2013年高考物理 考前指導(dǎo) 用油膜法估測(cè)分子的大小

《2013年高考物理 考前指導(dǎo) 用油膜法估測(cè)分子的大小》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2013年高考物理 考前指導(dǎo) 用油膜法估測(cè)分子的大?。?頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2013年高考物理考前指導(dǎo) 用油膜法估測(cè)分子的大小 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．估測(cè)油酸分子的大?。? 2．學(xué)習(xí)間接測(cè)量微觀量的原理和方法． 二、實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測(cè)分子的大?。?dāng)把一滴用酒精稀釋過(guò)的油酸滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上散開(kāi)，其中的酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成如圖1所示形狀的一層純油酸薄膜．如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積，即可算出油酸分子的大?。肰表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的體積，用S表示單分子油膜的面積，用d表示分子的直徑，如圖2所示，則：d＝. 圖1　　　　　　　　　圖2 三、實(shí)驗(yàn)器材 盛水淺

2、盤(pán)、滴管(或注射器)、試劑瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩筆． 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1．用稀酒精溶液及清水清洗淺盤(pán)，充分洗去油污、粉塵，以免給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差． 2．配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶?jī)?nèi)注入酒精，直到液面達(dá)到500 mL刻度線為止，搖動(dòng)容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這樣就得到了500 mL含1 mL純油酸的油酸酒精溶液． 3．用注射器或滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并記下量筒內(nèi)增加一定體積Vn時(shí)的滴數(shù)n. 4．根據(jù)V0＝算出每滴油酸酒精溶液的體積V0. 5．向淺盤(pán)里倒入約2 cm深的水，并將痱子粉或石膏粉均

3、勻地撒在水面上． 6．用注射器或滴管將一滴油酸酒精溶液滴在水面上． 7．待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板(或有機(jī)玻璃板)放在淺盤(pán)上，并將油酸膜的形狀用彩筆畫(huà)在玻璃板上． 8．將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S(求面積時(shí)以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè))． 9．根據(jù)油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V，并代入公式d＝算出油酸薄膜的厚度d. 10．重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟多測(cè)幾次油酸薄膜厚度，并求平均值，即為油酸分子的大小． 五、數(shù)據(jù)處理 根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容.

4、實(shí)驗(yàn)次數(shù) 量筒內(nèi)增加1 mL 溶液時(shí)的滴數(shù) 輪廓內(nèi)的 小格子數(shù) 輪廓面積S 1 2 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 一滴純油酸 的體積V 分子的大小(m) 平均值 1 2 六、注意事項(xiàng) 1．注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1 cm之內(nèi)，當(dāng)針頭靠水面很近(油酸未滴下之前)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開(kāi)，這是由于針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實(shí)驗(yàn)效果． 2．待測(cè)油膜面擴(kuò)散后又收縮，要在油膜面穩(wěn)定后再畫(huà)輪廓．?dāng)U散后又收縮有兩個(gè)原因：第一，水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復(fù)；第二，酒精揮發(fā)后液面收縮． 3．當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將水從盤(pán)的

5、一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會(huì)殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去再用清水沖洗，這樣做可保持盤(pán)的清潔． 4．從盤(pán)的中央加痱子粉，使粉自動(dòng)擴(kuò)散至均勻，這樣做，比將粉撒在水面上的效果好．因?yàn)椋阂?，加粉后水的表面張力系?shù)變小，水將粉粒拉開(kāi)；二，粉粒之間相互排斥． 【2013高考突破】 1．(9分)假設(shè)一艘油輪裝載有密度為ρ＝9×102kg/m3的原油在海上航行，由于某種事故使原油泄漏了9t，則這次事故造成的最大可能污染的海洋的面積約為 (　　) A．1012m2　　　B．109m2　　　C．108m2　　　D．1011m2 2．(9分)某學(xué)生在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的

6、實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由于 (　　) A．油酸未完全散開(kāi) B．油酸中含有大量酒精 C．計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴 3．(9分)學(xué)習(xí)了“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)后，我校課外物理興趣小組欲體驗(yàn)一下真實(shí)情況，小組同學(xué)將體積為1.2×10－3cm3的石油滴在平靜的水面上，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，石油擴(kuò)展為3m2的單分子油膜，請(qǐng)你估算一下油分子的直徑為 (　　) A．6.0×10－10m B．4.0×10－10m C．4.0×10－8m

7、 D．4.0×10－12m 4．(9分)用油膜法估測(cè)分子的大小時(shí)，要滿足的理想化條件是 (　　) A．把在水面上盡可能充分散開(kāi)的油膜視為單分子油膜 B．把形成單分子油膜的分子看作緊密排列的球形分子 C．將油膜視為單分子油膜，但需要考慮分子間隙 D．將單分子視為立方體模型 5．(9分)利用油膜法可粗略地測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)．若已知n滴油的總體積為V，一滴油形成的油膜面積為S，這種油的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，油分子可視為球體，則阿伏加德羅常數(shù)NA應(yīng)為 (　　) A．NA＝ B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ 6．(11分

8、)用油膜法估測(cè)油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1mL的量筒、盛有適量清水的45×50cm2淺盤(pán)、痱子粉、滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙． (1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)所缺的步驟C. A．用滴管將濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)N B．將痱子粉均勻地撒在淺盤(pán)內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n. C．___________________________

9、_____________________________________________. D．將畫(huà)有油薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1cm小方格為單位，數(shù)出輪廓內(nèi)小方格的個(gè)數(shù)，算出油酸薄膜的面積Scm2. (2)用已給的和測(cè)得的物理量表示單個(gè)油酸分子的大小____________(單位：cm) 7．(11分)利用油膜法估測(cè)油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1mL的量筒、盛有適量清水的45×50cm2淺盤(pán)、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙．則： (1)下面給出的實(shí)驗(yàn)步驟中，正確順序?yàn)開(kāi)_______． A．

10、將玻璃板放在淺盤(pán)上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫(huà)在玻璃板上 B．用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)N C．將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，等出油酸薄膜的面積S(單位為cm2) D．將痱子粉均勻地撒在淺盤(pán)內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n (2)該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的單個(gè)油酸分子的直徑約為_(kāi)_______(單位：cm)． A. B. C.

11、D. 8．(11分)在做“用油膜法估測(cè)油酸分子直徑的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)， 某同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作如下： ①用游標(biāo)卡尺測(cè)得用完了的中性筆筆芯外徑如圖所示，用小刀截取一段剖開(kāi)，用游標(biāo)卡尺測(cè)得筆芯筒的厚度為0.95mm，記下內(nèi)徑d； ②用筆芯吸取濃度為A的油酸酒精溶液，用小刀在溶液上、下兩個(gè)界面刻線做上記號(hào)； ③將筆芯中一滴這種溶液滴在淺盤(pán)中的水面上； ④將筆芯中所剩溶液一滴一滴的滴入原裝溶液的容器中，數(shù)得有N滴； ⑤用游標(biāo)卡尺測(cè)得兩條刻線記號(hào)之間的距離為h； ⑥待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，在玻璃板上描出油酸薄膜的輪廓，再把玻璃板放在畫(huà)有邊長(zhǎng)為a的正方形小格的紙上如圖所示，測(cè)得油酸薄

12、膜占有的小正方形個(gè)數(shù)為X. (1)中性筆筆芯的內(nèi)徑為_(kāi)_______cm； (2)從圖上數(shù)得油膜占有的小正方形個(gè)數(shù)為X＝________； (3)用以上字母表示油酸分子直徑的大小D＝________. 9．(11分)在“用油膜法估測(cè)分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，有下列操作步驟，請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟C的內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟E中的計(jì)算式： A．用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，記下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴數(shù)N； B．將痱子粉末均勻地撒在淺盤(pán)內(nèi)的水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面積足夠大，且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n； C．_

13、_______________________________________________________________________； D．將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)1cm的正方形為單位，計(jì)算出輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)m； E．用上述測(cè)量的物理量可以估算出單個(gè)油酸分子的直徑d＝______cm. 10．(11分)用“單分子油膜法測(cè)定液體分子大小”時(shí)，要求油滴在水面上散開(kāi)到最大面積，形成單分子油膜，其理論基礎(chǔ)是將分子看作________．若油滴體積為V，油膜面積為S，則分子直徑約為d＝________，一般分子直徑的數(shù)量級(jí)為_(kāi)_______m．已知水的密度是1.0×103kg/m3，如果忽略水分子間的空隙，試估算一個(gè)水分子的體積為_(kāi)_______m3. 【答案】　球體　V/S　10－10　3.0×10－29