同步课时精练（二）1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小（含解析）

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同步课时精练（二）1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 （后附解析）
一、多选题
1．如图为“油膜法估测油酸分子直径的大小”实验中记录油酸薄膜形状操作的四个操作步骤，关于四个操作过程及注意事项，下列说法正确的是______。
A．图甲中为了使油膜轮廓清晰，撒粉时尽量在浅盘中央处多一些
B．图乙中用注射器滴油酸酒精溶液时，针头离水面不要过高
C．图丙中当滴完油酸酒精溶液后待油膜展开形状稳定后再描绘轮廓
D．图丁中计算玻璃板上油膜轮廓范围方格时，不足半个舍去，多于半个算一个
E．若图乙中滴定的一滴溶液的体积为，丁图中算得油膜面积为，则估测油酸分子直径为
2．以下实验中，说法正确的是（　　）
A．在“用单摆测重力加速度”实验中，要求摆球上升到最高点位置时开始计时
B．在“制作门窗防盗报警装置”实验中，利用干簧管将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路的通断
C．在“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中，利用气垫导轨来减小摩擦力，利用数字计时器来测量滑块碰撞前后的速度
D．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中
3．关于下列实验，说法正确的是（　　）
A．“用油膜法测油酸分子大小”的实验中，若痱子粉在水面上铺的过厚，会导致测量结果偏大
B．“用双缝干涉测量光的波长”实验中，若通过目镜发现里面的亮条纹与分划板坚线未对齐，应调节双缝与单缝平行
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，若作弹力和弹簧长度的关系图像则无法求出弹簧的劲度系数
D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减少涡流
二、单选题
4．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
5．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，我们估测到的物理量是（　　）
A．水分子的直径 B．水分子的体积
C．油分子的直径 D．油分子的体积
6．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加德罗常数和油酸的密度可估算油酸的摩尔质量
7．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将体积百分比浓度为的滴油酸酒精溶液滴在量筒中，测得体积为。再将其中的一滴溶液滴在水面上，形成一层单分子油酸薄膜，薄膜面积为，则油酸分子大小为（　　）
A． B． C． D．
8．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜
B．分子直径等于油酸溶液的体积与油膜的面积之比
C．若油酸溶液浓度太高，会使油酸分子直径的测量值偏大
D．若测量的油膜面积偏小，会使油酸分子直径的测量值偏小
9．某同学在做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验时，下列操作使实验结果偏小的是（　　）
A．直接使用了纯油酸
B．撒的痱子粉过多，导致油酸未能完全散开
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多计了10滴
10．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是由于（　　）
A．将油酸酒精溶液的体积直接做为油酸体积进行计算
B．计算油膜面积时，将所有不足一格的按一个方格统计
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴
D．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
11．用单分子油膜测分子的直径时，对其所用实验方法的正确认识是
A．用量筒测得油酸酒精溶液的体积V，计算油酸分子直径时要用到d="V/s"
B．用透明方格纸，是为了便于估算一滴油酸溶液形成的油膜面积
C．在水面上撒些痱子粉，是为了让油膜尽量散开并呈现圆形
D．在水面上撒些痱子粉，是为了围住油膜形成规则形状
三、实验题
12．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验通过对宏观量的测量来估测分子的大小。
试回答以下问题：
（1）这个实验中主要涉及物理方法有： 。
（2）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做这个实验，但都发生了操作错误。
① 甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些。
② 乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大。
③ 丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些。
请分析：这三位同学的操作错误会导致实验测得的油酸分子直径偏大还是偏小？
甲： 乙： 丙： （填“偏大”，“偏小”）
（3）某小组同学将最终得到的计算结果与其他小组比较，发现自己得到的数据比其他组大几百倍，他们猜测可能是由于以下原因所致， 下列猜测中较为合理的是 。
① 将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积计算。
② 计算油膜面积时，只数了完整的方格数。
③ 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
13．在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1 0000 mL溶液中有纯油酸1 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中小方格的边长为1 cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积约是 mL，油酸膜的面积是 cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 nm。
14．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下。
A．将画有油酸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酸膜的面积S。
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸膜的形状稳定后，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2cm深的水。
D．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小。
E.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
F．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精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．
(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的，请指出：
① ；
② ；
上述实验步骤的合理顺序是 ；
(2)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是 。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上痱子粉撒得较多
15．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，具体操作如下：
Ⅰ．取油酸1.00 mL注入500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
Ⅱ．用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00 mL为止，恰好共滴了100滴；
Ⅲ．在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，油酸在水面上散开形成一层油膜；
Ⅳ．待油膜稳定后，测得此油膜面积为。这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。求：
（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 mL；
（2）油酸分子直径是 m；（结果保留两位有效数字）
（3）学生甲在实验过程中，计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致算出的油酸分子直径比实际 （填“偏大”或“偏小”）；学生乙在做该实验时，配制的溶液在滴入量筒之前，在空气中搁置了较长时间，会导致算出的油酸分子直径比实际 （填“偏大”或“偏小”）。
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．BCD
解析：A．本实验的正确操作是在浅盘里盛上水，一只手捏住盛有粉的布袋，另一只手拍打，将粉均匀地撒在水面上，故A错误；
B．针头离水面过高，滴油酸酒精溶液时易溅起水滴，影响实验效果，选项B正确；
C．滴完油酸酒精溶液后必须等油膜展开形状稳定后再描绘轮廓，实验误差小，选项C正确；
D．计算油膜轮廓内方格，不足半个舍去，多于半个算一个，可以减小实验误差，故D正确；
E．是滴定的一滴溶液的体积，应该计算出一滴纯油酸的体积，再计算分子直径，选项E错误。
故选BCD。
2．BCD
解析：A．在“用单摆测重力加速度”实验中，要求摆球在最低点处开始计时，误差会更小。故A错误；
B．在“制作门窗防盗报警装置”实验中，利用干簧管在磁场中的特性实现门窗防盗报警功能，在门上沿嵌入一小块永磁体，门框内与该永磁体相对的位置嵌入干簧管，并将干簧管接入报警电路，从而利用干簧管将门与门框的相对位置这一非电学量转换为电路的通断。故B正确；
C．在“研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒”实验中，利用气垫导轨可以忽略滑块与导轨接触面间的摩擦力，保证滑块的系统合外力为0，利用数字计时器可以迅速得出滑块碰撞前后的速度。故C正确；
D．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中，否则浓度较高的油酸分子会因无法充分展开而使测量的表面积偏小，最终使油酸分子的大小测量偏大。故D正确。
故选BCD。
3．AD
解析：A．“用油膜法测油酸分子大小”的实验中，若痱子粉在水面上铺的过厚，则油膜难以完全散开形成单分子层油膜，使油膜面积偏小，根据
可知，会导致测量结果偏大，故A正确；
B．“用双缝干涉测量光的波长”实验中，若通过目镜发现里面的亮条纹与分划板坚线未对齐，应旋转测量头使之对齐，故B错误；
C．“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，设弹簧的原长为，弹簧的形变后的长度为，则根据胡克定律有
可得
根据以上函数关系可知，若作弹力和弹簧长度的关系图像，可以求出弹簧的劲度系数，弹簧的劲度系数为该函数关系图像的斜率，故C错误；
D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减少涡流，故D正确。
故选AD。
4．D
解析：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。
5．C
解析：在试验过程中，油膜完全散开，油酸溶液在水面上形成的单分子油膜，通过油酸分子的体积除以油膜的面积得到的是油酸分子的直径。故ABD错误，C正确。
故选C。
6．D
解析：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，然后乘以阿伏加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。
7．B
解析：一滴油酸的体积为
油酸分子的直径为
故选B。
8．A
解析：A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜，进行近似处理，故A正确；
B．分子直径等于油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积与油膜的面积之比，故B错误；
C．若油酸酒精溶液浓度太高，但是操作正确，则油酸分子直径的测量值不变，故C错误；
D．根据
若测量的油膜面积偏小，会使油酸分子直径的测量值偏大，故D错误。
故选A。
9．D
解析：A．计算时利用的是纯油酸的体积，将油酸酒精溶液的体积误当成纯油酸的体积，导致得到的分子直径将偏大，故A错误；
B．油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径将偏大，故B错误；
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，故C错误；
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，由可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D正确。
故选D。
10．B
解析：A．根据用油膜法估测分子大小的原理，可知
可知，若将油酸酒精溶液的体积直接做为油酸体积进行计算，则测量的油酸分子直径偏大，A错误；
B．计算油膜面积时，将所有不足一格的按一个方格统计，则油膜表面积偏大，测量出的分子直径偏小，B正确；
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴,计算的浓度偏大，油酸体积偏大，导致直径测量值偏大，C错误；
D．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，会导致油膜厚度偏大，测量的分子直径偏大，D错误。
故选B。
11．B
解析：A：用量筒测得油酸酒精溶液的体积V，计算油酸分子直径时要用到d= V/s．是本实验的操作步骤．故A选项不正确
B：用透明方格纸就可估算出油膜的面积，这是实验方法的体现．故B选项是正确的
C：在水面上撒些痱子粉，是为了让油膜尽量散开并呈现圆形．也是实验操作步骤，故C选项不正确．
D：撒些痱子粉，不是为了围住油膜形成规则形状，而是让油酸形成单分子油膜，且一个靠着一个．故D不正确．
12． 理想化物理模型 偏大 偏小 偏小 ①③
解析：（1）[1] 利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做紧密排列的球，涉及物理方法理想化物理模型；
（2）[2]甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸浓度比计算值小了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值大，导致所测的分子直径偏大；
[3]乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，一滴油酸酒精溶液的实际体积变大，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变大，对应的油膜面积S变大，但体积V还是按原来的算的，导致所测的分子直径d偏小；
[4]丙同学在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些，导致所测的分子直径d偏小；
（3）[5] ① 将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积计算，油酸酒精溶液的体积比油酸的体积大几百倍，该同学得到的数据会比其他组大几百倍；
②计算油膜面积时，只数了完整的方格数，面积偏小，测量值偏大，但不可能是其他组的几百倍；
③ 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，油膜的面积会小很多，该同学得到的数据可能会比其他组大几百倍。
因此选①③。
13． 37 0.14
解析：[1]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积
[2]由于每格边长为1cm，则每一格就是 ，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，估算出37格，则油酸薄膜面积为
[3]由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为
14． 上述步骤中有步骤遗漏：C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉； 步骤不完整的：用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目； CFBAED ACD
解析：(1)①[1]．上述步骤中有步骤遗漏：C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉；
②[2]．步骤不完整的：用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目；
[3]．“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，故实验步骤为CFBAED；
(2)[4]．某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，根据公式d=可知出现这种结果的原因可能是公式中的体积偏大或计算的油膜的面积偏小的原因；错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，V偏大，选项A正确；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则油膜的面积偏大，选项B错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则油膜的面积偏小，选项C正确；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜的面积偏小，选项D正确.
15． 偏大 偏小
解析：（1）[1]由题意可得，1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
（2）[2]由题意可得，油酸分子直径为
（3）[3]计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致测量的面积S偏小，从而导致算出的油酸分子直径比实际值偏大。
[4]配制的溶液在滴入量筒之前，在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液中油酸的浓度变大，导致计算出的油酸分子直径比实际值偏小。
答案第1页，共2页
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