物理选择性必修 第三册实验：用油膜法估测油酸分子的大小同步测试题

这是一份物理选择性必修 第三册实验：用油膜法估测油酸分子的大小同步测试题，共7页。试卷主要包含了实验原理，实验器材，物理量的测量，数据分析，注意事项等内容，欢迎下载使用。
一、实验原理
把1滴油酸酒精溶液滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由单层油酸分子中的烃基C17H33-组成．
把分子简化为球形处理，并认为它们紧密排布，测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径，即油酸分子的直径等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面上摊开的面积S之比，如图所示．
二、实验器材
配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、爽身粉(或细石膏粉)、注射器、烧杯、玻璃板、彩笔、坐标纸．
三、物理量的测量
1．测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V.
(1)配制一定浓度的油酸酒精溶液．
(2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数．
(3)用它们的总体积除以总滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积．
(4)根据溶液浓度计算其所含纯油酸的体积V.
2．测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S.
(1)在浅盘里盛上水，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，将爽身粉均匀地撒在水面上．
(2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液形成一块有轮廓的油膜．
(3)待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状．
(4)根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．
(5)把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S.
四、数据分析
1．用1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和该油膜面积S计算出油膜厚度，即油酸分子的直径d＝eq \f(V,S).
2．除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10－10 m.
五、注意事项
1油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差．
2．实验前应注意检查浅盘是否干净，爽身粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上．
3．向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成．
4．待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓．
5．计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．
二：考点题型归纳
题型一：用油膜法估测油酸分子直径的误差分析
1．(2023春·上海长宁·高三专题练习)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是( )
A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙
B．分子直径等于油酸酒精溶液的体积与油膜的面积之比
C．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格
D．若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小
2．(2022春·江苏南通·高二统考期末)某同学在做油膜法估测分子直径的实验，滴下油酸酒精溶液后，发现痱子粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，可能是由于( )
A．盆中水太多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D．油酸酒精溶液浓度过大
3．(2022春·江苏无锡·高二统考期末)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列操作导致实验测得的油酸分子直径偏小的是( )
A．配制好的油酸酒精溶液放置太久 B．在计算油膜面积时，把凡是不足一格的格数都舍去
C．在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积时，少数了一滴 D．油酸薄膜未充分散开
题型二：用油膜法估测油酸分子直径的原理和实验步骤
4．(2023·重庆·模拟预测)某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸6mL。用注射器抽取上述溶液，并缓慢地滴出50滴溶液，共计1mL。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘中，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示，坐标中小正方形方格的边长为20mm。下列说法正确的是( )
A．实验中将油酸稀释是为了满足形成单分子油膜的条件
B．由实验数据可得每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是
C．经计算油酸分子的直径大约是
D．实验中如果没有等油酸完全扩散开就描出轮廓，这样会导致计算的结果偏小
5．(2022秋·浙江·高三校联考开学考试)2010年墨西哥湾原油泄漏，英国石油公司共收回大约80万桶原油，还有410万桶原油流入墨西哥湾，造成了大面积的海洋被污染。某研究性学习小组欲评估此次漏油事件的影响，小组同学将原油样品配成体积浓度为0.02%(万分之二)的酒精溶液，用注射器抽取1mL上述溶液，缓慢滴入烧杯中，共有50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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如下图所示。坐标纸上每个正方形格子边长为10mm，已知一桶原油体积约为160L。假设流入墨西哥湾的原油都充分扩展，请你根据他们的实验数据估算，这些泄漏的原油将会覆盖的海洋面积约为( )
A．B．C．D．
6．(2023春·上海长宁·高三专题练习)在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占200个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为( )
A． B． C． D．
题型三：油膜法估测油酸分子直径实验
7．(2023·高三课时练习)某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL。用注射器抽得上述溶液2 mL，现缓慢地滴出1 mL溶液，共有溶液滴数为50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘中，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示，坐标中小正方形方格的边长为20 mm。试问：
(1)这种估测方法是将每个分子视为_____模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的_____
(2)图中油酸膜面积是_____mm2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是___mL；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___m。(最后一空保留1位有效数字)
8．(2022春·河北邯郸·高二校考阶段练习)在“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40 cm的浅盘里倒入约2 cm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用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④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)
(2)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL，油酸膜的面积是________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________nm。(结果均保留三位有效数字)
9．(2023·全国·高三专题练习)(1)在做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板(不带坐标方格)、爽身粉、彩笔，要完成本实验，还缺少的器材有___________。
(2)在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，在哪些方面做了理想化的假设______；
在将油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些爽身粉，这样做是为了_______。
(3)下面4个图反映“用油膜法估测油酸分子大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是___________(用字母表示)。
(4)在做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为c，又用滴管测得每N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V0，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如图所示)，测得油膜占有的小正方形个数为X。
①每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积的表达式V=___________。
②油膜的面积表达式S=_______，从图中可数出小正方形的有效个数X=________。
③用以上字母表示油酸分子的直径d=___________。
三：课堂过关精练
10．(2022春·北京·高二期末)关于“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验，下列操作正确的是( )
A．将纯油酸直接滴在水面上B．水面上撒的爽身粉越多越好
C．用试管向水面倒酒精油酸溶液少许D．待水稳定后再将爽身粉均匀撒在水面上
11．(2022春·江苏宿迁·高二统考期末)在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是( )
A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜
B．中的V是一滴油酸酒精溶液的体积
C．若油酸酒精溶液浓度太高，会使油酸分子直径的测量值偏小
D．测量油膜面积时，必须让油膜形成规则的几何形状
12．(2022·上海·二模)在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，某小组测量出的油酸分子直径比教材上介绍的分子直径大几百倍，可能性最大的原因是 ( )
A．测量1滴油酸溶液体积时误将29滴当作30滴 B．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没有充分展开
C．计算油膜面积时，只数了完整方格的数目 D．误将1滴油酸酒精溶液的体积当作1滴油酸的体积
13．(2022·北京·清华附中模拟预测)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是( )
A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜
B．分子直径等于油酸溶液的体积与油膜的面积之比
C．若油酸溶液浓度太高，会使油酸分子直径的测量值偏大
D．若测量的油膜面积偏小，会使油酸分子直径的测量值偏小
14．(2022春·辽宁大连·高二大连市一0三中学校考期中)为了减少“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是( )
A．将油酸酒精溶液滴在水面上时，滴管距水面距离尽可能远些
B．先在浅盘内的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上
C．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状
D．计算油膜面积时，舍去所有不满一格的方格
15．(2022·江苏扬州·校考模拟预测)关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法错误的是( )
A．实验时应先将痱子粉撒在水面上，再将油酸酒精溶液滴入水中 B．在水面上撒的痱子粉太厚会让测量结果偏大
C．计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积 D．该实验能在天宫空间站中进行
16．(2022·江苏连云港·统考三模)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法正确的是( )
A．为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要低一些
B．为使油酸和酒精充分混合，配成的溶液需静置较长时间
C．为清晰显示油膜的边界，滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
D．为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要大一些
二、实验题
17．(2023·全国·高三专题练习)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，具体操作如下：
Ⅰ、取油酸1.00mL注入2500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2500mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。
Ⅱ、用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00mL为止，恰好共滴了50滴。
Ⅲ、在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上散开形成一层油膜。
Ⅳ、待油膜稳定后，测得此油膜面积为1.30×102cm2，这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是___________mL。(结果保留两位有效数字)
(2)油酸分子直径是___________m。(结果保留两位有效数字)
(3)某学生在做该实验时，发现计算的直径偏大，可能的原因是___________。
A．爽身粉撒得过多
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数少记了几滴
D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
18．(2023秋·江苏南京·高二南京市宁海中学校考期末)(1)某同学在做课本上粗测油酸分子大小的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于___________：
A．痱子粉撒的太多
B．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了10滴
(2)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL，油酸膜的面积是_______cm2根据上述数据，估测出油酸分子的直径是______m。
19．(2022秋·天津河北·高三统考期中)(1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：
A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小
B．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数
C．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V
D．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面
E.将1滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
F.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S
上述实验步骤的合理顺序是______；
(2)以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，则一滴溶液中纯油酸的体积是______mL；
(3)在实验操作及数据处理过程中，以下说法中正确的是( )。
A．为了防止酒精的挥发，配置的油酸酒精溶液不能长时间放置
B．处理数据时将油酸分子看成单分子层且紧密排列
C．处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径
D．若实验中撒的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子的直径将偏大
20．(2023·高二课时练习)(1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：
A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小
B．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数
C．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V
D．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面
E．将滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
F．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)再根据方格的边长求出油膜的面积S
上述实验步骤的合理顺序是___________；
(2)以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：
①油酸薄膜的面积是___________cm2；
②一滴溶液中纯油酸的体积是___________mL；
③油酸分子的直径是___________m；(③的结果保留一位有效数字)
(3)在实验操作及数据处理过程中，以下说法中正确的是( ) 。
A．为了防止酒精的挥发，配置的油酸酒精溶液不能长时间放置
B．处理数据时将油酸分子看成单分子层且紧密排列
C．处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径
D．若实验中撒的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子的直径将偏大