备考2025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

试验十九用油膜法估测油酸分子的大小1.关于“用油膜法估测油酸分子的大小”试验，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，舍去全部不足一格的方格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，舍去全部小于半格的方格，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，需接受累积法以减小误差，所以C错误；若油酸未完全散开，则测量的油膜面积会偏小，依据d＝VS2.在“用单分子油膜估测分子直径”的试验中，匀整撒痱子粉有利于形成边界清楚的油膜，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解析匀整撒下的痱子粉可以约束油膜表面的扩张，形成边界清楚的油膜.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＝ηVS3.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，油酸在水面绽开，稳定后形成单分子油膜的形态如图所示.（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1.0×10－11m（3）依据上述数据，估算出油酸分子的直径为1.3×10－9（或1.2×10－（4）为了尽可能精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＝1.0×10－11（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.（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”的试验中，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态和尺寸如图所示，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）某同学试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，舍去了全部不足一格的方格D.水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分绽开（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.假如已知体积为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（5）本试验体现的物理思想方法为B（填选项前的字母）.A.限制变量法 B.志向模型法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（3）假如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，计算时接受统计的油膜面积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，假如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；假如计算油膜面积时，舍去了全部不足一格的方格，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；假如水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分绽开，导致统计的油膜面积比充分绽开的油膜面积小，