数 质量是M(kgm),放一个铜原子的质量为m,= 量为N=nV,=0.007×6×10户个=4.2×10个，故C正确.故 选C B正确：C1m铜中所含的原子数为%放一个铜原子 第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小 所占的体积是'。= NN,放C错误：n1kg铜的物质 1-M 第1关（练速度） 1.(1)A(2)DEACB(3)8.7×100 解析：(1)木实验中将分子看作球体且油膜分子按单层紧 密排列体现的物理思想方法为理想化模型，故选A 的量为女)，故含有的原子数目为 (2)“用油膜法估测分子大小”的实验步骤为：准备浅盘： D错误故选B. 测一滴溶液体积，描绘油膜形状测油膜面积，计算一滴溶 3.A4.B5.C 液中纯油酸的体积，算出薄膜厚度，则上述实验步骤的合 6.B解析：A.乙分子由a到b做加速运动，由b到d,分子力 理顺序是DEACB..(3)根据图中信息，不足半个的方格舍 先引力后斥力，分子先做加速运动后做减速运动，故A错 去，超过半个的算一个，则小方格的总数为72个则油膜 误：B.乙分子由a到c,所受分子力一直是引力，一直做加 的面积为S=72×1cm2=72cm2,一滴溶液中纯油酸的体积 速运动，到达c时速度最大，故B正确：C.乙分子由a到c 200080mL=6.25×10mL,油酸分子的直径为d 1 为V 的过程中，所受分子力先增大，后减小，所以加速度先增 V6.25×106 大，后减小，故C错误：D.乙分子由b到d的过程中，分子 m=8.7×10*cm=8.7×10om 72 力先减小后增加，故加速度先减小后增大，故D错误故 2.(1)4×102(2)A.偏大B.偏小C.偏小D.偏大 选B 解析：(1)依题意，可得1滴该溶液中含有的纯油酸体积 第2关（结准确率） 7.D 为0高x0m=40 8.C解析：AB.乙分子在外力作用下从r。处沿x轴正方向 (2)A.甲同学，因不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒 运动，甲、乙间距离增大，分子间的分子斥力和分子引力都 精溶液的实际浓度比计算值小一些，这样导致算出的油酸 在一直减小，AB错误：CD.乙分子在外力作用下从r。处沿 体积比实际值偏大，可知油酸分子直径的计算结果比实际 x轴正方向运动，甲、乙两分子间作用力表现为引力，乙分 值偏大： 子受到的分子力从零开始先增大后减小，C正确，D错误 B.乙同学，由于拿错的针管比原来的粗，实际滴入的纯油 故选C. 酸变多，则在水面上形成的油膜面积变大，面一滴溶液的 9.C解析：AB.因斥力比引力随分子间距离变化得快，由题 体积还是按照之前注射器的标度计算可知测得的分子直 图知图线甲为分子引力随分子间距离变化的图线，图线 径比实际值偏小： 乙为分子斥力随分子间距离变化的图线，故AB错误； C.丙同学，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则计算 C.当分子间距为「。时.两个分子间的引力等于斥力.两图 的面积比实际面积大，可知油酸分子直径的计算结果比实 线交点对应的横坐标为「。，C正确：D.由于分子斥力比分 际值偏小： 子引力变化得快，当两个分子间的距离增大时，分子间的 D.丁在实验过程中选用的水盘水面较小，导致油酸分子不 斥力比引力减小得快，D错误故选C. 能充分扩散，不能形成单分子油膜，使得测定的油膜面积 10.A解析：A.炭粒越大，受到液体分子的撞击力越容易平 偏小，则这样测得的分子直径比实际值偏大。 衡，布朗运动越不显著，故此题中b颗粒较大，A正确； 第2关（练准确率）】 B.温度越高，布朗运动越剧烈，炭粒a运动更制烈.故炭 粒a所处的水中水温更高，B错误：C.两颗炭粒运动的位 3.(1)BC(2)B(3)gN5(a+b 置连线图反映了液体分子做无规则运动，C错误：D.该图 解析：(1)用“油膜法”来相略估测分子的大小的实验中 为小炭粒每隔0s的位置，而不是运动轨迹，其连线仅代表 有助于较准确完成实验的理想化方法有，滴人的油酸溶液 位置变化，而其运动并非一定是直线运动.D错误故选A 是稀释的油酸酒精溶液，可认为油酸分子都能形成单分子 参考答案学霸01 油膜，并将分子都视为一个一个紧挨着排列的球体，故 即该速率区间的分子数占比相同，故B正确：D.将T,、T BC正确.AD错误(2)AB.为了减小“用油膜法估测分子 温度下的氧气混合后，温度不会比T的温度更低，故对应 的大小“的实验误差，把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些 的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线，故D错 水，使水面离盘口距离小一些，要等油酸完全散开时开始 误故选B 描绘油膜轮廓，故B正确，A错误：CD.先在浅盘水中撒些 第3关（练思维宽度） 痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上，等油 9.B1 解析：豆粒下落到秤盘上的速度：=√2= 酸分子自由扩散，形成稳定的单分子油膜，不能多滴也不 V/2×10x0.80ms=4m/s:反弹后速度为'=-2m/8,设向 能用牙签把水而上的油膜拨弄成矩形，故CD错误故选B. 下为正方向，则根据动量定理可知：=mm'-mD,解得：F= ③)满纯请酸的休积6=。“，估算清酸分干直经为 0.6N;由牛顿第三定律可知，在碰撞过程中秤盘受到的压 力大小为06N:故B正确，ACD错误.故选B. d= 8S,解得山 8NS(a+b) 第4节分子动能和分子势能 第3关（练思维宽度） 第1关（练速度）》 4.(1)72(2)87x10n(3)AC(4)6M8 1.D2.B mpla 3.A解析：A.B分子由无穷远靠近A分子，直至两分子间距 解析：(1)根据得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸的图像，将 为。，这个过程中，分子力表现为引力，与运动方向相同， 不足半格的舍去，等于半格或大于半格的记为一格，可得 引力做正功，分子势能减小，A正确：B.分子间距离减小到 油酸薄膜的面积是S=72×1cm2=72cm2.(2)一滴油酸分 子的体积为=动x10L=625×10L,可得油 。的过程中，分子间的相互作用力先增大后减小，B错误： C.分子间的距离等于。时，分子力为零，此时分子势能最 小，C错误：D.分子势能最小时，分子间的作用力一定为 酸分子的直径4='_625×10×10 -m=8.7×100m 零，而分子势能最小值不为零，D错误故选A 72×10+ 4.C解析：B.T,为平衡位置，分子引力等于斥力，B错误： (3)A,将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计 A.当=r,时，分子力表现为斥力，分子斥力大于分子引 算，根据d=、可知，体积偏大，则所测油酸分子的直径将 力，A错误：C从到，分子力表现为引力，分子力对乙 做正功，分子势能减小，C正确：D.从2到，分子力表现 偏大，故A正确：B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发 为斥力，分子力对乙做负功，分子势能增大，D错误故 使溶液的浓度变大，而计算过程中仍用原来的浓度进行计 选C. 算，因此得到的一滴油酸酒精溶液中油酸的体积将偏小， 5.D6.B 从而测量得到的油酸分子的直径将偏小.故B错误：C.水 第2关（练准确率） 面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开，因此得到的油 7.C8.B 酸形成的油膜面积偏小，根据4=、可知，面积偏小，则所 9.D解析：A.图中。时的分子势能为负值，可知确定该 E。-,图像某点的分子势能大小时，选取分子间距为无穷远 测油酸分子的直径将偏大，故C正确：D.计算油膜而积 时为零势能点，A错误：B.通过两个图像可以得到分子势 时，将不完整的方格作为完整方格处理，将会使油膜的面 能最小时.分子力等于0，也是最小.B错误：C,F-r图像与 积偏大，从而导致所测油酸分子的直径偏小，故D错误故 横轴围成的面积表示分子势能差值，与零势能点的选取无 选AC.(4)根据已知条件可得油酸分子的直径为d= 关，C错误；D.E。-图线切线斜率的绝对值表示分子间作 用力的大小，>。时，随着r的增大，分子间作用力先增大 把油酸分子看成球体，则有，· 3 解 后诚小，故E-图线切线的斜率绝对值先增大后减小 D正确.故选D. 得，=6s 10.B解析：C.分子间存在斥力和引力，当二者大小相等 npla 时分子势能最小，所以分子在x?处受到的分子力为0，故 C错误：A.从无穷远处到x=x,处，分子a对分子b的引 第3节分子运动速率分布规律 力一直做正功，分子势能诚小，分子动能增大，所以分子无 第1关（练递度） 的速度一直在增大，故A错误：B.从无穷远处到x=x 1.C2.D3.C4.C 处，分子a对分子6的引力先增大后减小，所以分子b的加 5.D解析：AB.甲容器中A、B处压强是由所装物质的重力 速度先增大后减小，故B正确：D.分子b在x=x,处，两分 而产生的.乙容器中C、D处压强是由分子撞击器壁而产生 子间的分子力表现为斥力，不为零，故D错误故选B. 的，故AB错误：C.根据液体内部压强规律p=Pgh,可知 第3关（练思维宽度】 P>P,气体分子间距离很大，C,D处气体分子平均碰撞情 11.B解析：A.根据题图乙可知，当B分子的速度最大时， 况一致，乙容器中Pe=P,故C错误；D.当温度升高时，P4、 B分子到原点的距离为x,两分子始终关于原点对称，则 Pm不变，PcPn变大，故D正确.故选D, 当B分子的速度最大时，两分子间的距离为2x,故A错 第2关（练准确率） 误：B.全过程中可认为A,B两分子组成的系统能量守 6.A7.D 恒.则当B分子的速度最大时(A分子的速度也最大)，此 8.B解析：AC.温度越高，分子热运动越激烈，速率大的分 时分子间的势能最小，即当两分子间的距离为2x,时，分 子所占的比例大，由图可知曲线2速率大的分子所占的比 子间的势能最小，故B正确：C.当两分子间的距离为2x 例比曲线1速率大的分子所占的比例大，故温度T,高于 时，两分子的速度最大，根据题图乙可知，此时两分子的 温度T,所以曲线2与曲线1对应的氧气分子平均速率不 加速度等于零（最小），故C错误：D.当两分子间的距离 相等，故AC错误；B.T,、T2温度下，实线1,2相交于一点， 为2x。时，分子间的势能就是系统的机械能.，其与两分子 选择性必修第三册学霸02第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小 第1关练速度 0min为准，你的时间 E.在浅盘中装人约2cm深的水，然后将 --- 题型1实验原理与操作 痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 上述实验步骤的合理顺序是 1.(2023·黑龙江哈九中质检)在“用油膜法估 测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液 (3)油酸分子的直径是 m.(结果保留 两位有效数字)》 的浓度为每2000mL溶液中有纯油酸 1.0mL,用注射器测得1mL上述溶液有 题型2数据处理与误差分析 80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的 2.(2022·山东菏泽期末)在“用油膜法估测油 浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形 酸分子的大小”的实验中： 状如图所示，图中正方形小格的边长为1cm (1)取0.1mL纯油酸配制成250mL油酸酒精 溶液，用注射器针头把该溶液逐滴滴人量 筒，直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴 了100滴.则1滴该溶液中含有的纯油酸 体积为 m3. (2)甲、乙、丙、丁四位同学分别在四个实验小 (1)本实验体现的物理思想方法为 组做实验，但都存在操作错误或不规范现 A.理想化模型 B.控制变量法 象（均填“偏大”“偏小”或“不变”） C.极限思想法 D.整体法与隔离法 A.甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”实验 酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液 中，实验简要步骤如下： 的实际浓度比计算值小一些.则这样测 A.将油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄 得的分子直径比实际值 膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上， B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒 用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 精溶液体积后，不小心拿错了一个注 B.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴 射器把溶液滴在水面上，这个拿错的 注射器的针头比原来的粗，每滴油酸 溶液中纯油酸的体积V,用公式d=、 酒精溶液的体积比原来的大.则这样测 求出薄膜的厚度，即油酸分子的大小 得的分子直径比实际值 C.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸 C.丙在计算油膜面积时，把凡是半格左 上，数出轮廓内的方格数（不足半个的 右的油膜都算成了一格，导致计算的 舍去，多于半个的算一个)，再根据方 面积比实际面积大一些则这样测得的 格的边长求出油膜的面积S 分子直径比实际值 D.用注射器或滴管将事先配制好的油酸 D.丁在实验过程中选用的水盘水面较 酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下 小，导致油酸分子不能充分扩散.则这 量简内增加一定体积时的滴数 样测得的分子直径比实际值 第一章学霸003 第2关练准确率 】准确率>90%，你做对题 第3关练思维宽度 难度级别：女★☆ --》 3.某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小， 4.(2023·江苏扬州质检)在“用油膜法估测分 把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时， 子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度 油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面 为每1000L溶液中有纯油酸0.5L,用注射 上，完成油酸分子大小测定 器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液 (1)该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大 滴入盛水且撒有爽身粉的浅盘中，待油膜形 小，下列有助于较准确完成实验的理想化 状稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸 方法有 如图所示，图中小正方形方格的边长为1cm, A.分子都视为立方体形 回答下列问题： B.分子都能形成单分子油膜 C.分子都是一个一个紧挨着排列的 D.滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精 溶液 (2)为了减小“用油膜法估测分子的大小”的 实验误差，下列方法可行的是 (1)油酸薄膜的面积是 cm? A.油酸未完全散开时开始描绘油膜轮廓 (2)油酸分子的直径是 m.(结果保留 B.把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些 两位有效数字)》 水，使水面离盘口距离小一些 (3)某同学做完实验后，发现自己所测的分子 C.先在浅盘水中撒些痱子粉，再用滴管 直径d明显偏大，出现这种情况的原因可 把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上 能是 D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸 (3)现有按酒精与纯油 体积进行计算 酸的体积比为a:b B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发 配制好的油酸酒精 使溶液的浓度发生了变化 溶液置于容器中，还 C.水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充 有一个装有约2cm 深水的浅盘，一支滴 分展开 D.计算油膜面积时，将不完整的方格作 管，一个量筒现用滴管从量筒中取V体积 为完整方格处理 的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完 (4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和 共为N滴现用滴管将一滴油酸酒精溶液滴 入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描 阿伏加德罗常数，如果已知体积为V的一 绘在坐标纸上，如图所示（已知坐标纸上每 滴油酸在水面上散开形成单分子油膜的 个小方格面积为S,求油膜面积时，半个以 面积为S,这种油的密度为p,摩尔质量 上方格面积记为S,不足半个的舍去).则估 为M,则阿伏加德罗常数的表达式为 算油酸分子直径的表达式为 .(分子看成球体) 选择性必修第三册学霸004