云南省2011届高三物理一轮复习试题油膜法测分子大小实验

邮箱：[e-mail]第42讲实验：用油膜法估测分子的大小1.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验简要步骤如下：A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积SB.将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜形状描画在玻璃板上C.用浅盘装入约2cm深的水，然后把痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上D.用公式d＝VS，求出薄膜厚度，即为油酸分子的大小E.根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积VF.用注射器或滴管将事先配好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数上述实验步骤的合理顺序是：.答案：CFBAED2.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，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，则测得油分子的直径大约为()A.4VπD2B.πD24VC.2VπD2D.πD22V答案：A3.某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果偏大，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.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴答案：AC4.1967年，拖雷—坎永号油轮在英吉利海峡触礁，使大约8万吨原油溢出，污染了英国一百多公里的海岸线，使25000只海鸟死亡.石油流入海中危害极大，在海洋中泄漏1t可覆盖12km2的海面.由此可计算油膜的厚度约是分子直径数量级的倍.(设油的密度为0.91×103kg/m3，计算结果保留一位有效数字)答案：9×1025.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，准备有以下器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔.还缺少的器材有.若将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液.已知1cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴在水面上.随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层.已测出这一薄层的面积为0.2m2，由此可以估算出油酸分子的直径为m.答案：量筒、坐标纸5×10－10在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用酒精油酸溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液为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形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm.试求：(1)油酸膜的面积是cm2.(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是mL.(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径为m.答案：(1)157(2)8×10－6(3)5×10－10邮箱：[e-mail]第43讲单元小结1.如图所示，绝热汽缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体).初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法正确的是()A.初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能B.系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小C.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，有热量从氧气传递到氢气D.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小解析：①初状态下由两气体的温度相等可知它们的平均动能相等，选项A错误.②由隔板的导热性可知重新达到平衡时氢气、氧气的温度相等，且等于初状态下的温度，故氢、氧气体的内能都等于初状态下的内能，选项B错误.③松开固定栓后隔板向右移动的过程，氧气内能增加，氢气内能减少，故有热量从氧气传向氢气才能使温度重新达到平衡，选项C、D正确.答案：CD2.氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，忽略氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气()A.分子总数减少，分子总动能不变B.密度降低，分子平均动能不变C.吸收热量，膨胀做功D.压强降低，不对外做功解析：①漏气过程分子总数减少，分子平均动能不变，总动能减少，选项A错误、B正确.②气体漏气过程不断对外做功，要保持温度不变，瓶内气体通过钢瓶壁向外吸热，选项C正确、D错误.答案：BC3.如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中.设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏.不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小()A.从外界吸热B.内能增大C.向外界放热D.内能减小解析：金属筒在下降过程中，水对筒的压强增大，因此气体的压强增大，气体体积减小，外界对气体做功.因水温恒定，气体内能不变，而外界对气体做了功，则气体应向外界放热，选项C正确.答案：C4.如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触是光滑的，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用势能可忽略.现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡()A.a的体积增大了，压强变小了B.b的温度升高了C.加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈D.a增加的内能大于b增加的内能解析：a气体受热膨胀，通过活塞压缩气体b，对b做功，气体b体积减小，由热力学邮箱：[e-mail]第一定律知，b内能增加，温度升高，则b气体压强增大.最终达到平衡时，a气体和b气体压强相等，而a气体体积变大，所以a气体的温度大于b气体的温度.故选项B、C、D正确.答案：BCD5.为研究影响家用保温瓶保温效果的因素，某位同学在保温瓶中灌入热水，现测量初始水温，经过一段时间后再测量末态水温.改变实验条件，先后共做了6次实验，实验数据记录如下表：序号瓶内水量(mL)初始水温(℃)时间(h)末态水温(℃)11000914782100098874315009148041500981075520009148262000981277下列研究方案中符合控制变量方法的是()A.若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第1、3、5次实验数据B.若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第2、4、6次实验数据C.若研究初始水温与保温效果的关系，可用第1、2、3次实验数据D.若研究保温时间与保温效果的关系，可用第4、5、6次实验数据解析：在本实验中，只有第1、3、5次初始温度相同，降温时间相同，为控制变量来研究瓶内水量与保温效果的关系.故选项A正确.答案：A6.对一定量的气体，下列说法正确的是()A.在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外做功B.在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功C.在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加D.在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变答案：A7.对一定量的气体，下列说法正确的是()A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的D.当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少解析：气体分子距离远大于分子大小，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，选项A错误；温度是物体分子平均动能的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，选项B正确；气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击器壁产生的，选项C正确；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸热和放热情况，故不能确定内能变化情况，选项D错误.答案：BC8.如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体.将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出.在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变.关于这一过程，下列说法正确的是()A.气体分子的平均动能逐渐增大B.单位时间内气体分子对活塞撞击的次数增多C.单位时间内气体分子对活塞的冲量保持不变D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量解析：由于液体逐渐流出，故每一时刻活塞都可看做处于平衡状态，即被封闭气体的压邮箱：[e-mail]强p＝p0＋MgS缓慢地减小，选项C错误；又因为汽缸是导热材料制成的，故气体的温度保持恒定，气体分子的平均动能不变，选项A错误；分子的平均动能不变，压强减小，故知单位时间内气体分子对活塞的撞击次数减少，选项B错误；气体的温度保持不变，说明内能不变，由热力学第一定律知，|W|＝Q，选项D正确.答案：D9.已知地球半径约为6.4×106m，空气的摩尔质量约为29×10－3kg/mol，一个标准大气压约为1.0×105Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状态下的体积为()A.4×1016m3B.4×1018m3C.4×1020m3D.4×1022m3解析：大气压是由大气重量产生的.大气压强p＝mgS＝mg4πR2，代入数据可得地球表面大气质量m＝5.2×1018kg.标准状态下1mol气体的体积v＝22.4×10－3m3，故地球表面大气体积V＝mm0v＝5.2×101829×10－3×22.4×10－3m3＝4×1018m3，选项B正确.答案：B10.(1)如图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子间存在作用.(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为现象，是由于分子的而产生的.(这一过程是沿着分子热运动的无序性熵增加的方向进行的)答案：(1)大引力(2)扩散无规则运动11.有以下说法：A.气体的温度越高，分子的平均动能越大B.即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速率是非常小的C.对物体做功不可能使物体的温度升高D.如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关E.一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室.甲室中装有一定质量的温度为T的气体，乙室为真空，如图所示.提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为TF.空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的G.对于一定量的气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加H.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的其中正确的是.答案：ABEG12.某压力锅的结构如图所示.盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起.假定在压力阀被顶起时，停止加热.(1)若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，写出锅内气体分子数的估算表达式.(2)假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1J，并向外界释放了2J的热量.锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？(3)已知大气压强p随海拔高度H的变化满足p＝p0(1－aH)，其中邮箱：[e-mail]常数a0，结合气体定律定律分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同.解析：(1)设锅内气体分子数为nn＝VV0NA.(2)根据热力学第一定律有：ΔE＝W＋Q＝－3J故锅内气体内能减少，减少了3J.(3)由p＝p0(1－aH)(其中a0)知，随着海拔高度的增加，大气压强减小；由p1＝p＋mgS知，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减小；根据查理定律p1T1＝p2T2可知，阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低.答案：(1