2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 實驗13 用油膜法估測分子的大小隨堂訓(xùn)練（含解析） 1．利用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1 mL的量筒、盛有適量清水的45 cm50 cm的淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙． (1)下面是實驗步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟EC. A．用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)N B．將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n C. ________________________________________________________________________. D．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S. (2)用已知的和測得的物理量表示單個油酸分子的大小__________(單位：cm)． 【答案】(1)見解析　(2) 【解析】(1)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上． (2)1 滴油酸溶液中含有的油酸體積為 mL，向淺盤中共滴入油酸的體積V＝ cm3，所以單個油酸分子的直徑為D＝＝. 2．在做“用油膜法估測分子大小”的實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL.用注射器測得1 mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖4所示．坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長為 20 mm.求： 圖4 (1)油酸膜的面積； (2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積； (3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑． 【答案】(1)2.210－2 m2　(2)1.210－11 m3　(3)5.510－10 m 【解析】(1)小方格個數(shù)n＝55 每個小方格面積S0＝L2 則油膜的面積 S＝nS0＝55(210－2)2 m2＝2.210－2 m2. (2)由于104 mL溶液中有純油酸6 mL，則1 mL溶液中有純油酸 mL＝610－4 mL.而1 mL上述溶液有50滴，故1滴溶液中含有純油酸的體積為 V＝ mL＝1.210－5 mL ＝1.210－11 m3. (3)由D＝知油酸分子的直徑D＝ m＝5.510－10 m . 3．用油膜法測定分子大小的實驗中，體積為V的油滴，在水面上形成了近似圓形的單分子油膜，油膜直徑為d，則單個油膜分子的直徑約為(　　) A. B． C． D． 【答案】A 【解析】油膜面積S＝π()2＝，故單個油膜的分子直徑為D＝＝，選項A正確． 4．“用油膜法估測分子的大小”實驗的簡要步驟如下： A．將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個的舍去，多于半個的算一個)，再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S； B．將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描繪在玻璃板上； C．用淺盤裝入約2 cm深的水； D．用公式D＝，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小； E．根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V. 上述步驟中有遺漏或不完全的，請指出： (1)________________________________________________________________________． (2)________________________________________________________________________． 【答案】(1)在步驟C中，要在水面上灑上痱子粉或石膏粉． (2)實驗時，還需要F：用注射器或滴管將溶液一滴一滴地滴入量筒，記下滴入1 mL溶液時的滴數(shù)． 5．在用油膜法估測分子大小的實驗中，已知配制的油酸溶液中，純油酸與溶液體積之比為1∶500，1 mL該溶液能滴250滴，那么一滴該溶液的體積是________ mL，所以一滴溶液中所含的油酸體積為________ cm3.若實驗中測得結(jié)果如下表所示，請根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫出空白處的數(shù)值，并與公認(rèn)的油酸分子長度值L0＝1.1210－10 m作比較，并判斷此實驗是否符合數(shù)量級的要求. 次數(shù) S/cm2 L＝/cm L的平均值 1 533 ① ④ 2 493 ② 3 563 ③ 【答案】410－3　810－6?、?.5010－8 cm　②1.6210－8 cm?、?.4210－8 cm?、?.5110－10 m　符合數(shù)量級要求 【解析】由題給條件得，一滴溶液的體積 V＝ mL＝410－3 mL 由題意可知：一滴溶液中所含的油酸體積為： cm3＝810－6 cm3 據(jù)此算得3次測得L的結(jié)果分別為1.5010－8 cm、1.6210－8 cm、1.4210－8 cm，其平均值＝＝1.5110－8 cm＝1.5110－10 m，這與公認(rèn)值的數(shù)量級相吻合，故此實驗符合數(shù)量級的要求．