1.2科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小（Word版含答案）

1.2科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小
一、选择题（共15题）
1．关于油膜面积的测量方法，下列做法正确的是（　　）
A．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积
B．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量没有油膜的面积
C．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画在玻璃纸上，再利用坐标纸去计算油膜的面积
D．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再把油膜的轮廓画在玻璃纸上，然后用坐标纸去计算油膜的面积
2．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．油酸放置较长时间后再进行实验
3．2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射成功。下列“学生实验”能在空间站重演的是（　　）
A．用DIS研究加速度和质量的关系 B．用DIS研究机械能守恒定律
C．研究共点力的合成 D．用单分子油膜估测分子的大小
4．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验时应先将油酸酒精溶液滴入水中，再将痱子粉撒在水面上
B．实验时可观察到油膜的面积一直扩张直至面积稳定
C．实验中待油膜面积稳定后，用刻度尺测量油膜的面积
D．计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积
5．某同学在“用油膜法估测分子直径”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（　　）
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算油膜面积时不足一格的全按一格算
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
6．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液中有液滴50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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示。坐标纸中正方形方格的边长为20mm。则根据上述数据估测出油酸分子的直径是（　　）
A．1×10-9m B．2×10-10m C．5.5×10-10m D．8×10-11m
7．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，能将油膜的厚度近似认为等于油酸分子的直径，下列措施可行的是(　　)
A．把痱子粉均匀地撒在水面上，测出其面积
B．取油酸一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜
C．取油酸酒精溶液一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜
D．把油酸酒精溶液滴在撒有均匀痱子粉的水面上后，要立即描绘油酸在水面上的轮廓
8．用油膜法估测分子直径的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．在滴入溶液前，应先把痱子粉撒在水面上，而且应尽量多撒一点
B．可以用带刻度的注射器直接测量一滴溶液的体积
C．若测得一滴溶液的体积为V，油膜的面积为S，则油酸分子的直径为
D．根据测得的油酸分子的直径结合阿伏伽德罗常数和油酸的密度可估算油酸的摩尔质量
9．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，分子力先变小后变大
D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高
10．用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，下列说法正确的是（　　）
A．一个油酸分子的质量为 B．一个油酸分子的体积为
C．油酸的密度为 D．油酸分子的直径为
11．在实验“用油膜法估测油酸分子的大小”中，用注射器向浅盘里的水面滴入的是（　　）
A．一滴油酸酒精溶液 B．一滴纯油酸
C．油酸酒精溶液 D．纯油酸
12．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某小组发现测得的分子直径数据比其他组大2-3个数量级，不可能的原因是（　　）
A．计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目
B．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开
C．将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积进行计算
D．测量每滴油酸酒精溶液体积时，将31滴溶液错数成32滴
13．用油膜法测量分子直径大小实验的科学依据是（ ）
A．将油膜看成单分子油膜
B．不考虑各个油酸分子间的间隙
C．考虑各个油酸分子间的间隙
D．将油酸分子看成球形
E．将油酸分子看成立方体
14．下列说法正确的是_______ ．
A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即存在表面张力
C．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度高于干泡显示的温度，这是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
D．用油膜法测出油酸分子直径后，还需知道油酸的摩尔体积就可估算出阿伏伽德罗常数
E．一定质量的理想气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
15．为了减少“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是（　　）
A．将油酸酒精溶液滴在水面上时，滴管距水面距离尽可能近些
B．先在浅盘内的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上
C．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状
D．油酸酒精溶液滴在水面上后，晃动水面使油酸尽可能充分扩展
E．计算油膜面积时，舍去所有不满一格的方格
二、综合题
16．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将6mL的油酸溶于酒精，制成mL的油酸酒精溶液，测得1mL的油酸酒精溶液有75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110cm2，由此估测出油酸分子的直径为_________m（结果保留1位有效数字）。
17．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，在每200mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，实验中利用注射器测出200滴该溶液的体积为1mL，已知1滴该溶液滴入浅水盘中最终形成的油膜面积为175cm2，则油酸分子大小约为__________m（保留3位有效数字）。在该实验中，液体表面的张力使液滴从针头滴落时呈现球状，则液体表层分子间作用力表现为______（填“引力”或“斥力”），分子间距离__________（填“大于”、“等于”或“小于”）液体分子的平衡距离。
18．在做用油膜法测分子直径的实验中，先把油酸与酒精以1∶3000的比例混合，然后取一滴混合液滴在水面上，酒精溶于水，油酸在水面上扩展，形成了面积的油膜．则由此可算出油酸分子的直径的数量级是__________m．（设一滴液滴的体积为）
19．油酸的摩尔质量M=0.283kg.mol-1，密度ρ=0.895103 kg/m3、则每个油酸分子的体积为______m3，若125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______m2。（取NA=6.021023 mol-1，球的体积与直径的关系为，结果保留一位有效数字）
20．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，形成单分子层油膜，现有按酒精与油酸的体积比为m:n配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴．
(1)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．(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，不足半个舍去)则油膜面积为
(2)求估算油酸分子直径的表达式
21．取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄膜，测出这一薄膜的面积为0.2m2，已知油酸分子的直径为5×10 －10m，1 cm3的油酸酒精溶液有50滴，试估算油酸酒精溶液的体积浓度（×100%）。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
油酸酒精溶液滴在水面上，油膜会散开，待稳定后，再在玻璃纸上画下油膜的轮廓，用坐标纸计算油膜面积，D正确。
故选D。
2．B
【详解】
AB．浓度大了可能形不成单分子油膜而影响实验结果，故A错误，B正确；
C．油酸扩散后要待其收缩稳定后再绘出轮廓图，以防止酒精的干扰，故C错误；
D．而油酸放置较长时间后，浓度发生变化而产生较大误差，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．空间站中的物体处于完全失重状态，故无法测定小车质量，更无法用钩码的重力充当小车受到的拉力，故A错误；
B．用DIS研究机械能守恒定律，需要重物自由下落，由于完全失重，故无法重演，故B错误；
C．研究共点力的合成实验是通过橡皮筋的形变和弹簧测力计测量力，跟重力无关，能在空间站重演，故C正确；
D．用单分子油膜估测分子的大小，需要在水面形成油膜，由于完全失重，无法形成油膜，故无法重演，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．为了使油酸分子紧密排列，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，A错误；
B．油膜的面积不是一直扩张，B错误；
C．由于油膜形状不规则，故不能用刻度尺测量油膜的面积，C错误；
D．根据实验原理可知，计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
油酸分子直径。计算结果明显偏大，可能是V取大了或S取小了
A．油酸未完全散开，所测S偏小，d偏大，故A正确；
B．油酸中含有大量的酒精，不影响结果，故B错误；
C．若计算油膜面积时不足一格的全按一格算，使S偏大，d偏小，故C错误；
D．若求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，使V变小，d变小，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】
求油膜的面积时，先数出共有约55个小方格。故油膜的面积为
由于104 mL溶液中含有纯油酸6mL，则1mL中有纯油酸
又1 mL上述溶液中有液滴55滴，故1滴溶液中含有纯油酸的体积为
由公式
可得油酸分子直径为
故选C。
7．C
【详解】
A．要正确完成该实验，首先要在水面上均匀的撒上薄薄的一层痱子粉，作用是方便确定油膜的边界，A错误；
B．由于纯油酸较黏稠不易展开需利用酒精稀释，B错误；
CD．向撒有均匀痱子粉的水中滴入一滴油酸酒精溶液，静置稳定后在水面上形成尽可能大的单分子油膜，再描绘油酸在水面上的轮廓以确定其面积，C正确，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．水面上痱子粉撒得过多的话，油膜不能充分展开，影响油膜面积的测量，A错误；
B．用带刻度的注射器直接测量一滴溶液的体积会有很大的误差，则应该通过累积法测量一滴溶液的体积，B错误；
C．若测得一滴溶液中含有纯油酸的体积为V，油膜的面积为S，则油酸分子的直径为，C错误；
D．测得了油酸分子直径可得油酸分子的体积，然后乘以阿伏伽德罗常数可得油酸的摩尔体积，再根据油酸的密度可知油酸的摩尔质量，D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A.实验中应先撒痱子粉，油酸滴在痱子粉上，测油酸展开的面积，故A错误；
B.图中所示位置是不同时刻炭粒的位置，无法表示炭粒的运动轨迹，故B错误；
C.图中r0是分子力等于零的位置，从图像可知，分子间距从增大时，分子力先增大后减小，故C错误；
D.根据分子运动速率分布图像可知，温度越高分子热运动越剧烈，故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．一个油酸分子的质量为
所以A错误；
B．一个油酸分子的体积为
所以B错误；
C．油酸的密度为
所以C错误；
D．油酸分子的直径为
所以D正确；
故选D。
11．A
【详解】
首先将油酸稀释，制成油酸酒精溶液，取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，酒精迅速溶于水，在水面上形成薄薄的一层油膜，量出油膜的面积，从而算出油膜的分子直径。
故选A。
12．D
【详解】
A． 计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目，导致S偏小，根据可知，测量值偏大，故A不符题意；
B． 水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故B不符题意；
C． 计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸，体积偏大，则d偏大，故C不符题意；
D． 测量每滴油酸酒精溶液体积时，将31滴溶液错数成32滴，计算代入纯油酸体积将偏小，测量直径偏小，故D符合题意；
本题不可能的原因故选D。
13．ABD
【详解】
A.在“用油膜法估测分子直径大小”实验中，将油膜看成单分子油膜，油膜是呈单分子分布的，单分子油膜的厚度等于分子的直径，故A正确；
BC.在“用油膜法估测分子直径大小”实验中，不考虑各个油酸分子间的间隙，认为这些油酸分子是一个一个紧挨在一起的，分子之间没有空隙，故B正确。C错误；
DE.在“用油膜法估测分子直径大小”实验中，将油酸分子看成球形，测出油酸的体积V和形成单分子油膜的面积S，单分子油膜的厚度d=，可以认为就等于分子的直径，故D正确，E错误。
故选ABD.
14．BDE
【详解】
当分子力表现为引力时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小；分子势能随分子间距离的增大而增大，选项A错误； 液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即存在表面张力，选项B正确；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，主要是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热，从而温度降低的缘故，选项C错误；用油膜法测出油酸分子直径后，还需知道油酸的摩尔体积，根据 就可估算出阿伏伽德罗常数，选项D正确；一定质量的理想气体体积不变时，温度越高，分子平均速率越大，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多，选项E正确；故选BDE.
15．ABD
【详解】
A．向水面滴油酸酒精溶液时，滴管口应竖直、靠近水面，如果离水面太高，可能无法形成油膜，故A正确；
B．先在浅盘内的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上，油酸推动痱子粉扩散，所得油膜面积更准确，故B正确；
C．只要是单分子油膜即可，对油膜形状没有要求，故C错误；
D．油酸酒精溶液滴在水面上后，轻轻晃动水面使油酸尽可能充分扩展，形成单分子油膜，故D正确。
E．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半格的舍去，大于半格的算一个，统计出油酸薄膜的面积，故E错误。
故选ABD。
16．
【详解】
1mL溶液中含有纯油酸的体积为mL，则1滴该溶液中含有纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
。
17． 引力 大于
【详解】
由题可知，一滴油酸得总体积为
则油酸分子大小为
液体表面的张力，是因分子间作用力表现为引力；
当分子间作用力表现为引力时，分子间距大于液体分子的平衡距离。
18．
【详解】
一滴混合液的纯油酸体积为：
则油酸的直径d为：
所以油酸分子直径的数量级是。
19． 8
【详解】
因油酸的摩尔质量，密度，那么油酸的摩尔体积为
则每个油酸分子的体积为
1滴油酸的质量为
1滴油酸分子的个数
个
一个油酸分子体积
解得
油膜的面积约为
20．(1)8S；(2)
【详解】
(1) 估算油膜面积时以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出8格，则油酸薄膜面积为
S膜=8S；
(2) 一滴溶液中纯油酸的体积为
由于形成单分子的油膜，则分子的直径为
．
21．
【详解】
每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
体积浓度为
答案第1页，共2页