高考物理新課標(biāo)必考部分內(nèi)容復(fù)習(xí)五十三

選修3-3實(shí)驗(yàn)八用油膜法估測(cè)分子的大小

智能演練場(chǎng)

1.“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)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(gè)

的舍

去，多于半個(gè)的算一個(gè))，再根據(jù)方格的邊長(zhǎng)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畫在玻璃板上.

C.用淺盤裝入約2cm深的水.

D,用公式d=

8

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.

(1)上述步驟中有步驟遺漏或步驟不完全，請(qǐng)指出：

①_____________________________________________________________________

②____________________________________________________________________

（2）上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是.

解析：（1）①C步驟中，要在水面上均勻地撒上石膏粉或琲子粉.

②實(shí)驗(yàn)中，要有步驟F：用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴

一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積時(shí)的滴數(shù).

（2）合理順序?yàn)镃FBAED

答案：（1）見解析（2）CFBAED

2.在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有按體積比為n：m配制好

的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個(gè)盛有約2cm深水的淺盤，一支滴管，一個(gè)

量筒.

0

請(qǐng)補(bǔ)充下述估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）（需測(cè)量的物理量自己用字母表示.）

（2）用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，等油酸薄膜穩(wěn)定

后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖實(shí)一8一3所示.（已

知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格面積為S,求油膜面積時(shí)半個(gè)以上方

格面積記為S,不足半個(gè)的舍去)則油膜面積為.

(3)估算油酸分子直徑的表達(dá)式為d=.

解析：(1)用滴管向量筒內(nèi)加注N滴油酸酒精溶液，讀其體積V.

(2)利用補(bǔ)償法，可查得面積為8s.

(3)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為

V'=

X

,油膜面積S'=8S,

由d=

3

,得d=

E

0

答案：(1)見解析(2)8S(3)

3.油酸酒精溶液的濃度為每1000磯油酸酒精溶液中有油酸

0.6mL,現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體

積增加了1mL,若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的

淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的油膜

的形狀如圖實(shí)一8—4所示.若每一小方格的邊長(zhǎng)為25mm,試問：

(1)這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為模型，讓油酸盡

可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為_______油膜，這層油膜的厚度可

視為

油酸分子的.圖實(shí)一8—4中油酸膜的面積為m2；每一滴油

酸酒精

溶液中含有純油酸體積是m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直

徑

是m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中，在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入

水面形

成油膜，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到，油膜的面積會(huì)先擴(kuò)張后又收縮了一些，這是為什么

呢？

請(qǐng)寫出你分析的原

解析：油膜面積約占70小格，面積約為S=70X25X25X10-6

m2心4.4X10—2m2,一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為V=

3

X

S

X10-6m3=l.2X10-11m3,油酸分子的直徑約等于油膜的厚度

d=

0

LEI

m心2.7X10-10m.

答案：(1)球體單分子直徑4.4X10-2

1.2X10-112.7X10-10

(2)主要有兩個(gè)原因：①水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復(fù)水平，因

此油膜的面積擴(kuò)張；②油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮

4.在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，已知一滴溶液中油酸的體積為

V,配制的油酸溶液中純油酸與溶液體積之比為1：500,1mL油酸溶液50滴，那

么一滴溶液的體積是______mL,所以一滴溶液中油酸體積為V=_______cm3.

若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的結(jié)果如下表所示，請(qǐng)根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫空白處的數(shù)值，并與

公認(rèn)的油酸分子直徑值dO=5.12X10—10m作比較，并判斷此實(shí)驗(yàn)是否符合數(shù)量級(jí)

的要求.

d=

次數(shù)S(cm2)d平均值

(10-7cm)

1538

2545

3563

解析：1滴溶液的體積V溶液=

mL,

其中含油酸體積

V=

目

V溶液=4X10—5cm3,

據(jù)此算出3次測(cè)得的d值分別為

dl^7.43X10-8cm,d2^7.34X10-8cm,

d3心7.10X10—8cm,其平均值

J

[Z1

=7.29X10-8cm=7.29X10-10m,

這與公認(rèn)值的數(shù)量級(jí)相吻合，故本次估測(cè)數(shù)值符合數(shù)量級(jí)的要求.

答案：

g

4X10-50.7430.7340.7107.29X10-10m符合

5.利用油膜法可以粗略測(cè)出阿伏加德羅常數(shù)，把密度P=0.8X103kg/m3

的某種油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知這滴油的體積為V=0.5X10

-3cm3,形成的油膜面積為S=0.7m2.油的摩爾質(zhì)量M=0.09kg/mol.若把油膜

看成是單分子層，每個(gè)油分子看成球形，只需要保留一位有效數(shù)字，那么：

(1)該油分子的直徑是多少？

(2)由以上數(shù)據(jù)可粗略測(cè)出阿伏加德羅常數(shù)NA的值是多少？(先列出計(jì)算式，

再代入數(shù)據(jù)計(jì)算)

解析：(l)由d=

8

可得：

d=