1、2012年粤教版高中物理选修 3-3 1.2测量分子的大小练习卷与答案（带解析） 选择题 “用油膜法估测分子的大小 ”实验的科学依据是（ ） A将油膜看成单分子油膜 B不考虑各油酸分子间的间隙 C考虑了各油酸分子间的间隙 D将油膜分子看成球形 答案： ABD 试题分析：把油酸分子进行理想化处理就是科学的方法 ,把油酸分子紧密排列在一起，看成单分子油膜，根据体积除以表面积等于高的关系，计算出油酸分子的直径； A对； 固体和液体分子间距离很小，可以忽略分子间距离； B对， C错； 把油酸分子看成球形也是一种理想模型的做法， D对， 故答案：选 ABD. 考点：本题考查了物理模型的建立。 点评：油酸
2、分子呈球型分布在水面上，且一个靠着一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，油酸分子看成球形，这是实验的精髓所在 用油膜法测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油滴的（ ） A摩尔质量 B摩尔体积 C体积 D密度 答案： B 试题分析：根据油分子直径可以求出油分子的体积，然后明确了阿伏伽德罗常数的物理意义即可正确解答 算出油分子体积，只要知道了油的摩尔体积即可算出阿伏伽德罗常数，知道油的摩尔量和密度可以求出其摩尔体积，阿伏加德罗常数 NA= .（ Vm 摩尔体积， V0 分子体积， V0= D2） 故 B正确， ACD错误 考点：本题考查了阿伏伽德罗常数的相关计算 点评：阿伏伽德罗
3、常数是分子动理论中一个重要概念，要注意理解，加强练习，达到熟练掌握的目的。 利用油膜法测出了分子直径 D后，若滴在液面上一滴油酸的体积为 V，水面上形成的油膜面积为 S，这滴油酸中的油酸分子数为 N，阿伏加德罗常数为NA，则下述表达式近似正确的是（ ） A V= ND3 B S= ND2 C V=NADS D S=NAD2 答案： A 试题分析：油酸分子的体积 V0= D3 所以这滴油酸（共有 N个分子）的体积 V=NV0= ND3，故 A正确， C错 . 油酸分子所占面积 S0= D2 所以含有 N个分子的这滴油酸油膜的面积 S=NS0= ND2，故 B、 D错 考点：本题考查了油膜法测分子
4、大小的相关计算 点评：此题关键是把油膜等效看成一个一个紧密排列的，宏观与微观的模型的联系是阿伏伽德罗常数。 在做 “用油膜法估测分子直径的大小 ”的实验时，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 S B将一滴酒精油酸溶液滴在水面上 ,待油酸薄膜的形状稳定后 ,将玻璃板放在浅盘上 ,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 C用浅盘装入约 2 cm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 L= ,求出薄膜厚度 ,即油酸分子的大小 E.根据酒精油酸溶液的浓度 ,算出一滴溶液中
5、纯油酸的体积 V F.用注射器或滴管将事先配制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： CFBAED 试题分析：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出 1滴此溶液的体积然后将 1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积则用1滴此溶液的体积除以 1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径 油膜法估测油酸分子的大小 ”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例） 测定一滴酒精
6、油酸 溶液的体积 v= 准备浅水盘 形成油膜 描绘油膜边缘 测量油膜面积 计算分子直径 考点：本题考查了油膜法测分子直径的实验步骤 点评：油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠着一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，这是实验的精髓所在。 为了减小 “用油膜法估测分子的大小 ”的误差，下列方法可行的是（ ） A用注射器向量筒里滴 100滴油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积V1，则每滴油酸酒精溶液的体积 V2= B把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些 C先在浅盘水中撒些痱子粉，再 用注射器把油酸酒精溶液滴 4滴在水面上 D用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 答案：
7、 B 试题分析：多滴几滴确实对测量形成油膜的油酸体积会更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了， A错； 油酸酒精溶液应该用胶头滴管滴入，不应该用注射器， C错； 不用把油膜用牙签拨弄成矩形，让油膜尽让散开即可， D错； 故答案：选 B. 考点：本题考查了油膜法测分子大小 点评：熟悉实验步骤是解决此题的关键，油膜法测分子直径的大小，是热学部分常考的知识点，要熟练掌握。 实验题 在 “用油膜法估测分子大小 ”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为 1 000 mL溶液中有纯油酸 0.6 mL，用注射器测得 1 mL上述溶液为 8
8、0滴，把 1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为 1 cm，试求： （ 1）油酸膜的面积是 _cm2； （ 2）实验测出油酸分子的直径是 _m；（结果保留两位有效数 字） （ 3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？ _. 答案：） 113115 都对 （ 2） 6.510-106.610 -10都对 （ 3）这样做的目的是为了让油膜在水平面上形成单分子油膜 试题分析：在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径 （ 1）求油膜面积时，先数出 “整 ”方格的个数
9、，对剩余小方格的处理方法是：不足半个的舍去，多于半个的等于一个，数一下共有 113115 个 . 一个小方格的面积 S0=L2=1 cm2，所以面积 S=(113115)1 cm 2=（ 113115 ） cm2. （ 2）一滴纯油酸的体积 V= mL=7.510-11 m3 油酸分子直径 d= = m=（ 6.510-106.610 -10） m 考点：本题考查了油膜法测分子直径和估算油膜表面积的方法 点评：油酸分子在水面上以球模型一个靠一个排列的，且估算油膜面 积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则。 填空题 体积为 1.210-3 cm3的油滴在静止的水面上扩展为 4 m2的单分子
10、油膜，假设分子间是紧密排列的，则可估算出这种油分子的直径为 _，1 mol这种油的体积为 _，油分子的质量为_.（油的密度为 0.8103 kg/m3） 答案： 10-10 m 8.510-6 m3 1.110-27 kg 试题分析：把油膜看成以直径为高的圆柱，油的体积等于油膜的表面积乘以油膜的高。 1mol物质所含油分子的个数为 NA个，所以计算 NA个分子的直径即可知道1mol油的体积； 根据密度，体积计算出摩尔质量，除以 NA即为一个分子的质量。 油分子的直径： d= = m=310-10 m. 一个油分子的体积： V= d3. 1 mol油的体积： V0=V NA= d3 NA= 3.
11、14(310-10)361023 m3=8.510-6 m3. 1 mol油的质量： M0=V0. 一个油分子的质量： m= = = = d3=0.8103 3.14(310-10)3 kg =1.110-27 kg. 考点：本题考查了油膜法测分子直径 点评：学生对分子大小的了解比较难，本题属于微观知识，比较抽象，有难度，特别是单位之间的换算，更要仔细认真。注意不可以用一个油酸的体积去乘以密度，因为对少量分子物质密度的概念不成立。 某种不溶于水的油剂的密度是 8102 kg/m3.取该油剂 0.8 mg滴在水面上，最后形成的油膜面积最大可达 _m2. 答案： 试题分析：把油膜看成以直径为高的圆
12、柱， 油的体积等于油膜的表面积乘以油膜的高，高就是分子的直径。 这种油剂的体积 V= = m3=110-9 m3 油剂分子直径的数量级为 10-10 m，形成最大面积油膜为单分子油膜层 所以油膜面积 S= = m2=10 m2 考点：本题考查了用油膜法侧分子直径的应用 点评：将一定体积的油剂滴在水面上形成单分子的油膜，利用分子直径可求出最大表面积；油分子在水面上以球模型一个靠一个排列的这是解决此类问题的关键。 在用 “油膜法估测分子的大小 ”的实验中，若用直径为 0.5 m的浅圆盘盛水要让油酸在水面上形成单分子油酸膜，若用纯油酸，而不配制溶液，那么油酸滴的体积的数量级不能大于 _m3. 答案：
13、 -11 m3 试题分析：根据油酸油膜的面积的计算，油酸的体积与油酸分子的直径比值为油膜的表面积。 分子直径的数量级为 10-10 m. 油滴滴在浅圆盘中形成油膜的最大面积为圆盘的面积 Smax=r2=3.14( )2 m2=0.2 m2 油滴的最大体积 Vmax=Smaxd=0.210-10 m3=210-11 m3 所以油滴体积的数量级不能大于 10-11 m3 考点：考查了用油膜法估测分子的大小的应用。 点评：油分子在水面上以球模型一个靠一个排列的这是解决此类问题的关键。 在做 “用油膜法估测分子直径的大小 ”的实验中，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
14、笔，还缺少的器材有_. 答案：量筒、坐标纸 试题分析：需要用量筒配制油酸酒精溶液，还需要有坐标纸测出油膜的表面积。所以需要量筒和坐标纸。 考点：本题考查了油膜法估测分子直径大小的所需要的实验器材。 点评：解决此题的关键是对该实验很熟悉，只有知道实验原理，才能快速解出此题。 计算题 某种油的密度 =0.8103 kg/m3，把一滴体积为 1.210-3 cm3的这种油滴在水面上，可以形成面积为 2 m2的单分子油膜，阿伏加德罗常数 NA=6.021023 mol-1.若把分子看作球形，则估算出它的直径是多大？油的摩尔质量是多少？ 答案： 10-10 m 5.510-2 kg/mol 试题分析：把
15、油膜看成以直径为高的圆柱，油酸的体积等于油膜的表面积乘以油膜的高。摩尔质量等于一摩尔油酸的质量，也就是计算出 NA个分子的质量即可。 设一滴油的体积为 V，一个油分子的直径为 d，由题意可知油膜的厚度也为 d，则 Sd=V，故 d= = m=610-10 m. 每一个油分子的体积为 ( )3，故这种油的分子个数 n= = =1.061019（个） 油的摩尔质量 m0= N A = 6.021023 kg/mol=5.510-2 kg/mol. 考点：本题考查了油膜法测分子直径的方法 点评：明确分子球模型和立方体模型的应用，知道阿伏伽德罗常数的含义和有关运算 将 1 cm3油酸溶于酒精，制成 2
16、00 cm3的酒精油酸溶液 .已知 1 cm3溶液有 50滴，现取 1滴溶液滴到水面上，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 0.2 m2，由此估算油酸分子直径 . 答案： 10-10 m 试题分析：在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径： 200 cm3油酸酒精溶液有 50滴 /cm3200 cm3=10 000滴 一滴油酸溶液含油酸的体积 V= cm3=10-4 cm3=10-10 m3 所以油酸分子直径为： d= = m=510-10 m. 考点：本题考查了油膜法测分子大小的计算方法。 点
17、评：以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度即为分子直径。 用油膜法可粗略测出阿伏加德罗常数，把密度 =0.8103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积 V=0.510-3 cm3，形成的油膜的面积 S=0.7 m2，油的摩尔质量 Ml=0.09 kg/mol.若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么： （ 1）油分子的直径为多大？ （ 2）由以上 数据可测出的阿伏加德罗常数大约为多少？（保留一位有效数字） 答案：（ 1） 7.110-10 m （ 2） 61023 mol-1 试题分析：根据体积等于表面积乘以
18、高，计算出油分子的直径；把油分子等效成球体，根据球的体积计算出阿伏伽德罗常数。 （ 1）利用油酸的体积与表面积的比值测出分子直径 d= = m=7.110-10 m. （ 2）每个分子看成球形，则每个分子的体积 V= d3= ( )3 1 mol这种油的体积 Vl= =NA V=NA ( )3 所以 NA= = mol-1 =61023 mol-1 考点：本题考查了油膜法测分子大小的计算方法。 点评：明确用 “油膜法 ”估测分子大小的实验原理：认为油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度即为油酸分子直径。把油酸分子看做球形是解决此题的关键。
