教科版物理选修3-3第一章2知能演练轻松闯关

1.在测出单分子油膜的厚度后，为了进一步求出阿伏伽德罗常量，还必须知道下列哪一个物理量()A．摩尔质量B．摩尔体积C．密度D．分子体积解析：选B.测量出分子直径后，就能计算出分子体积，分子体积乘以阿伏伽德罗常量等于摩尔体积，B对．2.一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S.已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为ρ，阿伏伽德罗常量为NA，下列表达式正确的有()A．油酸分子的直径d＝MρSB．油酸分子的直径d＝mρSC．一滴油酸所含的分子数n＝mMNAD．一滴油酸所含的分子数n＝MmNA解析：选BC.设油酸分子的直径为d，则有dS＝mρ⇒d＝mρS，故选项B正确；设油酸所含的分子数为n，则有n＝mMNA，故选项C正确．3.关于用“油膜法”估测分子大小的实验，下列说法正确的是()A．单分子油膜的厚度被认为是油分子的直径B．测量结果表明，分子直径的数量级是10－12mC．实验时先将痱子粉均匀洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上D．处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径解析：选AC.分子直径的数量级是10－10m，故B选项错误；处理数据时是将纯油酸的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径，故D选项错误．图1－2－44.(2012·黄冈中学月考)“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：①向体积V油＝1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500mL；②用注射器吸取①中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1mL;③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将________均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图1－2－4所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20mm.根据以上信息，回答下列问题：(1)步骤③________；(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V′是________mL；(3)油酸分子直径是________m.解析：(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉．(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V′＝V0nV总＝1100×1500mL＝2×10－5mL.(3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为113个，故面积S＝113×20×20mm2＝4.52×104mm2，油酸分子直径d＝V′S＝2×10－5×1034.52×104mm≈4.4×10－7mm＝4.4×10－10m.答案：(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10－5(3)4.4×10－105.某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M＝0.283kg·mol－1，密度ρ＝0.895×103kg·m－3.若100滴油酸的体积为1mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA＝6.02×1023mol－1.球的体积V与直径D的关系为V＝16πD3，结果保留一位有效数字)解析：一个油酸分子的体积V＝MρNA由球的体积与直径的关系得分子直径D＝36MπρNA最大面积S＝1×10－8m3D，解得S＝1×101m2.答案：1×101m2一、选择题1.油膜法粗略测定分子直径的实验基础是()A．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜C．油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸体积除以油膜的面积D．油酸分子直径的数量级是10－15m解析：选ABC.油酸分子可视为球形，油膜的厚度可看成分子直径，油酸分子可看成一个挨一个排列，油滴扩展为油膜时体积不变，即V＝Sd.2.采用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是()A．1滴油的质量和它的密度B．1滴油的体积和它的密度C．1滴油的体积和它散成油膜的最大面积D．所散成的油膜的厚度和它的密度答案：C3.为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的()A．油酸浓度适当大一些B．油酸浓度适当小一些C．油酸扩散后立即绘出轮廓图D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图答案：BD4.(2012·广东调研)在做“油膜法估测分子的直径”的实验中，下列操作正确的是()A．将纯油酸直接滴在水面上B．向量筒中滴1mL酒精油酸溶液，记下其滴数C．用试管向水面倒酒精油酸溶液少许D．在计算油膜面积时，凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数解析：选B.不能将纯油酸直接滴在水面上，A错；不能用试管向水面倒溶液，应使用滴管，C错误；占到方格一半或一半以上面积的计入方格总数，D错；故选B.5.(2012·福州高二检测)某学生在“用油膜法估测分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于()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，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数错误地多记了10滴解析：选AC.计算结果偏大，由公式d＝VS知，是V的测量值偏大或S的测量值偏小．油酸未完全散开，会引起油膜面积S的测量值偏小，故d偏大，A选项正确；油酸中含有的酒精会溶于水并很快挥发，故B选项不影响计算结果；计算油膜面积时，不足半格的舍去，多于半格的应算一个，若舍去了所有不足一格的方格，会造成S测量值偏小，故d偏大，C选项正确；多记了滴数会引起V的测量值偏小，故d偏小，D选项错误．6.某种油剂的密度为8×102kg/m3，若不慎将0.8kg的这种油剂漏到湖水中并形成单分子油膜，则湖面受污染面积约为()A．10－3m2B．105m2C．10km2D．10－10m2解析：选C.油滴的体积V＝mρ＝0.88×102m3＝1×10－3m3，湖面受污染面积S＝Vd＝1×10－310－10m2＝107m2＝10km2.二、非选择题7.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．请补充下述估测分子大小的实验步骤：图1－2－5(1)________________(需测量的物理量自己用字母表示．)(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图1－2－5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，不足半个的舍去)则油膜面积为________．(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝________．解析：(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积为V.(2)利用补偿法，可查得面积为8S.(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V′＝VN×nm＋n，油膜面积S′＝8S，由d＝V′S′，得d＝nV8NS（m＋n）.答案：(1)见解析(2)8S(3)nV8NS（m＋n）8.(2011·高考大纲全国卷)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字)(2)将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为________m．(结果保留1位有效数字)解析：(1)实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积，所以步骤④放在首位．实验操作时要在浅盘放水、痱子粉，为油膜形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜面积，计算油膜厚度(即油酸分子直径)，所以接下来的步骤是①②⑤③.(2)油酸溶液的体积百分比浓度是1300，一滴溶液的体积是150cm3＝2×10－8m3，所以分子直径d＝2×10－8×13000.13m＝5×10－10m.答案：(1)④①②⑤③(2)5×10－109.(2012·南京高二检测)为保护环境和生态平衡，在各种生产活动中都应严禁污染水源．在某一水库中，一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶，速度为8m/s，导致油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油处共用1.5分钟．测量时，漏出的油已在水面上形成宽约为a＝100m的长方形厚油层．已知快艇匀速运动，漏出油的体积V＝1.44×10－3m3.求：(1)该厚油层的平均厚度D为多少？(2)该厚油层的厚度D约为分子直径d的多少倍？(已知油分子的直径约为10－10m)解析：(1)油层长度L＝vt＝8×90m＝720m油层厚度D＝VLa＝1.44×10－3720×100m＝2×10－8m.(2)n＝Dd＝2×10－810－10＝200(倍)．答案：(1)2×10－8m(2)200倍