高考物理一轮复习实验针对训练19用油膜法估算油酸分子的大小含答案

这是一份高考物理一轮复习实验针对训练19用油膜法估算油酸分子的大小含答案，共7页。


(1)在实验中，下列操作错误的是________。
A．为了使得油膜边界更清晰，需要在油膜上轻轻撒上一些痱子粉
B．在水面上滴入油酸酒精溶液后，应该马上数方格
C．对注射器刻度读数时，视线要平视刻度
D．数方格时，不足半个的舍去，超过半个的算一个
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V是________ mL。
(3)油酸分子的直径是________ m。(结果保留1位有效数字)
2．(2023·陕西西安中学高三检测题)在“用油膜法估测分子的大小”实验中：
(1)下列说法正确的是________；
A．将油膜看成单分子层油膜是一种理想化假设
B．实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用
C．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是 1 mL，则1滴溶液中含有油酸10－2 mL
D．在计算油酸膜面积时，只需要数出完整方格的数目，对不完整的方格均不计数
(2)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精若干。已知分子直径数量级为10－10 m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为________‰(保留两位有效数字)。
3．某实验小组完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)该小组进行下列实验操作，请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：D________C(用字母符号表示)；
A B C
D E F
(2)某次实验时，滴下油酸酒精溶液后，痱子粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是________。
A．盆中装的水量太多
B．痱子粉撒得太多，且厚度不均匀
C．盆太小，导致油酸无法形成单分子层
4．(2022·江苏如皋模拟)某班级做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，实验前，将1 mL 的油酸加入酒精中配制成1 000 mL的油酸酒精溶液。
(1)在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是用________将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯，记下注射器内溶液减少一定体积时液滴的数目。
(2)甲实验小组测得1 mL油酸酒精溶液为80滴，通过数1滴溶液在水面稳定后形成的油膜面积对应的正方形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。
(3)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的溶液的滴数少计了10滴
(4)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？___________________________________________________________________
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5．测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法等。
(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精，得到250 mL的溶液；然后用滴管吸取这种溶液，一滴一滴地向小量筒中滴入，当溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度时，恰好滴入了50滴；再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴入1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜；待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。坐标格中每个小正方形方格的大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是________ cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m(结果保留一位有效数字)。
甲 乙
(2)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8 m的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为________m(结果保留两位有效数字)。
实验针对训练(十九)
1．解析：(1)为了使得油膜边界更清晰，需要先在浅盘里倒入2 cm左右深的水，然后将痱子粉均匀撒在水面上，而不是油膜上，故A错误，符合题意；在水面上滴入油酸酒精溶液后，待油膜的形状稳定后，再数方格数，故B错误，符合题意；对注射器刻度读数时，视线要平视刻度，故C正确，不符合题意；数方格时，不足半个的舍去，超过半个的算一个，故D正确，不符合题意。故选AB。
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
V＝eq \f(1,500)×eq \f(1,100) mL＝2×10－5 mL。
(3)由题图可读出超过半格的格数约为115小格，则油膜面积为
S＝115×20×20×10－6 m2＝4.6×10－2 m2
油酸分子的直径为
d＝eq \f(V,S)＝eq \f(2×10－11,4.6×10－2) m≈4×10－10 m。
答案：(1)AB (2)2×10－5 (3)4×10－10
2．解析：(1)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，分子直径是依据体积与面积之比求出的，所以需要将油膜看成单层分子油膜，不考虑各油膜分子间隙，故A正确；油膜可以融于酒精，因此酒精对油酸溶液起稀释作用，方便于测量；故B正确；1滴溶液中含有油酸酒精溶液是10－2 mL，含纯油酸的体积小于10－2 mL，故C错误；全部完整方格内的油膜面积小于真实油膜面积，应计算面积大于半格的个数，故D错误。
(2)由题意，形成油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿面积时，油酸酒精溶液浓度最大。
一滴油酸的体积V0＝dS＝10－10 m×0.22 m2＝2.2×10－11 m3
一滴油酸酒精溶液的体积
V＝eq \f(1,50) cm3＝2×10－8 m3
则油酸酒精溶液浓度至多为eq \f(V0,V)＝1.1‰。
答案：(1)AB (2)1.1
3．解析：(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为：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；往浅盘里倒入约2 cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上；用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为DBFEC。
(2)出现该图样的可能原因是：痱子粉撒得太多，且厚度不均匀，导致油酸没有均匀排列开，故B正确。
答案：(1)BFE (2)B
4．解析：(1)在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯，记下注射器内溶液减少一定体积时液滴的数目。
(2)一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积V＝eq \f(1,1 000×80)×10－6 m3，油酸分子的直径为d＝eq \f(V,S)＝eq \f(\f(1,1 000×80)×10－6,250×10－4) m＝5×10－10 m。
(3)根据d＝eq \f(V,S)可知计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，S的测量值偏小，则直径的测量值偏大，A错误；油酸酒精溶液中酒精挥发，导致油酸浓度变大，油膜的面积S偏大，则直径的测量值偏小，B正确；水面上爽身粉撒得较多，油酸未完全散开，油膜面积的测量值偏小，则直径的测量值偏大，C错误；求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数少计了10滴，则一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积偏大，则直径的测量值偏大，D错误。
(4)可以用适量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗。
答案：(1)注射器 (2)5×10－10 (3)B (4)可以用适量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗
5．解析：(1)数出油膜所占的小正方形方格的个数，多于半格的算一个，不足半格的舍去，得到油膜的面积S＝64×2 cm×2 cm＝256 cm2，溶液浓度为eq \f(1,1 000)，每滴溶液体积为eq \f(1,50) mL,1滴溶液中所含油酸体积为V＝2×10－5 cm3，油膜厚度即油酸分子的直径d＝eq \f(V,S)≈8×10－10 m。
(2)直径为d′＝1.43×10－8 m的圆周周长为D＝πd′≈4.49×10－8 m，可以估算出铁原子的直径约为d″＝eq \f(4.49×10－8,48) m≈9.4×10－10 m。
答案：(1)256 8×10－10 (2)9.4×10－10