高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)17 用油膜法估測分子的大小高效演練（含解析）-人教版高三物理試題

用油膜法估測分子的大小1．(1)在做“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，已經(jīng)準(zhǔn)備的器材有：油酸酒精溶液、滴管、淺盤和水、玻璃板、彩筆，要完成本實(shí)驗(yàn)，還缺少的器材有____________.(2)在用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)中，在哪些方面作了理想化的假設(shè)：____________.(3)如圖所示的四個(gè)圖反映“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中的四個(gè)步驟，將它們按操作先后順序排列應(yīng)是________(用字母符號表示)．解析(1)為算出一滴油酸酒精溶液的體積需用到量筒；為界定油酸膜的邊界要用到痱子粉或細(xì)石膏粉；為準(zhǔn)確知道油酸膜的面積，要用到坐標(biāo)紙．(2)理想化的假設(shè)是：將油膜看成單分子油膜，將油酸分子看作球形，認(rèn)為油酸分子是一個(gè)緊挨一個(gè)排列的．(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先確定一滴油酸酒精溶液的體積，然后取一滴油酸酒精溶液滴在水面上形成單分子油膜后，將玻璃板放在淺盤上描下油酸膜的形狀，最后將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上計(jì)算油酸膜的面積，故操作的先后順序是dacb.答案(1)量筒、痱子粉或細(xì)石膏粉、坐標(biāo)紙(2)將油膜看成單分子油膜，將油酸分子看作球形，認(rèn)為油酸分子是一個(gè)緊挨一個(gè)排列的(3)dacb2．在“用單分子油膜法估測分子大小”實(shí)驗(yàn)中，(1)某同學(xué)操作步驟如下：①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積；③在“淺盤”內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定；④在“淺盤”上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積．改正其中的錯(cuò)誤：________.(2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.8×10－3mL，其形成的油膜面積為40cm2，則估測出油酸分子的直徑為________m.解析(1)②由于一滴溶液的體積太小，直接測量時(shí)相對誤差太大，應(yīng)用微小量累積法減小測量誤差，故可在量筒內(nèi)滴入N滴該溶液，測出它的體積．③液面上不撒痱子粉或石膏粉時(shí)，滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油膜不能形成一塊完整的油膜，油膜間的縫隙會造成測量誤差增大甚至實(shí)驗(yàn)失敗，故應(yīng)先在液面上撒痱子粉或石膏粉．(2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內(nèi)純油酸的體積可得d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4.8×10－3×10－6×0.10%,40×10－4)m＝1.2×10－9m.答案(1)見解析(2)1.2×10－93．測量分子大小的方法有很多，如油膜法、顯微法．(1)在“用油膜法估測分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液．然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入50滴溶液，溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜，如甲所示．坐標(biāo)格中每個(gè)小正方形方格的大小為2cm×2cm.由圖可以估算出油膜的面積是________cm2，由此估算出油酸分子的直徑是________m(保留一位有效數(shù)字)．(2)如圖乙是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個(gè)“量子圍欄”的照片．這個(gè)量子圍欄是由48個(gè)鐵原子在銅的表面排列成直徑為1.43×10－8m的圓周而組成的．由此可以估算出鐵原子的直徑約為________m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．解析(1)數(shù)油膜的正方形格數(shù)，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面積S＝64×2cm×2cm＝256cm2.溶液濃度為eq\f(1,1000)，每滴溶液體積為eq\f(1,50)mL,1滴溶液中所含油酸體積為V＝2×10－5cm3.油膜厚度即油酸分子的直徑是d＝eq\f(V,S)≈8×10－10m.(2)直徑為1.43×10－8m的圓周周長為D＝πd≈4.49×10－8