第十五章　137.热学基本概念的理解---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版）

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实验：用油膜法估测油酸分子的大小
(分值：28分)
1~4题每题5分
1.(2025·黑龙江哈尔滨市二模)利用所学知识判断下列图片及相应描述正确的是( )
A.太空授课失重环境下的“液桥”现象(图a)说明表面张力方向与液体表面垂直
B.铌包头矿是富含Ba、Nb、Ti、Fe、Cl的硅酸盐矿物(图b)，由微观结构可知该物质有固定的熔点
C.悬浮在液体中的微粒越大(图c)，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
D.“饮水小鸭”(图d)“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不需要外界提供能量，也能够持续工作下去
答案 B
解析 表面张力的方向实际上是沿着液体表面的切线方向，而不是垂直于液体表面，A错误；
硅酸盐矿物通常具有固定的熔点，因为它们是晶体结构，晶体物质有固定熔点，B正确；
布朗运动的明显程度与微粒的大小和温度有关，微粒越小，温度越高，布朗运动越明显，C错误；
“饮水小鸭”实际上是通过蒸发和冷凝的物理过程来工作的，虽然看似不需要外界能量，但实际上它依赖于环境中的温度变化和水的蒸发，D错误。
2.(2025·江苏南通市三模)如图所示，将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开一个保护罩，再拿出来，绒毛还能保持干燥，原因是( )
A.泡的时间短
B.水浸润绒毛
C.水虽浸润绒毛，但有水的表面张力作用
D.水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用
答案 D
解析 将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开一个保护罩，再拿出来，绒毛还能保持干燥，原因是水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用。故选D。
3.已知阿伏加德罗常数为NA(ml-1)，某气体物质的摩尔质量为M(kg/ml)，该物质的密度为ρ(kg/m3)，则下列叙述中正确的是( )
A.该物质1个分子的质量是ρNA
B.该物质1个分子的大小是MρNA
C.1 kg该物质所含的分子个数是ρNA
D.1 kg该物质所含的分子个数是1MNA
答案 D
解析 该物质1个分子的质量是MNA，选项A错误；该物质1个分子占有的空间大小是MρNA，选项B错误；1 kg该物质所含的分子个数是1MNA，选项C错误，D正确。
4.(2025·新疆乌鲁木齐市三模)甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，图中曲线为两分子间引力和斥力与它们之间距离r的关系图像。现将乙分子从r=r1位置由静止释放，乙分子运动到r=r2位置时速度为零。则( )
A.图中实线为两分子间引力与距离r的关系图像
B.乙分子位于r=r2位置时，乙分子处于平衡状态
C.乙分子位于r=r1位置时，两分子系统的势能最小
D.乙分子从r1运动到r2过程中，加速的距离大于减速的距离
答案 D
解析 由于斥力随着距离r变化的更快，所以图中实线为两分子间斥力与距离r的关系图像，故A错误；
乙分子从r=r1位置由静止释放，运动到r=r2位置时速度为零，该过程乙分子先加速后减速，分子力先做正功后做负功，两分子系统的势能先减小后增大，故C错误；
乙分子位于r=r2位置时，斥力大于引力，受力不平衡，故B错误；
分子间引力与斥力的合力随r变化的图像如图所示
乙分子由r=r1位置运动到r=r0位置为加速过程，由r=r0位置运动到r=r2位置为减速过程，加速过程和减速过程动能的变化量绝对值相等，合力做的功绝对值相等，乙分子加速过程受到的平均作用力小于减速过程受到的平均作用力，故加速的距离大于减速的距离，故D正确。
5.(8分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将6 mL的油酸溶于酒精，制成10 L的油酸酒精溶液，测得1 mL的油酸酒精溶液有75滴。现取1滴该油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将带有网格线的透明塑料盖板放在浅盘上，用彩笔在塑料盖板上描出油膜的轮廓，其形状和尺寸如图所示，塑料盖板上的小方格边长为1 cm。则：
(1)(2分)油膜的面积是 cm2；
(2)(2分)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL(结果保留1位有效数字)；
(3)(2分)按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为 m(结果保留1位有效数字)；
(4)(2分)某同学在实验中最终得到的计算结果比大部分同学的结果偏大，对出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是 。
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D.水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开
答案 (1)1.15×102 (2)8×10-6
(3)7×10-10 (4)ACD
解析 (1)大于半格的算作一格，小于半格的舍去，根据油膜形状得知，油膜的面积为S=115×1 cm2=1.15×102 cm2。
(2)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是V=175×61×104 mL=8×10-6 mL。
(3)油酸分子的直径为d=VS=8×10−6 mL1.15×102 cm2≈7×10-8 cm=7×10-10 m。
(4)将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积，导致油酸体积V偏大，根据d=VS可知，会导致计算的油酸分子直径偏大，故A正确；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，会导致油膜面积S偏大，根据d=VS可知，会导致计算得到的油酸分子直径偏小，故B错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，会导致油膜面积S偏小，根据d=VS可知，会导致计算得到的油酸分子直径偏大，故C正确；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，会导致油膜面积S偏小，根据d=VS可知，会导致计算的油酸分子直径偏大，故D正确。