1.2 实验：用油膜法估测酸分子的大小 一课一练-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册（解析版）

1.2、实验：用油膜法估测酸分子的大小一、选择题（共15题）1．某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算出的分子直径明显偏小，可能是由于（）A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开B．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理C．将油酸酒精溶液的体积误当成纯油酸的体积D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了10滴2．某种油酸酒精溶液中油酸的体积百分比浓度为0.05%，50滴这种溶液的总体积为1mL，将1滴这样的溶液滴在足够大的水面上，酒精溶于水并很快挥发，最后在水面上形成的油膜面积约为（）A．103cm2 B．104cm2C．105cm2 D．106cm23．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，我们估测到的物理量是（）A．水分子的直径 B．水分子的体积C．油分子的直径 D．油分子的体积4．用油膜法测定分子的大小实验中，体积为V的油滴，在水面上形成近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d，则油分子直径大小约为（）A． B． C． D．5．在“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，关于油膜面积的测量方法，下列做法正确的是（

）A．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即用刻度尺去测量油膜的面积B．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去测量油膜的面积C．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积D．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸去计算油膜的面积6．在“用油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是（）A．用油膜法可以精确测量分子的大小B．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格C．根据油酸的体积和油膜的面积可算出油酸分子的直径D．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面、再把痱子粉洒在水面上7．利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数，如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的摩尔质量为M，密度为，则阿伏加德罗常数约可表示为(

)A． B．C． D．8．在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液，现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S，已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（）A．该实验中假设油酸分子是球模型，油酸在水面形成了单分子油膜B．实验中使用酒精的目的是为了稀释油酸C．由题目中数据可知油酸分子的直径为D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为9．在实验“用油膜法估测油酸分子的大小”中，用注射器向浅盘里的水面滴入的是（）A．一滴油酸酒精溶液 B．一滴纯油酸C．油酸酒精溶液 D．纯油酸10．用单分子油膜测分子的直径时，对其所用实验方法的正确认识是A．用量筒测得油酸酒精溶液的体积V，计算油酸分子直径时要用到d="V/s"B．用透明方格纸，是为了便于估算一滴油酸溶液形成的油膜面积C．在水面上撒些痱子粉，是为了让油膜尽量散开并呈现圆形D．在水面上撒些痱子粉，是为了围住油膜形成规则形状11．在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液。现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S，已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（）A．该实验中假设油酸分子是按照单分子层排列的B．由题目中数据可知油酸分子的直径为C．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算分子直径数值会偏大D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为12．在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法中正确的是（）A．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上B．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格C．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积D．用油膜法可以精确测量分子的大小13．用油膜法估测分子直径的理想条件是（

）A．将油酸分子看成球体B．考虑各油酸分子间的间隙C．认为油酸分子是紧密排列的D．将油膜看成单分子油膜14．关于用“油膜法”估测分子大小的实验，下列说法中正确的是（

）A．单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径B．测量结果表明，分子直径的数量级是10－10mC．实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上D．处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径E．实验时，先将1cm3的油酸滴入300cm3的纯酒精中，制成油酸酒精溶液，再取一滴该溶液滴在撒有痱子粉的水面上，测量所形成的油膜面积15．油膜法测定分子的大小的实验中，在水面上先均匀地撒些痱子粉的目的是（）A．利用痱子粉的吸引力，使油膜尽量散开B．利用痱子粉的阻碍作用，使油膜尽量散成规则的形状C．增大水面的密度，使油膜浮在液面上D．能显示出油膜的清晰形状二、填空题16．某同学做“用油膜法估测分子大小”的实验时，在边长约30cm的浅盘里倒入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀的撒在水面上，用注射器滴一滴____________在水面上。稳定后，在玻璃板上描下油膜的轮廓，放到坐标纸上估算出油膜的面积。实验中若撒的痱子粉过多，则计算得到的油酸分子的直径偏______。17．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，在每200mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，实验中利用注射器测出200滴该溶液的体积为1mL，已知1滴该溶液滴入浅水盘中最终形成的油膜面积为175cm2，则油酸分子大小约为__________m（保留3位有效数字）。在该实验中，液体表面的张力使液滴从针头滴落时呈现球状，则液体表层分子间作用力表现为______（填“引力”或“斥力”），分子间距离__________（填“大于”、“等于”或“小于”）液体分子的平衡距离。18．在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL溶液中有6mL油酸，用滴管测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，测得其表面积为100cm2，则1滴油酸溶液中含油酸的体积是_____mL，油酸分子的直径是_____．19．在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中，具体操作如下：①取纯油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，油膜上没有爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓；④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。（1）这种估测方法是将每个分子视为________，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。（2）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3，油膜面积为________m2，求得的油酸分子直径为________m。（结果均保留两位有效数字）综合题20．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量，密度。若100滴油酸的体积为1mL，则一滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取，球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字）21．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量，密度。若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取NA=6.02×1023mol-1.球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字）22．在标准状况下，体积为V的水蒸气可视为理想气体，已知水蒸气的密度为，阿伏伽德罗常数为，水的摩尔质量为M，水分子的直径为d．（1）计算体积为V的水蒸气含有的分子数；（2）估算体积为V的水蒸气完全变成液态水时，液态水的体积将液态水分子看成球形，忽略液态水分子间的间隙．参考答案：1．B【详解】A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，导致面积测量偏小，根据公式所以直径测量偏大，A错误。B．计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理，导致面积测量偏大，根据公式所以直径测量偏小，B正确。C．将油酸酒精溶液的体积误当成纯油酸的体积，导致体积测量偏大，根据公式所以直径测量偏大，C错误。D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数少计了10滴，导致每滴油酸的体积测量偏大，根据公式所以直径测量偏大，D错误。故选B。2．A【详解】1滴溶液中含纯油酸的体积V=×10-6×0.05%m3=1×10-11m3分子直径的数量级为10-10m，由V=Sd得S=m2=10-1m2=103cm2故选A。3．C【详解】在试验过程中，油膜完全散开，油酸溶液在水面上形成的单分子油膜，通过油酸分子的体积除以油膜的面积得到的是油酸分子的直径。故ABD错误，C正确。故选C。4．A【详解】单分子油膜层的面积则油酸分子的直径．A．，与结论相符，选项A正确；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选A．5．D【详解】液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，形成单分子油膜，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸计算油膜的面积，由于油膜不规则，无法用刻度尺去量油膜的面积，故ABC错误，D正确；故选D．6．C【详解】A．由于油膜法假设分子是单层并且紧密相连的，并不完全符合实际，故不能精确测量分子的大小，故A错误；B．在计算面积时，超过半个的按一个，不足半格的才能舍去，故B错误；C．根据实验原理可知，分子直径是由纯油酸的体积除以相应的油膜的面积，故C正确；D．实验时要先洒痱子粉，再滴油酸酒精溶液；故D错误；故选C。7．A【详解】油的摩尔体积为油分子的直径每个油分子的体积为阿伏加德罗常数为故A正确，BCD错误。故选A。8．D【详解】A．该实验中把油膜看成单分子层油膜，不考虑各分子间的间隙，将油酸分子看成球形，A正确，不符合题意；B．该实验中酒精的作用是对油酸起稀释作用，使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，B正确，不符合题意；C．取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液，单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积

由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为C正确，不符合题意；D．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量为这一滴溶液中所含的油酸分子数为D错误，符合题意。故选D。

9．A【详解】首先将油酸稀释，制成油酸酒精溶液，取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，酒精迅速溶于水，在水面上形成薄薄的一层油膜，量出油膜的面积，从而算出油膜的分子直径。故选A。10．B【详解】A：用量筒测得油酸酒精溶液的体积V，计算油酸分子直径时要用到d=V/s．是本实验的操作步骤．故A选项不正确B：用透明方格纸就可估算出油膜的面积，这是实验方法的体现．故B选项是正确的C：在水面上撒些痱子粉，是为了让油膜尽量散开并呈现圆形．也是实验操作步骤，故C选项不正确．D：撒些痱子粉，不是为了围住油膜形成规则形状，而是让油酸形成单分子油膜，且一个靠着一个．故D不正确．11．C【详解】A．该实验中假设油酸分子是按照单分子层排列的，A项正确；B．体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液，单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0，由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径d==B项正确；C．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算得到的油膜的面积偏大，则测得的分子直径数值会偏小，C项错误；D．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量m=ρV=这一滴溶液中所含的油酸分子数n=NA=D项正确。故选C。12．C【详解】A．实验时要先洒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，A错误；B．在计算面积时，超过半个的按一个，不足半格的才能舍去，B错误；C．根据实验原理可知，分子直径是由纯油酸的体积除以相应的油膜的面积，C正确；D．由于油膜法假设分子是单层并且紧密相连的；并不完全符合实际，故不能精确测量分子的大小，D错误。故选C。13．ACD【详解】用油膜法测油酸分子直径的三个前提条件：①将油酸分子视为球体模型；②忽略油酸分子之间的间隙，认为分子是紧密排列的；③油酸分子在水面是单分子排列。只有在上述三个理想条件下油酸的厚度才能视为油酸分子的直径。故选ACD。14．ABE【详解】A．油膜为单分子紧密排列，平铺的一层，因此单分子油膜的厚度被认为是油分子的直径，故A正确；B．分子直径很小，其数量级是10-10m，故B正确；C．实验时先将痱子粉均匀的洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，可以使油酸分子紧密排列，故C错误；D．一滴油酸酒精溶液的体积并非油酸体积，要根据油酸酒精溶液中所含油酸的比例，求出所含油酸体积，然后除以油膜的面积，就是油酸分子的直径，故D错误；E．实验时，先将1cm3的油酸滴入300cm3的纯酒精中，制成油酸酒精溶液，再取一滴该溶液滴在撒有痱子粉的水面上，油酸分子紧密排列，形成单分子油膜，测量所形成的油膜面积，然后再用油酸体积除以该面积，就能达到实验目的，故E正确．故选ABE．15．BD【详解】膜法测定分子的大小的实验中，在水面上先均匀地撒些痱子粉的目的是利用痱子粉的阻碍作用，使油膜尽量散成规则的形状，能显示出油膜的清晰形状，所以BD正确；AC错误；故选BD。16．

油酸酒精溶液

大【详解】油膜法测分子直径实验中，用注射器滴一滴油酸酒精溶液在水面上，让它形成单分子油膜；实验过程中，若撒的痱子粉过多，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由可知，实验测量的油酸分子的直径偏大。17．