高考物理新课标必考部分内容复习五十三

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选修3-3实验八用油膜法估测分子的大小

智能演练场

1.“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：

A.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.

B.将一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.

C.用浅盘装入约2cm深的水.

D,用公式d=

8

求出薄膜厚度，即油酸分子的大小.

E.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.

(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：

①_____________________________________________________________________

②____________________________________________________________________

（2）上述实验步骤的合理顺序是.

解析：（1）①C步骤中，要在水面上均匀地撒上石膏粉或琲子粉.

②实验中，要有步骤F：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.

（2）合理顺序为CFBAED

答案：（1）见解析（2）CFBAED

2.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，现有按体积比为n：m配制好

的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个

量筒.

0

请补充下述估测分子大小的实验步骤：

（1）（需测量的物理量自己用字母表示.）

（2）用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定

后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图实一8一3所示.（已

知坐标纸上每个小方格面积为S,求油膜面积时半个以上方

格面积记为S,不足半个的舍去)则油膜面积为.

(3)估算油酸分子直径的表达式为d=.

解析：(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V.

(2)利用补偿法，可查得面积为8s.

(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为

V'=

X

,油膜面积S'=8S,

由d=

3

,得d=

E

0

答案：(1)见解析(2)8S(3)

3.油酸酒精溶液的浓度为每1000矶油酸酒精溶液中有油酸

0.6mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体

积增加了1mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的

浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜

的形状如图实一8—4所示.若每一小方格的边长为25mm,试问：

(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为模型，让油酸尽

可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_______油膜，这层油膜的厚度可

视为

油酸分子的.图实一8—4中油酸膜的面积为m2；每一滴油

酸酒精

溶液中含有纯油酸体积是m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直

径

是m.(结果保留两位有效数字)

(2)某同学在实验过程中，在距水面约2cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入

水面形

成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么

呢？

请写出你分析的原

解析：油膜面积约占70小格，面积约为S=70X25X25X10-6

m2心4.4X10—2m2,一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V=

3

X

S

X10-6m3=l.2X10-11m3,油酸分子的直径约等于油膜的厚度

d=

0

LEI

m心2.7X10-10m.

答案：(1)球体单分子直径4.4X10-2

1.2X10-112.7X10-10

(2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因

此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩

4.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为

V,配制的油酸溶液中纯油酸与溶液体积之比为1：500,1mL油酸溶液50滴，那

么一滴溶液的体积是______mL,所以一滴溶液中油酸体积为V=_______cm3.

若实验中测得的结果如下表所示，请根据所给数据填写空白处的数值，并与

公认的油酸分子直径值dO=5.12X10—10m作比较，并判断此实验是否符合数量级

的要求.

d=

次数S(cm2)d平均值

(10-7cm)

1538

2545

3563

解析：1滴溶液的体积V溶液=

mL,

其中含油酸体积

V=

目

V溶液=4X10—5cm3,

据此算出3次测得的d值分别为

dl^7.43X10-8cm,d2^7.34X10-8cm,

d3心7.10X10—8cm,其平均值

J

[Z1

=7.29X10-8cm=7.29X10-10m,

这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求.

答案：

g

4X10-50.7430.7340.7107.29X10-10m符合

5.利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度P=0.8X103kg/m3

的某种油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V=0.5X10

-3cm3,形成的油膜面积为S=0.7m2.油的摩尔质量M=0.09kg/mol.若把油膜

看成是单分子层，每个油分子看成球形，只需要保留一位有效数字，那么：

(1)该油分子的直径是多少？

(2)由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数NA的值是多少？(先列出计算式，

再代入数据计算)

解析：(l)由d=

8

可得：

d=