2018-2019学年高中物理教科版选修3-3（课件+检测+学业分层测评）：第1章 2 学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小 (3份打包)

学业分层测评(二) (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．用油膜法估测分子直径实验的科学依据是(　　) A．将油膜看成单分子油膜 B．不考虑各油分子间的间隙 C．考虑了各油分子间的间隙 D．将油膜分子看成球形 E．考虑了油膜由多层分子构成 【解析】　该实验的原理就是把油酸分子视为球形，且认为是一个一个紧挨着单层分布，不考虑分子间隙，故A、B、D选项正确． 【答案】　ABD 2．为了减小“油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是(　　) 【导学号：74320005】 A．用注射器向量筒中滴入(100滴)油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积恰为整数V1，则每滴溶液的体积为V2＝ B．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小些 C．先在浅盘内的水中撒入一些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴1滴在水面上 D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状 E．计算油膜面积时舍去所有不足一个的方格 【解析】　测量多滴溶液的体积和溶液的滴数，以减小读数误差，A正确；水面离盘口距离小些，可减小画油膜轮廓时的误差，B正确；滴入1滴液滴形成单分子油膜，C正确；用牙签拨弄油膜，会使油膜间有空隙，还会带走一部分油酸，D错误；舍去所有不足一个的方格，结果偏大，E错误． 【答案】　ABC 3．一艘油轮装载着密度为900 kg/m3的原油在海上航行，由于某种事故而使原油发生部分泄漏导致9 t的原油流入大海，则这次事故造成的最大污染面积约为__________m2. 【解析】　分子直径的数量级是d＝10－10 m．由d＝＝1011 m2.可知，S＝，ρ＝ 【答案】　1011 4．利用油膜法估测分子的大小实验时，现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒． 请补充下述估测分子大小的实验步骤： (1)________．(需测量的物理量自己用字母表示) (2)用滴管将1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1­2­2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，不足半个舍去)则油膜面积为________． 图1­2­2 (3)估算油酸分子直径的表达式为d＝________. 【解析】　(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V. (2)由图可查得面积为106S. (3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V′＝，× 油膜面积S′＝106S，由d＝.，得d＝ 【答案】　(1)见解析　(2)106S　(3) 5．在“用单分子油膜估测分子大小”实验中 (1)某同学操作步骤如下： ①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积； ③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定； ④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积． 改正其中的错误：_______________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ (2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为__________m. 【解析】　(1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差． ③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败． (2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得： d＝m＝ ＝1.2×10－9 m. 【答案】　(1)②在量筒中滴入N滴溶液 ③在水面上先撒上痱子粉　(2)1.2×10－9 [能力提升] 6．在做用油膜法估测分子大小的实验中，油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图1­2­3所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm.试求： 【导学号：74320006】 图1­2­3 (1)油酸膜的面积是多少？ (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积？ (3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径． 【解析】　(1)根据图中的轮廓可知，油膜面积S＝106×1 cm2＝106 cm2