备考2024届高考物理一轮复习分层练习第十五章热学实验十九用油膜法估测油酸分子的大小

这是一份备考2024届高考物理一轮复习分层练习第十五章热学实验十九用油膜法估测油酸分子的大小，共4页。试卷主要包含了0×10－3　m2，51000×50mL＝1等内容，欢迎下载使用。
1.关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列选项正确的是 A .
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.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
C.测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可
D.若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小
解析 将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，所以A正确；利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有小于半格的方格，大于等于半格的算1格，所以B错误；测一滴油酸酒精溶液的体积时，需采用累积法以减小误差，所以C错误；若油酸未完全散开，则测量的油膜面积会偏小，根据d＝VS知，测出的分子直径偏大，所以D错误.
2.在“用单分子油膜估测分子直径”的实验中，均匀撒痱子粉有利于形成 边界清晰的油膜 ，便于记录数据.将体积为V的油酸酒精溶液滴在水面上，油膜充分散开后面积为S，溶液的浓度为η，则估算该分子的直径为 ηVS .
解析 均匀撒下的痱子粉可以约束油膜表面的扩张，形成边界清晰的油膜.浓度为η、体积为V的油酸酒精溶液中，纯油酸的体积为ηV，油酸分子的直径等于油膜的厚度d＝ηVS.
3.油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用注射器吸取1mL油酸酒精溶液，把该溶液滴入烧杯内，总滴数为50滴.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘（已撒痱子粉）中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示.（以下计算结果均保留2位有效数字）
（1）若每一小方格的边长为10mm，则油酸薄膜的面积约为 8.0×10－3（7.8×10－3～8.2×10－3均可） m2.
（2）每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 1.0×10－11 m3.
（3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为 1.3×10－9（或1.2×10－9） m.
（4）为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列可行的措施是 BD （填选项前的字母）.
A.油酸酒精溶液的浓度适当大一些
B.油酸酒精溶液的浓度适当小一些
C.油酸扩散后立即绘出轮廓图
D.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
解析 （1）每个小方格的面积为S1＝（10mm）2＝1×10－4m2，面积超过小方格面积一半的小方格的个数约为80个，则油酸薄膜的面积约为S＝80S1＝80×10－4m2＝8.0×10－3m2.
（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝0.51000×50mL＝1.0×10－11m3.
（3）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则分子的直径为d＝VS＝1.0×10－118.0×10－3m＝1.3×10－9m.
（4）为能形成单分子油膜，油酸酒精溶液的浓度应适当小些；绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行.故选B、D.
4.在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.5mL，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撒有爽身粉的浅盘中，待水面稳定后，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）油酸薄膜的面积为 71（69～73均可） cm2.
（2）油酸分子的直径为 8.8×10－10（8.6×10－10～9.1×10－10均可） m（结果保留2位有效数字）.
（3）某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于 CD （填选项前的字母）.
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.计算油膜面积时，错将全部不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D.水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开
（4）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数.如果已知体积为V的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为 6MS3πρV3 .（分子看成球体）
（5）本实验体现的物理思想方法为 B （填选项前的字母）.
A.控制变量法B.理想模型法
C.极限思维法D.整体与隔离法
解析 （1）轮廓包围的方格约为71个，故油酸薄膜的面积为S＝71×1×1cm2＝71cm2.
（2）每滴溶液中含有纯油酸的体积为V＝180×0.51000mL＝6.25×10－6mL，油酸分子的直径为d＝VS＝8.8×10－10m.
（3）如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油膜的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油膜面积S偏大，由d＝VS可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，故A错误；计算油膜面积时，如果错将全部不完整的方格作为完整方格处理，导致统计的油膜面积比实际面积大，油酸分子直径的计算结果将偏小，故B错误；如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，油酸分子直径的计算结果将偏大，故C正确；如果水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开，导致统计的油膜面积比充分展开的油膜面积小，油酸分子直径的计算结果将偏大，故D正确.
（4） 油酸分子个数为N＝V43π(V2S)3，油酸的物质的量为n＝ρVM，故阿伏加德罗常数为NA＝Nn＝6MS3πρV3.
（5）实验中把油酸分子简化为球体，忽略分子间隙，并且认为油膜为单层分子薄膜，是一种理想化模型，故选B.