第1章 第2节 实验 用油膜法估测油酸分子的大小-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂课时作业（人教版）

世物理 空 物 课时 间 纠错空间 理作业 第二节 实验：用 1.在“用油膜法估测油酸分子的大小”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 2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的 实验中，某小组发现测得的分子直径数 据比其他组大2~3个数量级，可能的 方法总结 原因是 A.计算油膜面积时，只计算了完整方格的 数目 B.水面上爽身粉撒得过多，导致油膜没能 充分展开 C.将油酸酒精溶液的体积直接当作油 酸的体积进行计算 D.测量每滴油酸酒精溶液体积时，将 31滴溶液错数成30滴 3.现在已经有能放大数亿倍的非光学显 微镜（如电子显微镜、场离子显微镜 等)，使得人们观察某些物质内的分子 排列成为可能.如图所示是放大倍数为 444444444 3×10?倍的电子显微镜拍摄的二硫化 铁晶体的照片.据图可以粗略地测出二 ·11 选择性必修第三册 油膜法估测油酸分子的大小 硫化铁分子体积的数量级为 m3.(照片下方是用分度值为1毫米的 刻度尺测量的照片情况) 68如 4.在做“用油膜法估测分子的大小”的实 验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶 液的浓度为A,N滴溶液的总体积为 V.在浅盘中的水面上均匀撒上爽身粉， 将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定 后，在带有边长为a的正方形小格的玻 璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测 得油膜占有的正方形小格个数为X. 爽身粉 (1)用以上字母表示油酸分子的大小d= (2)从图中数得X= 5.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验 中，若用直径为0.5m的浅圆盘盛水，让 油酸在水面上形成单分子层薄膜，那么油 酸滴的体积不能大于 m3(油酸 分子的直径约为d=l00m,保留一位有 效数字). 8 第一章分子动理论 6.用油膜法估算分子大小的实验中，首先 需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒 精溶液，稀释的目的是 实验中为了测量出一滴 已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的 体积，可以 为 得到油酸分子的直径，还需测量的物理 量是 7.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实 验中，有下列实验步骤： ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约 2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱 子粉均匀地撒在水面上 ②用注射器将事先配制好的油酸酒精 溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定 ③将画有油膜轮廓的玻璃板平放在坐 标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸 的体积和油膜的面积计算出油酸分子 直径的大小. ④用注射器将事先配制好的油酸酒精 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 轮廓用彩笔描绘在玻璃板上」 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是 (填写步骤前面的数字) ·17 课时作业色 (2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成 300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3的 姿 间 油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油 纠错空间 酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的 油膜的面积是0.13m2.由此估算出油 酸分子的直径为 m.（结果保 留一位有效数字) 8.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验 中，实验老师已经配置好了油酸酒精溶 液，该老师向1mL油酸中加酒精，直至总 量达到amL,将配制好的油酸酒精溶液置 于容器中，还有一个盛有约2cm深水的 浅盘，一支滴管，一个量筒 (1)用滴管向量筒内加注b滴油酸酒精 溶液，读其体积为1mL,则每一滴油酸方法总结 酒精溶液中含有纯油酸的体积为 mL. (2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅 盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描 绘在坐标纸上，如图所示.（已知坐标纸 上每个小方格面积为S,求油膜面积时， 半个以上方格面积记为S,不足半个舍 4 去)则油膜面积为 (3)估算油酸分子直径的表达式为 d-参考答案 12.解析：(1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为 10×300cm3, 含有空气分于货-192股0X6.02X10 ≈8.1×1022（个）. 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 8.1×1022 ≈2.9×1021（个/m3). 10×2.8 每个污染的空气分子所占体积为 V= 1 2.9X1027m3, 所以平均距离为 L=/币≈7×10-8m. (2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为2.9 ×1021×300×10-6=8.7×1017(个). 答案：(1)7×10-8m(2)8.7×1017(个) 13.B[当分子力表现为斥力时，实际上是分子间的斥 方大于引力：即兰>亭可部得心层，长B 正确.门] 14.C[PM10表示直径小于或等于1.0×10-5m的悬 浮颗粒物，故A错误；PM10的运动是由于气体分子 频繁撞击的不平衡造成的，由于气体分子撞击的无 规律性，导致颗粒运动无规律，撞击的合力与重力的 大小无关系，可能大于重力也可能小于重力，故B错 误：PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动，故C正 确：题中没有说明PM2.5的浓度变化情况，故D 错误.] 第二节实验：用油膜法 估测油酸分子的大小 1.B[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.C[在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，分 子直径d。计算油度西积时，只计算了完整方格的 数目，则S测量值偏小，分子直径测量偏大，但数据不 可能大2~3个数量级，故A错误；水面上痱子粉撒得 过多，导致油膜没能充分展开，则S测量偏小，分子直 ·2 课时作业乡 径测量偏大，但数据不可能大2一3个数量级，故B错 误：将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积进行 计算，则油酸的体积V测量偏大，分子直径偏大，由于 油酸只占油酸酒精溶液的千分之几，数据可能大2一3 个数量级，故C正确；测量每滴油酸酒精溶液的体积 时，将31滴溶液错数成30滴，则每一滴油酸的体积偏 大，油酸的体积V测量偏大，分子直径偏大，但数据不 可能大23个数量级，故D错误.] 3.解析：本题考查实验应用中求分子体积的问题，解决 该题的关键是读懂题意，充分利用题图中提供的信 息.由题图可知，将每个二硫化铁分子看作一个立方 体，四个小立方体并排边长之和为4d′=4cm,所以平 均每个小立方体的边长d'=1cm.又因为题图是将实 际大小放大了3×10？倍拍摄的照片，所以二硫化铁分 d'_1×10-2 于的小立方体边长为：d=3X10=3X10m≈3.33 ×10-10m 所以测出的二硫化铁分子的体积为：V=d3=(3.33× 10-10m)3≈3.7X10-29m3. 答案：10-29 4.解析：(1)N滴溶液的总体积为V,一滴溶液的体积为 合有的油酸体积为发形成单分子层油膜，西积 V VA N VA 为Xa2,油膜厚度即分子直径d= Xa?NXa2 (2)油膜分子所占有方格的个数，以超过半格算一格， 不够半格舍去的原则，对照图示的油酸膜，共有 62格. 答案：(1)VA NXa2 (2)62(60~65均对) 5,解析：由于油酸膜面积最大为圆盘面积，则油酸的最 大体积为V=πR2d=3.14× /0.5 2 ×10-10m3 ≈2×10-11m3. 答案：2×1011 6.解析：用油膜法估测分子直径时，需使油酸在水面上 形成单分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将油酸 用酒精稀释，根据V=Sd,要求得分子的直径d,则需 心物理 要测出油膜面积，以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的 体积.这样需要测出一滴油酸酒精溶液的体积，其方 法可用累积法，即1L油酸酒精溶液的滴数 答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层 油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测 出1ml,油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油 酸的体积单分子层油膜的面积 7.解析：(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中， 应先配制油酸酒精溶液，再往浅盘中倒入水，并撒痱 子粉，然后用注射器将配制好的溶液滴一滴在水面 上，待油膜形状稳定，再将玻璃板放于浅盘上，用彩笔 在琉病板上粘出油膜轮廊，根据山-号计算油酸分子 的直径，正确的顺序是④①②⑤③」 (2)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积 V 50 ×30m3≈0.67×100m,故d=S≈ 5×10-10m. 答案：(1)④①②⑤③(2)5×1010 8.解析：(1)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 v=2xml.=&ml a (2)估算油膜面积的方法是所围成的方格中，面积超 过一半的按一个算，小于一半的舍去，方格数为115， 油酸薄膜面积为S=115S. (3)油酸分子的直径d=了=15Sab 答案：)品 (2)115S(110S一120S均正确) 1 (3)15Sab 第三节分子运动速率分布规律 1.BC[具有任一速率的分子数目并不是相等的，呈“中 间多、两头少”的统计分布规律，故A错误：由于分子 之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己运动速度的 大小和方向，因此在某一时刻一个分子速度的大小和 方向完全是偶然的，故B正确：虽然每个分子的速度瞬息 万变，但是大量分子的整体存在着统计规律，由于分子数 目巨大，某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有 ·2 选择性必修第三册 很小的差别，可以认为是相等的，故C正确；某一温度下， 每个分子的速率仍然是瞬息万变的，只是分子运动的平 均速率相同，故D错误.] 2.BCD「布朗运动是指悬浮微粒的运动，故A错误：气 体分子不停地做无规则热运动，其分子间的距离大于 10r0,因此气体分子间除相互碰撞的短暂时间外，相互 作用力十分微弱，分子的运动是相对自由的，可以充 满所能达到的整个空间，故B、C、D均正确.] 3.A[气体温废越高，分子热运动越剧烈，分子热运动 的平均速率越大，且大量气体分子的速率分布呈现 “中间多、两头少”的特点，温度高时速率大的分子所 占据的比例大，故A正确.] 4.B[气体的温度升高，分子平均速率增大，但不是每 个分子速率均增大，故A、D错误；气体的温度升高， 运动速率大的分子所占比例会增大，故B正确：气体 压强从微观角度看取决于分子数密度和分子热运动 的平均速率，故气体分子的平均速率增大，压强不一 定增大，故C错误. 5.D[蜡烛燃烧后，灯笼内温度升高，部分气体分子将 从灯笼内部跑到外部，所以灯笼内分子总数减少，故 分子密集程度减小，故A错误：灯笼内温度升高，分子 的平均速率增大，故B错误；灯笼始终与大气连通，压 强不变，灯笼内气体体积也不变，故C错误；温度升 高，气体分子的平均速率增大，单位时间内、单位面积 上分子对器壁碰撞的平均作用力增大，而气体压强不 变，所以单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数 减少，故D正确.门 6.AC[一定质量的气体，单位体积内分子个数不变即 气体体积不变，分子热运动加剧即气体温度升高，气 体分子平均速率增大，对器壁的平均作用力增大，压 强一定变大，故A正确，B错误；若气体的压强不变而 温度降低，则气体的体积减小，单位体积内分子数增 加，故C正确，选项D错误.门 7.AD[由题表可知，7月份比1月份气温高，空气分子 无规则热运动加剧，故A正确，B错误：7月份比1月 份大气压强小了，而分子热运动的平均速率大了，平