1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 基础练习-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）

1.2、实验：用油膜法估测油酸分子的大小一、选择题（共16题）1．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，配制好适当比例的油酸酒精溶液，用注射器和量筒测得1mL含上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测出油膜的面积，便可算出油酸分子的直径。某同学计算出的油酸分子的直径结果明显偏大，可能的原因是（）A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了几滴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．如图所示为一个防撞气包，包内气体在标准状况下体积为336mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积V0=22.4L/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1，求气包内气体的分子个数（）（结果均保留两位有效数字）A．6.0×1021个 B．7.0×1021个 C．8.0×1021个 D．9.0×1021个4．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液中有液滴50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示。坐标纸中正方形方格的边长为20mm。则根据上述数据估测出油酸分子的直径是（）A．1×10-9m B．2×10-10m C．5.5×10-10m D．8×10-11m5．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6．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是()A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B．对油酸溶液起到稀释作用C．有助于测量一滴油酸的体积D．有助于油酸的颜色更透明便于识别7．在油膜实验中，体积为V(m3)的某种油，形成直径为d(m)的油膜，则油分子的直径近似为()A．(m) B．(m) C．(m) D．(m)8．采用油膜法估测分子的直径，先将油酸分子看成球形分子，再把油膜看成单分子油膜，在实验时假设分子间没有间隙。实验操作时需要测量的物理量是（）A．1滴油酸的质量和它的密度B．1滴油酸的体积和它的密度C．油酸散成油膜的面积和油酸的密度D．1滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积9．在“用油膜法估测分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL。用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油膜的轮廓形状如图所示。图中每个小正方形方格的边长均为1cm，下列说法不正确的是（）A．实验时将油酸分子看成球体B．实验时不考虑各油酸分子间的间隙C．使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜D．该实验测出油酸分子的直径约是6.5×10－8m10．某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22m2的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干，已知分子直径数量级为10－10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为（）（保留两位有效数字）A．.1‰ B．.2‰ C．.3‰ D．.4‰11．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．用油膜法可以精确测量分子的大小B．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积C．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格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12．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，每104mL油酸酒精溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得75滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓，数出油膜共占116个小方格，如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。由此估算出油酸分子直径为（）A．7×10-8m B．7×10-10m C．1×10-8m D．1×10-10m13．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14．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，下列做法不正确的是()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E．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，是为了形成单分子油膜15．“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是（

）A．将油膜看成单分子油膜B．不考虑各油酸分子间的间隙C．考虑了各油酸分子间的间隙D．将油膜分子看成球形16．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（单位为），摩尔质量为（单位为），阿伏加德罗常数为。已知1克拉克，则（）A．克拉钻石所含有的分子数为B．克拉钻石所含有的分子数为C．每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）D．每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）E．每个钻石分子的质量为二、填空题17．测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S。（1）在浅盘里盛上水，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，将爽身粉均匀地撒在水面上。（2）用注射器向水面上滴1滴______形成一块有轮廓的油膜。（3）待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上______。（4）根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的______，多于半个的算一个。（5）把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到______。18．用油膜法估测分子直径实验中，实验室提供的油酸酒精溶液的浓度为万分之6（体积比），用注射器抽取这种浓度的溶液，然后把溶液逐滴从注射器推出，测出是150滴．然后把一滴溶液滴入盛水的浅盘里，最后形成一个面积为的稳定单分子油膜，则滴入盛水浅盘中的纯油酸约为_______，测得油酸分子的直径约为_______m．（结果均保留1位有效数字）19．在“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液浓度为A，记下N滴溶液总体积为V，则一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V油酸=____；在透明方格纸板上数得一滴油酸酒精溶液形成的油膜占有的正方形小格个数为X，已知小格的边长为a，则油酸分子直径D=____．20．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______．三、综合题21．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，形成单分子层油膜，现有按酒精与油酸的体积比为m:n配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴．(1)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．(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，不足半个舍去)则油膜面积为?(2)求估算油酸分子直径的表达式22．在“油膜法估测分子直径”的实验中，某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.25m2的蒸发皿，滴管，量筒（60滴溶液滴入量筒体积约为1毫升），纯油酸和无水酒精若干等．已知分子直径数量级为10﹣10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为多少？23．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104

mL溶液中有纯油酸5mL，用注射器测得1mL上述溶液中有液滴52滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm。请根据上述数据及信息进行估算（结果均保留1位有效数字）。（1）油膜的面积S；（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V；（3）油酸分子的直径d。参考答案：1．A【详解】A．油酸未完全散开，S偏小，由d=可知，分子直径偏大。故A正确；B．油酸中含有大量酒精不会造成影响，因为酒精最终挥发或者溶于水，故B错误；C．计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格,S偏大，由d=可知，分子直径偏大。故C错误；D．求每滴体积时，1ml的溶液的滴数误多记了几滴，纯油酸的体积V将偏小，由d=可知，分子直径偏小，故D错误。故选A。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．D【详解】由题意可知，包内气体的物质的量为包含分子数为N=nNA联立代入数据可解得个，D正确。故选D。4．C【详解】求油膜的面积时，先数出共有约55个小方格。故油膜的面积为由于104

mL溶液中含有纯油酸6mL，则1mL中有纯油酸又1mL上述溶液中有液滴55滴，故1滴溶液中含有纯油酸的体积为由公式可得油酸分子直径为故选C。5．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。6．B【详解】实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度，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，也就是为了减小系统误差．A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓，与分析结果不符，故A错误；B．对油酸溶液起到稀释作用，与分析结果相符，故B正确；C．有助于测量一滴油酸的体积，与分析结果不符，故C错误；D．有助于油酸的颜色更透明便于识别，与分析结果不符，故D错误．7．D【详解】油膜面积为S=π()2(m2)，所以油分子的直径为D=(m).故ABC错误，D正确．故选：D8．D【详解】根据实验原理，先将油酸分子看成球形分子，紧密排列的油酸分子，在水面上形成单分子油膜，则用纯油酸的体积除以油膜最大面积得出的油膜面积厚度，即为油酸分子直径。所以实验操作时需要测量出1滴油酸的体积和它在水面上散成油膜的最大面积，故D正确，ABC错误。故选D。9．D【详解】AB．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验的基本原理是：①让油膜尽可能散开，形成单分子层；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间空隙，故AB正确，不符合题意；C．由于酒精易溶于水，使用油酸酒精溶液的目的是让油膜在水面上形成单层分子油膜，故C正确，不符合题意；D．一滴油溶液中含油的体积为所以油酸分子直径为故D错误，符合题意。故选D。10．A【详解】根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，油酸酒精溶液浓度最大．一滴油酸的体积V0＝dS＝10－10m×0.22m2＝2.2×10－11m3一滴油酸酒精溶液的体积V＝cm3＝2×10－8m3则此油酸酒精溶液的浓度至多为＝1.1‰故选A。11．B【详解】A．用油膜法只能粗略测量分子的大小，故A错误；B．油膜为单分子紧密排列的，因此单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径，所以油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积，故B正确．C．在计算面积时，超过半个的按一个，不足半格的才能舍去，故C错误；D．实验时要先洒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，故D错误；12．B【详解】1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积：面积超过正方形一半的正方形的个数为113个，故油膜的面积，油酸分子直径故选B。13．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。14．ABC【详解】在测量油膜面积时，应让油膜尽可能散开，形成单分子油膜，然后再用玻璃板描下油膜的形状，用坐标纸通过数格数来计算油膜的面积，超过半格的算一格，不足半格的舍去，故DE正确，不符合题意；ABC错误，符合题意。故选ABC。15．ABD【详解】A．把油酸分子进行理想化处理就是科学的方法,把油酸分子紧密排列在一起，看成单分子油膜，根据体积除以表面积等于高的关系，计算出油酸分子的直径；A对；BC．固体和液体分子间距离很小，可以忽略分子间距离；B对C错；D．把油酸分子看成球形也是一种理想模型的做法，D对。故选ABD.。16．ACE【详解】AB．克拉钻石的物质的量为所含分子数为A正确，B错误；CD．钻石的摩尔体积为每个钻石分子的体积又解得（单位为m）C正确，D错误；E．每个钻石分子的质量E正确。故选ACE。17．

油酸