1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 同步练习-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）

第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．（2022·全国·高三课时练习）阿伏加德罗常数是NA（mol-1），铜的摩尔质量是μ（kg/mol），铜的密度是ρ（kg/m3），则下列说法不正确的是（）A．1m3铜中所含的原子数为 B．一个铜原子的质量是C．一个铜原子所占的体积是 D．1kg铜所含有的原子数目是ρNA2．（2022·江苏南通·高三阶段练习）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法正确的是（）A．为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要低一些B．为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要大一些C．为清晰显示油膜的边界，滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉D．用纯油酸做实验，不影响实验结果二、多选题3．（2022·全国·高三课时练习）钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为g/mol），阿伏加德罗常数为NA。已知1克拉=0.2克，则（）A．a克拉钻石所含有的分子数为B．每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）C．每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）D．每个钻石分子的质量为三、实验题4．（2021·北京·人大附中三模）在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸1.0mL注入2500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2500mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；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的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，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，膜上没有石膏粉，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，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。（1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为________m3，油膜面积为______m2，求得的油酸分子直径为________m（此空保留一位有效数字）。（2）若阿伏伽德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是________。A．1kg油酸所含有分子数为B．1m3油酸所含分子数为C．1个油酸分子的质量为

D．油酸分子的直径约为（3）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于__________。A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长四、解答题5．（2022·江苏·盐城市田家炳中学高二期中）在标准状况下，有体积为V的水，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，求：（1）水中有多少个分子；（2）水分子的直径。6．（2022·全国·高三专题练习）很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，利用三氮化钠（NaN3）产生气体（假设都是N2）充入导温效果良好的气囊。若氮气充入后安全气囊的容积V=70L。已知大气压强p0=1.0×105Pa，气囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3，一个氮气分子的质量约为4.65×10-23g，氮气摩尔质量M=0.028kg/mol，阿伏加德罗常数NA≈6×1023mol-1.求：（1）该气囊中氮气分子的总个数N。（2）该气囊中氮气分子间的平均距离。参考答案：1．D【详解】A．1m3铜中所含的原子数为故A正确，不符合题意；B．一个铜原子的质量是故B正确，不符合题意；C．一个铜原子所占的体积是故C正确，不符合题意；D．1kg铜所含有的原子数目是故D错误，符合题意。故选D。2．A【详解】A．为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要低一些，A正确；B．为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些，B错误；C．正确操作步骤应为在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，C错误；D．用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是使油酸在浅盘的水面上容易形成单分子层油膜，所以用纯油酸做实验，会导致油膜面积变小，影响测量结果，D错误。故选A。3．BD【详解】A．a克拉钻石物质的量（摩尔数）为所含分子数故A错误；BC．钻石的摩尔体积每个钻石分子的体积设钻石分子的直径为d，则联立解得故B正确、C错误；D．根据阿伏加德罗常数的意义可知，每个钻石分子的质量故D正确。故选BD。4．

4×10-12

1.14×10-2（1.12×10-2~1.19×10-2）

3×10-10或4×10-10

B

AC【详解】(1)[1]一滴油酸的酒精溶液含油酸的体积为[2]超过半格的有114格，故油膜面积为[3]油酸分子直径为(2)[4]A．1kg油酸所含有分子数为故A错误；B．1m3油酸所含分子数为故B正确；C．1个油酸分子的质量为故C错误；D．设油酸分子为球形且直径为d，则一个油酸分子的体积为油酸的摩尔体积为则阿伏伽德罗常数可表示为联立可解得故D错误。故选B；(3)[5]A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴，导致测量体积偏大，直径测量偏大，故A正确；B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，使格数偏多，面积偏大，故直径测量值偏小，故B错误；C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，使面积测量值偏小，直径测量值偏大，故C正确；D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长，酒精挥发使得油酸浓度变多，扔按原来的浓度计算，则计算值偏小，因此测量值就偏小，故D错误。故选AC。5．（1）；（2）【详解】（1）体积为V的水，密度为ρ，则质量为m=ρV水分子个数（2）将水分子视为球形，设水分子的直径为d，则有每个水