1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小同步练习 2021—2022 学年高 中物理人教版（2019）选择性必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中，用到了“数格子”的方法，这是为了估算（ ） A．一滴油酸的体积 B．一滴油酸的面积 C．一个油酸分子的体积 D．一个油酸分子的面积 2．下列哪一组物理量，可以估算出一团气体中分子间的平均距离 A．该气体的密度、体积和摩尔质量 B．阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 C．阿伏伽德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 D．阿伏伽德罗常数、该气体的质量和体积 3．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 4．用单分子油膜法测出油酸分子（视为球形）的直径后，若要计算阿伏伽德罗常数，还需要的物理量是 （　　） A．油滴的体积 B．油滴的质量 C．油酸的摩尔体积 D．油酸的摩尔质量 5．如图所示为一个防撞气包，包内气体在标准状况下体积为 336 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积 V0=22.4 L/mol，阿伏加德罗常数 NA=6.0×1023 mol-1，求气包内气体在标准状况下每个分子所占的体积（　 ）（结果均保留两位有效数字）。 A．3.0×10-26 m3 B．3.7×10-25 m3 C．3.7×10-26 m3 D．3.7×10-27 m3 6．如图所示为一个防撞气包，包内气体在标准状况下体积为 336 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积 V0=22.4 L/mol，阿伏加德罗常数 NA=6.0×1023 mol-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 7．在用油膜法估测分子大小的实验中，体积为 V 的某种油，形成一圆形油膜，直径为 d，则油分子的直径 近似为（　　） 2V 2 A．  d d2 B． 2V d2 C． 4V 4V 2 D．  d 8．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．8×10-11m 9．在“油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的单分子层，这体现的物理思想方法是 （　　） A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．累积法 10．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，为了减少测量的误差，下列方法可行的是（　　） A．配置浓度较高的油酸酒精溶液 B．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些 C．先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴 4 滴在水面上 D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 11．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 12．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉 B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹 r0 C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从 增大时，分子力先变小后变大 D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高 13．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 V1V0 B．由题目中数据可知油酸分子的直径为 V2S 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 V1V0 N A D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为 MV2 14．如图所示，“用油膜法估测分子的大小”的实验。在实验中，将油酸酒精溶液滴入水中后，接着操作的 是（　　） A．立刻用刻度尺去量油膜的面积 B．让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积 C．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．让油膜尽可能地散开，等到形状稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积 15．用“单分子油膜估测分子的大小”的实验中，用到了“数格子”的方法，是为了估算 A．一滴油酸的体积 B．一滴油酸的面积 C．一个油酸分子的体积 D．一个油酸分子的面积 二、填空题（共 4 题） 16．如图所示，是利用______法估测分子大小的示意图。若一滴油酸体积为 V，在水面上散开的面积为 S，则分子的直径大小 d=______ 17．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，进行了理想化的假设，如：__________（写出一种假设即 可）。若已知 n 滴油的总体积为 V，一滴油所形成的油膜面积为 S，则一个油分子的直径为________。 18．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） 19．(1)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，所用油酸酒精溶液体积浓度为 0.10%，且知一滴油酸酒精 溶液的体积 V=4.8×10－3 mL。油酸未完全散开时就开始测量油酸膜的面积，会导致计算结果____（填“偏大” “偏小”或“不变”）；若一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积 S=40cm2，则可测出油酸分子的直径为 ________m。 三、综合题（共 4 题） 20．取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄膜，测出这一薄膜的面 积为 0．2m2，已知油酸分子的直径为 5×10 －10m，1 cm3 的油酸酒精溶液有 50 滴，试估算原油酸酒精溶液 纯油酸体积 油酸酒精溶液体积 ×100%）． 的体积浓度（ 21．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 1 mL 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。 22．一个足球的容积是 2.5L 。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为 125mL 、压强与大气压相同 的气体打进足球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，打了 20 次后足球内部 空气的压强是大气压的多少倍？你在得出结论时考虑到了什么前提？实际打气时的情况能够满足你的前提 吗？ 23．在“用油膜法测量分子直径”的实验中，将 管测试时每 溶液刚好能滴 20 油酸加入到 L 酒精中配成油酸酒精溶液，用滴 滴，取其中--滴轻轻滴入水盆中，稳定后形成油膜，如图所示，已知图中 每个小方格的边长为 5 cm ．（结果保留 2 位有效数字） （1）根据油膜散开后的稳定图象，估算油膜散开后的面积； （2）估算油酸分子的直径．参考答案： 1．B 2．C 3．B 4．C 5．C 6．D 7．D 8．C 9．C 10．B 11．B 12．D 13．C 14．D 15．B V S 16． 油膜 17． 将油膜看作是单分子油膜（将油分子看作球形或将油分子看作紧密排列） 18． 球体 单分子油膜 19． 偏大 1.2×10－9 20． 0.5 0 直径 4.0×10－12 8.1×10－3 4.9×10－10 0 21．（1）2×10-2m2；（2）1×10-11m3；（3）5×10-10m 22． p2  2 p0 ；前提是气球内的温度不变；实际打气时不能满足这个前提 V nS 2 -10 23．（1） 0.48m （2） 5.2×10 m