第1章 2. 实验：用油膜法估测油酸分子的大小-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练习册（人教版）

第-章分子动理论么 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 一A基础过关练 渊试时间：10分钟 浮在水而1 油政股 的爽身粉 1.(多选)在“用油膜法估测分子大小”的实验中， 下列做法正确的是( A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它 A.实验中把适量爽身粉均匀撒在水面上即可， 一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的 体积是1ml,则1滴溶液中含有油酸 不能太多 10-2mL B.酒精溶液的作用是使油酸和爽身粉之间形 B.往浅盘里倒人适量的水，再将爽身粉厚厚地 成清晰的边界轮廓 撒在水面上 C,实验中的理想化假设是油膜为单层分子且 C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，待 分子是一个挨一个排列的 D.只需要测量油膜面积，即可求出油酸分子 油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，描 下油膜的形状 直径 D.根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和 乃综合提能练 测试时间：15分钟 油膜面积S,即可估算出油酸分子的直径 1.(2025·重庆巴蜀中学高二阶段练习)（多选） d-5 在用油膜法估测油酸分子直径的大小实验中， 所用油酸酒精溶液的质量百分浓度为刀，质量 2.(2025·江西南昌二中高二月考)在“用油膜法 为m的油酸酒精溶液有n滴，且纯油酸的摩尔 估测分子的大小”的实验中，将一滴油酸酒精 质量为M,密度为P,阿伏加德罗常数为N.现 溶液滴入事先撒有均匀爽身粉的水槽中，待油 取一滴溶液滴入撒有爽身粉的浅水盘里，待稳 膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓， 定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮 随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所 廓形状，再把玻璃板放在边长为1cm的坐标 示.坐标纸上正方形小方格的边长为10mm, 纸上，算出油膜的面积S.关于本实验，下列说 已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%，400 法正确的是() 滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2mL, 则油酸分子的直径为( A.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 no B可估算出油酸分子直径为☒ C.一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子个数为 mn nMNA A.7.3×10-0m B.7.4×10-1om D,计算油膜的面积可以通过在坐标纸上数油 C.7.5×10-0m D.7.6×10-0m 膜轮廓内格子数得到 3.(多选)如图所示为“用油膜法估测油酸分子的 2.(2025·湖北武汉二中高二月考)在“用油膜法 大小”的实验，下列说法正确的是(). 估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验 重雅点手册高中物理选择性必修第三册) 步骤： 溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地 ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深 散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可以 的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地 清楚地看出油膜轮廓， 撒在水面上 ④待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一 璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸薄膜 滴在水面上，待薄膜形状稳定， 的形状. ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上， ⑤将画有油酸薄膜形状的玻璃板放在边长为 计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积 1.0cm的方格纸上，如图所示 计算出油酸分子直径的大小 ①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴 一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定 体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶 液的体积， ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用 (1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴 彩笔描绘在玻璃板上 油酸酒精溶液含油酸的体积为 m', 完成下列填空： 油膜面积为 m,求得的油酸分子 (1)上述步骤中，正确的顺序是 直径为 m(此空保留1位有效 (填写步骤前面的数字)， 数字). (2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的 (2)若阿伏加德罗常数为NA,油酸的摩尔质量 油酸酒精溶液，测得1cm3的油酸酒精溶 为M(单位为kg),油酸的密度为（单位为 液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在 kg/m),则下列说法正确的是 水面上，测得所形成的油膜的面积是 A.1kg油酸所含有分子数为N 0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为 m(结果保留1位有效数字). A1m油酸所含分子数为1m×心 3.在估测油酸分子大小的实验中，具体操作 C1个油酸分子的质量为光 如下： /6M ①取油酸1.0mL注入2500ml的容量瓶内， D.油酸分子的直径约为，√N 然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2500mL (3)一同学在实验中最终得到的油酸分子的直 的刻度为止，摇动瓶子使油酸在酒精中充分 径和大多数同学的比较，数据偏大.对于出 溶解，形成油酸酒精溶液。 现这种结果的原因，可能是 ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量简，记录 A.在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数 滴人的滴数，直到液面达到1.0mL为止，恰 少数了2滴 好滴了100滴. B.计算油酸面积时，错将所有不完整的方 ③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深 格作为完整的方格处理 的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴 C.水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充 管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴 分展开 第一章分子动理论么 D.做实验之前油酸酒精溶液搁置时间过长 原来的大 4.(2025·江西九江一中高二阶段练习)某同学 丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的 在实验室做“用油膜法估测油酸分子的大小” 油膜都算成了一格，导致计算的面积比实 的实验，已知每10mL油酸酒精溶液中有纯 际面积大一些。 油酸6mL.用注射器抽取上述溶液1mL,缓 请分析，这三位同学的错误操作会导致实 慢滴出，数出滴数为50滴.把1滴该溶液滴入 验测得的油酸分子直径偏大还是偏小？说 盛水的浅盘中，在刻有小方格的玻璃板上描出 明理由. 油膜的轮廓如图所示，小方格的边长为 20mm. (1)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 是 mL. (2)估测出油酸分子的直径是 m(保 留1位有效数字). C强基突破练 测试时间：5分钟 (3)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验 1.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中， 中，会使测量结果偏大的操作是 按照油酸与酒精的体积比为m:n配制油酸酒 A.撒的爽身粉过多 精溶液，用注射器滴取该溶液，测得k滴溶液 B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的 的总体积为V,将一滴溶液滴入浅盘，稳定后 方格 将油酸膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示.已 C.求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数 知坐标纸上每个小正方形的边长为a. 多数了10滴 (1)求油膜的面积。 D.将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的 (2)估算油酸分子的直径 体积进行计算 (4)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. 甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精 倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际体 积分数比计算值小一些. 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 比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体积比 5重难点手册高中物理选择性必修第三册？) 10×3m3=30m,室内空气中含有害气体的分子数为 排列，忽略空腺，油酸分子直径为器选项B正确：一 30 Vad 5 V生N7=22.4×10=×6.02×10×10000 滴油酸酒精溶液中纯油酸的摩尔数为，器。一滴油酸酒 4.0×10个 把有害气体分子看成正方体，则每个分子的平均体积 精溶液中所含油酸分子个数为N,选项C错误：在 为V。=V=30 10×105m=7.5X10-am, 坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时 故每两个有害气体分子的间距为d= 算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以1cm作为 油膜的面积，选项D正确： 97.5×10gm=4.2×10-8m 2.(1)④①②⑤③(2)5×10 第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小 【解析】(1)依据实验顺序，首先配置混合溶液，然后在 【基础过关练】 浅盘中放水和爽身粉，将一滴溶液滴入浅盘中，将玻璃 1.CD【解析】用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把 板放在浅盘上获取油膜形状，最后用已知边长的坐标 它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是 纸上的油膜形状来计算油膜的总面积，故正确的操作 1ml.,则1滴油酸酒精溶液的体积是102mL,其中含 有油酸的体积小于10-？mL,故A错误：往浅盘里倒人 顺序为④①②⑤③.(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的 适量的水，再将爽身粉均匀地、薄薄地撒在水面上，故 体积为V=300X50cam=S,其中S=0.13m,故油 B错误：用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时 1×109 将玻璃板放在浅盘上，待油酸在液面上分布均匀并稳 酸分子直径4-专-005m=5X10”m 定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，故C正确：根据 3.(1)4×10:1.14×102:4×10-0(2)B(3)AC 1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可 【解桥】(1)一滴油酸酒精溶液含油酸的体积为V= 以算出油膜厚度兰，即油酸分子的直径，故D正确」 2500×0×10m=4×10世m,油膜轮廓所古小 2.C【解析】在围成的方格中，不足半个的舍去，大于半个 方格中超过半格的有107格，故油膜面积为S=114× 的算一个，共有80个方格，故油酸膜的面积为S=80× 1cm×1cm=80cm=8.0×10-1m.每滴油酸酒精 1X10m=1.14×10㎡，油酸分子直径为4-号 溶液中含有油酸的体积V=品×0.2%L=6× 4X10”m(21g油酸所含分子数为N=m 0m,则d-当=7.5X10”m 者A错误：1㎡油酸所含分子数为N=晋N= 3.AC【解析】为了使油酸分子紧密排列，实验时先将爽 身粉均匀撒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水 1m×守，B正确：1个油酸分子的质量为m=兴， M 面上，注意适量爽身粉均匀撒在水面上即可，不能太 C错误：设油酸分子为球形，其直径为d,则一个油酸分 多，故A正确：实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精 溶液的作用是尽可能地藏小滴人水面的油酸的含量， 子的体积为V=专x(号)厂，油酸的摩尔体积为V 它不能使边界清晰，故B错误：该实验中的理想化假设 义则阿伏加德罗常数可表示为N=亡·联立可解得 是油膜为单层分子且都是球形，分子是一个挨一个排 列，它们之间的间隙可忽略，故C正确：油膜由单分子 6Y,D错误.(3)在求每滴溶液的体积时，1m d=TN 紧密排列而成，因此单分子油膜的厚度被认为是油酸 溶液的滴数少数了2滴，导致测量体积偏大，则直径测 分子的直径，但要想测出直径，需要再测量出油酸的体 量值偏大，A正确：计算油膜的面积时，错将所有不完 积，故D错误 整的方格作为完整的方格处理，使格数偏多，而积偏 【综合提能练】 大，故直径测量值偏小，B错误：水面上爽身粉撒得较 1.BD【解析】一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为m四 p 多，油膜没有充分展开，使面积测量值偏小，直径测量 选项A错误：将油酸分子看作球体且一个一个地单层 值偏大，C正确：做实验之前油酸酒精溶液搁置时间过 2 练习册参考答案与解析佐线 长，酒精挥发，使得油酸浓度变大，但计算时仍按原来 律，速率大和速率小的分子数目相对较少，向各个方向 的浓度计算，则直径测量值偏小，D错误 运动的分子数目相等，故C错，A、B对：温度升高时，大 4(1)1.2×10(2)5×10-8(3)ABD(4)见解析 量分子的平均速率增大，但少量（如10个）分子的平均 【解析】(1)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是V= 速率有可能碱小，故D对： 总×动ml.=1.2X10m.(2)由题图所示油膜轮踪 6 3.A【解析】由题图可知，同一温度下氧气分子的速率呈 现“中间多、两头少”的分布特点，故A正确：温度是分 可知，油膜轮廓所占小方格的格数约为60个，所以油膜 子热运动剧烈程度的标志，是大量分子运动的统计规 面积是S=60×(20×104)2m=2.4×10-2m,油酸 律，对单个分子没有意义，温度越高，平均速率越大，但 分子的直径约为d4={=12X10 s-24×10×10m=5× 不是所有分子运动的速率都变大，故B错误：随着温度 10"m(3)撒的爽身粉过多，会造成油膜展开不充分， 升高，速率较大的分子数增多，分子的平均速率变大， 油膜的面积偏小，使得直径测量结果偏大，故A正确： 速率小的分子所占比例变低，故C、D错误 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会造成 4.C【解析】决定气体压强大小的微观因素是气体分子 计算的油膜面积小，测量的直径偏大，故B正确：溶液 的数密度和分子的平均速率，宏观上体现在体积和温 的滴数数多了，会造成测得的一滴溶液中所含纯油酸 度上，故C正确. 的体积偏小，最终测量的直径偏小，故C错误：将油酸 5.B【解析】虽然分子的运动杂乱无章，但在某一时刻， 酒精溶液的体积直接作为油酸的体积计算，会造成油 向各个方向运动的气体分子数目基本相等，不能说一 酸分子直径的测量结果偏大，故D正确.(4)甲同学的 定相等，故A错误：大量气体分子的速率有大有小，但 操作会导致测量结果偏大，实际配置的油酸酒精溶液 是按“中间多、两头少”的规律分布，故B正确：气体压 体积分数偏小，导致一滴油酸酒精溶液内纯油酸体积 强跟气体分子的平均速率和分子的数密度有关，故C 的计算值偏大，因此分子直径的计算结果偏大：乙同学 错误：当某一容器自由下落时，虽然处于失重状态，但 的操作会导致测量结果偏小，乙同学滴在水面上的这 分子热运动不会停止，所以分子仍然不断撞击容器壁 滴油酸酒精溶液的体积比已计算好的每一滴的体积要 产生压力，故压强不为0，故D错误。 大，形成的油膜面积偏大，因此分子直径的计算结果偏 【综合提能练】 小：丙同学的操作会导致测量结果偏小，丙同学把凡是 1.B【解析】由题图可知，具有最大比例的速率区间，100℃ 半格左右的油膜都算成一格，导致计算的油膜面积比 时对应的速率大，说明实线为氧气分子在100℃的分 实际面积大，因此分子直径的计算结果偏小 布图像，对应的平均速率较大，故A错误，B正确：题图 【强基突破练】 中曲线给出了任意速率区间的氧气分子所占的比例， L.(1)估算油膜面积时以超过半格按一格计算，小于半格就 但无法确定分子的具体数目，故C错误：与0℃时相 舍去的原则，估算出31格，则油酸薄膜面积为S=31α2， 比，100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内 2根据公式V=4dS,可得4=V售-3+m mv 的分子数占总分子数的百分比较小，故D错误. 2.B【解析】由题意知=√2gh=4m/s,边=一2m/s, 第3节分子运动速率分布规律 根据动量定理有F·△y=△p,得F=2-一0.6N,根 【基础过关练】 1.BD【解析】虽然气体分子间距离较大，但气体分子能 据牛顿第三定律，秤盘受到的压力大小为0.6N,故B 否视为质点应视具体问题面定，故A错：通常认为，气 正确。 体分子除相互碰撞及与器壁的碰撞外，不受任何力的 3.B【解析】温度越高，速率大的所占百分比较大，故温 作用，可自由移动，故B对：气体对器壁的压强是由于 度升高，曲线峰值向右移动，实线对应的气体分子温度 大量分子撞击器壁产生的，故C错：通常情况下，虽然 较高，A错误，B正确：虚线对应的气体分子温度较低， 分子间距离较大，但是分子的数密度巨大，分子之间频 分子平均动能较小，C错误：图中两条曲线下所围的面 繁地碰撞，使分子的运动杂乱无章，故D对. 积表示总的分子数由题意可知为同一种气体，故面积 2.ABD【解析】一定温度下气体分子碰撞十分频繁，单 相等，D错误 个分子运动杂乱无章，但大量分子的运动遵从统计规 4.C【解析】负压病房的温度和外界温度相同，故负压病 3