2020屆高三物理練習(xí) 實(shí)驗(yàn)用油膜法估測(cè)分子的大小 新人教版

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1、選考部分 選修3-3 第十一章 第3單元 實(shí)驗(yàn) 用油膜法估測(cè)分子的大小 1．“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)要步驟如下： A．將畫(huà)有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個(gè)的舍去， 多于半個(gè)的算一個(gè))，再根據(jù)方格的邊長(zhǎng)求出油膜的面積S. B．將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán) 上，用彩筆將薄膜的形狀描畫(huà)在玻璃板上． C．用淺盤(pán)裝入約2 cm深的水． D．用公式d＝求出薄膜厚度，即油酸分子的大?。? E．根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V. (1)上述步驟中有步驟遺漏或步驟不完全，請(qǐng)指出：

2、 ①_______________________________________________________________________ ②_______________________________________________________________________ (2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是________． 解析：(1)①C步驟中，要在水面上均勻地撒上石膏粉或痱子粉． ②實(shí)驗(yàn)中，要有步驟F：用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴 入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積時(shí)的滴數(shù)． (2)合理順序?yàn)镃FBAED 答案：(1)見(jiàn)解析　(2)CFB

3、AED 2．在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有按體積比 為n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個(gè)盛 有約2 cm深水的淺盤(pán)，一支滴管，一個(gè)量筒． 請(qǐng)補(bǔ)充下述估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟： (1)________________(需測(cè)量的物理量自己用字母表示．) (2)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤(pán)，等油酸薄膜穩(wěn)定 后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖11－3－3所示．(已 知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格面積為S，求油膜面積時(shí)半個(gè)以上方格面積記為S，不足半個(gè) 的舍去)則油膜面積為_(kāi)_______． (3)估算油酸分子直徑的表達(dá)式為d＝____________. 解析：(1)

4、用滴管向量筒內(nèi)加注N滴油酸酒精溶液，讀其體積V. (2)利用補(bǔ)償法，可查得面積為8S. (3)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V′＝×，油膜面積S′＝8S，由 d＝，得d＝. 答案：(1)見(jiàn)解析　(2)8S　(3) 3.油酸酒精溶液的濃度為每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸 0.6 mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的 溶液體積增加了1 mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入 足夠大盛水的淺盤(pán)中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開(kāi)， 穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖11－3－4所示．若每一小方 格的邊長(zhǎng)為25 mm，試問(wèn)： (1)這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為_(kāi)

5、_______模型，讓 油酸盡可能地在水面上散開(kāi)，則形成的油膜可視為_(kāi)______油膜，這層油膜的厚度可 視為油酸分子的________．圖11－3－4中油酸膜的面積為_(kāi)_______m2；每一滴油酸 酒精溶液中含有純油酸體積是________m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑 是________m．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成 油膜，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到，油膜的面積會(huì)先擴(kuò)張后又收縮了一些，這是為什么呢？ 請(qǐng)寫(xiě)出你分析的原因：________________________________________

6、____________ ________________________________________________________________________. 解析：油膜面積約占70小格，面積約為S＝70×25×25×10－6 m2≈4.4×10－2 m2， 一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為V＝××10－6 m3＝1.2×10－11 m3，油 酸分子的直徑約等于油膜的厚度 d＝＝ m≈2.7×10－10 m. 答案：(1)球體　單分子　直徑　4.4×10－2 1．2×10－11　2.7×10－10 (2)主要有兩個(gè)原因：①水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復(fù)水

7、平，因此油膜 的面積擴(kuò)張；②油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮 4．在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，已知一滴溶液中油酸的體積為V，配制 的油酸溶液中純油酸與溶液體積之比為1∶500，1 mL油酸溶液50滴，那么一滴溶 液的體積是_______mL，所以一滴溶液中油酸體積為V＝_______ cm3.若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得 的結(jié)果如下表所示，請(qǐng)根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫(xiě)空白處的數(shù)值，并與公認(rèn)的油酸分子直徑 值d0＝5.12×10－10m作比較，并判斷此實(shí)驗(yàn)是否符合數(shù)量級(jí)的要求． 次數(shù) S(cm2) d＝(10－7cm) d平均值 1 538 2 545 3 5

8、63 解析：1滴溶液的體積V溶液＝ mL，其中含油酸體積 V＝V溶液＝4×10－5cm3， 據(jù)此算出3次測(cè)得的d值分別為 d1≈7.43×10－8cm，d2≈7.34×10－8 cm， d3≈7.10×10－8cm，其平均值 ＝＝7.29×10－8cm＝7.29×10－10m， 這與公認(rèn)值的數(shù)量級(jí)相吻合，故本次估測(cè)數(shù)值符合數(shù)量級(jí)的要求． 答案：　4×10－5　0.743　0.734　0.710　7.29×10－10 m　符合 5．利用油膜法可以粗略測(cè)出阿伏加德羅常數(shù)，把密度ρ＝0.8×103 kg/m3的某種油，用 滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知這滴油的體積為V＝0.5×10－3 cm3，形成的油 膜面積為S＝0.7 m2.油的摩爾質(zhì)量M＝0.09 kg/mol.若把油膜看成是單分子層，每個(gè) 油分子看成球形，只需要保留一位有效數(shù)字，那么： (1)該油分子的直徑是多少？ (2)由以上數(shù)據(jù)可粗略測(cè)出阿伏加德羅常數(shù)NA的值是多少？(先列出計(jì)算式，再代入 數(shù)據(jù)計(jì)算) 解析：(1)由d＝可得： d＝ m≈7×10－10 m (2)每個(gè)油分子的體積V0＝πd3 油的摩爾體積Vmol＝ 假設(shè)油是由油分子緊密排列而成的，有： NA＝＝ 代入數(shù)據(jù)可得NA≈6×1023 mol－1. 答案：(1)7×10－10 m　(2)見(jiàn)解析