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“油膜法估测分子的直径”实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是（　　） A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．比值定义法 2．用油膜法估测分子大小的实验中，下列操作错误的是（　　） A．将痱子粉均匀地撒在水面上 B．滴入液滴时，滴管下端应靠近水面 C．待油酸薄膜形状稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状 D．向量筒中滴 5 滴溶液，测出 5 滴溶液的体积，算得 1 滴溶液的体积 3．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，下列不必要的步骤是（　　） A．测出油滴的体积 B．将油滴滴到水面上，使其在水面上散开 C．让油膜形成一个圆，测出圆的直径 D．测出油膜的面积 4．做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径的 偏大的是（　　） A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液旳实际浓度比计算值小 了 B．乙同学用注射器测得 58 滴油酸酒精的溶液为 1mL，不小心错记录为 59 滴 C．丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取一溶液滴在水面 上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗 D．丁同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格 5．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（　　） 4V 2 A．  d d2 B． 4V 2V 2 C．  d d2 D． 2V 6．关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列选项正确的是（　　） 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，舍去所有不足一格的方格 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 7．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 8．某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏小，可能是由于（　　） A．油酸未完全散开 B．油酸中含有大量的酒精 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 9．水的相对分子质量是 18，水的密度 D．求每滴体积时，1mL 的溶液的滴数误多记了 10 滴   1.0 �103 kg/m3 ，阿伏加德罗常数 N A  6.02 �10 23 mol 1 ，在标准状 3 3 况下，水蒸气的摩尔体积是 22.4 �10 m /mol ，则水蒸气分子的平均间距大约是水分子直径的（ A．1 倍 B．10 倍 C．100 倍 ） D．1000 倍 10．在油膜实验中，体积为 V 的某种油，形成直径为 d 的圆形油膜，则油分子的直径近似为（　　） 2V 2 A．  d d2 C． 4V V 2 B． 2 d 4V 2 D．  d 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 V0V1 C．由题目中数据可知油酸分子的直径为 V2 S D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为 N AV0  M 12．关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列实验操作正确的是（　　） A．将纯油酸直接滴在水面上 B．水面上撒的痱子粉越多越好 C．待水稳定后再将痱子粉均匀撒在水面上 D．用试管向水面倒酒精油酸溶液少许 13．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列实验操作会让测量结果偏大的是（　　） A．配制好油酸酒精溶液置于敞口容器中一段时间，再使用该溶液进行实验 B．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积时多数了一滴 C．在水面上撤的痱子粉偏多 D．在计算油膜面积时，把不满一格的油膜都算成了一格 14．在“油膜法估测分子大小”的实验中，将 1mL 的纯油酸配制成 5000mL 的油酸酒精溶液，用注射器测得 1mL 溶液为 80 滴，再滴入 1 滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占 140 个小方格，每格边长是 0.5cm，由此估算出油酸分子直径为（　　） A．7×10-8m B．1×10-8m C．7×10-10m D．1×10-10m 15．在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是（　　） A．对油酸溶液起到稀释作用 B．有助于测量一滴油酸的体积 C．有助于油酸的颜色更透明便于识别 D．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 二、填空题（共 4 题） 16．利用油膜法粗测分子的直径．把密度 ρ＝0.8×103kg/m3 的某种油酸，用滴管在水面上滴一滴该油酸溶液， 形成单分子油膜，已知该滴溶液中含油酸的体积为 V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为 S＝0.7m2，取阿伏 加德罗常数 NA=6×1023mol－1，则该油酸分子的直径为________，油酸的摩尔质量为________．（结果均保 留一位有效数字） 17．油酸酒精溶液的浓度为每 1000mL 油酸酒精溶液中有油酸 0.6mL，现用滴管向量筒内滴加 50 滴上述溶 液，量筒中的溶液体积增加了 1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶 于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示．若每一小方格的边长为 25mm，试问：这 种估测方法是将每个油酸分子视为_____模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油酸可视为_____ 油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_____．上图中油酸膜的面积为_____m2；每一滴油酸酒精溶液中 含有纯油酸体积是_____m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_____m．（结果保留两位有效数 字） 18．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=______ 19．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用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 上述溶液有 75 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，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方 形方格的边长为 2cm。则油酸膜的面积是______m2，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积______m3（计 算结果保留 1 位有效数字）；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是______m。（计算结果保留 1 位有 效数字） 三、综合题（共 4 题） 20．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，利用叠氮化钠（NaN3） 爆炸产生气体（假设都是 N2）充入气囊。若氮气充入后安全气囊的容积 V＝70 L，囊中氮气密度  ＝2 kg/m3，已知氮气摩尔质量 M＝0.028 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA＝6×1023 mol-1.试估算（结果均保留 1 位有 效数字）： (1)气囊中氮气分子的总个数 N (2)气囊中氮气分子间的平均距离。 4 21．在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每 10 mL 溶液中有 lmL 油酸。用 注射器测得 lmL 上述溶液有 20 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， 用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图所示，坐标中正方形方 格的边长为 1cm，试求： (1)油酸膜的面积是多少； (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少； (3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。(结果保留两位有效数字) 22．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的体积分数为 0.05%，用小量筒测得 180 滴 该溶液约为 3mL。现把 1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将带有网格线的透明塑料盖板放在 浅盘上，用彩笔在塑料盖板上描出油膜的轮廓，其形状和尺寸如图所示。塑料盖板上的小方格边长为 1cm，试求： （1）油酸膜的面积； （2）1 滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积； （3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径。（上述计算结果均保留 2 位有效数字） 23．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 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；  ，阿伏伽德罗常数为 NA ， （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．C 2．D 3．C 4．A 5．A 6．A 7．C 8．D 9．B 10．D 11．D 12．C 13．C 14．C 15．A 16． 7×10－10m 17． 球体 单分子 18． 油膜 V S 19． 2.88×10－2 0.09kg 直径 8×10－12 4.4×10﹣2 1.2×10﹣11 2.7×10﹣10 3×10－10 24 9 20．（1） 3 �10 个；（2） 3 �10 m -10 -6 21．(1)132cm2；(2) 5 �10 mL ；(3) 3.8 �10 m 3 2 12 3 9 22．（1） 5.8 �10 m ；（2） 8.3 �10 m ；（3） 1.4 �10 m Vd 3 N A V NA 23．（1） M ；（2） 6 M ．