2018－2019學(xué)年高中物理 第一章 分子動(dòng)理論 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二）測(cè)量分子的大小（含解析）粵教版選修3-3.doc

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測(cè)量分子的大小 1．采用油膜法估測(cè)分子的直徑，需要測(cè)量的物理量是(　　) A．1滴油酸的質(zhì)量和它的密度 B．1滴油酸的體積和它的密度 C．1滴油酸的體積和它散成油膜穩(wěn)定時(shí)的面積 D．所散成的油膜的厚度和它的密度 解析：選C　油膜法估測(cè)分子直徑的原理為：d＝，只需測(cè)量1滴油酸的體積和它散成油膜穩(wěn)定時(shí)的面積(單分子油膜的面積)，則C正確。 2．下列說法不是用油膜法粗測(cè)分子直徑實(shí)驗(yàn)依據(jù)的是(　　) A．將油膜看成單分子油膜 B．不考慮各油酸分子間的間隙 C．考慮了各油酸分子間的間隙 D．將油膜分子看成球形 解析：選C　該實(shí)驗(yàn)的原理就是將油分子視為球形，且認(rèn)為是一個(gè)一個(gè)緊挨著單層分布，即不考慮分子間的間隙。即C不正確。 3．在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，體積為V的油滴在水面上形成近似圓形的單分子油膜，油膜直徑為D，則測(cè)得油分子的直徑大約為(　　) A. 　　　　　　　　　　 B. C. D. 解析：選A　 因是圓形油膜，故油膜面積S＝πD2，又V＝dS可知答案為A。 4．利用油膜法測(cè)出了分子直徑D后，若滴在液面上一滴油酸的體積為V，水面上形成的單分子油膜面積為S，這滴油酸中的油酸分子數(shù)為N，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則下述表達(dá)式近似正確的是(　　) A．V＝NπD3 B．S＝NπD2 C．V＝NADS D．S＝NAπD2 解析：選A　 油酸分子的體積V0＝πD3，所以這滴油酸(共有N個(gè)分子)的體積V＝NV0＝NπD3，故A正確，C錯(cuò)誤；一個(gè)油酸分子所占面積S0＝πD2，所以含有N個(gè)分子的這滴油酸油膜的面積S＝NS0＝NπD2，故B、D錯(cuò)誤。 5．用油膜法測(cè)出分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，只需要知道油滴的(　　) A．摩爾質(zhì)量 B．摩爾體積 C．體積 D．密度 解析：選B　假設(shè)油酸分子為球形，則每個(gè)分子的體積V＝π()3，則NA＝Vmol/V。由以上兩式可求出NA，故應(yīng)選B。 6．某同學(xué)在“用油膜法測(cè)量分子的大小”實(shí)驗(yàn)中得到的計(jì)算結(jié)果和大多數(shù)同學(xué)的比較，發(fā)現(xiàn)自己所測(cè)數(shù)據(jù)偏小，則對(duì)出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說法中可能正確的是(　　) A．錯(cuò)誤地將酒精油酸溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行 B．計(jì)算油膜面積時(shí)，錯(cuò)將不完整的方格作為完整方格處理 C．計(jì)算油膜面積時(shí)，只數(shù)了完整的方格數(shù) D．水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開 解析：選B　設(shè)坐標(biāo)紙上每一個(gè)小方格的面積為S0，所畫輪廓內(nèi)的方格數(shù)為n，則分子的直徑d＝。由此可知A、C、D都將使測(cè)量結(jié)果偏大，計(jì)算油膜面積時(shí)，若將不完整的方格作為完整方格處理會(huì)導(dǎo)致油膜面積偏大，從而使所測(cè)分子直徑偏小，故選B。 7．英國(guó)《星期日泰晤士報(bào)》2009年11月23日?qǐng)?bào)道，英國(guó)多座教堂正利用名為“聰明水納米技術(shù)”對(duì)抗在教堂屋頂偷盜金屬飾品的“飛賊”。“聰明水”在特殊的紫外線儀器下可見，在教堂頂部涂抹“聰明水”就好比給教堂屋頂涂上一層“納米油漆”，警方借助這層肉眼看不見的油漆，將“飛賊”捕獲。若已知n滴“納米水”的總體積為V，每滴形成的單分子膜面積為S，這種“納米水”的摩爾質(zhì)量為μ，密度為ρ，則每個(gè)納米水分子的直徑d和阿伏加德羅常數(shù)NA分別為(　　) A．d＝，NA＝ B．d＝，NA＝ C．d＝，NA＝ D．d＝，NA＝ 解析：選C　納米水分子的直徑為d＝， 把納米水分子看成球體，則有：NAπ3＝， 解得NA＝， 故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。 8．在做“用油膜法估測(cè)分子直徑的大小”的實(shí)驗(yàn)中，備有以下器材：用酒精稀釋過的油酸、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩筆，還缺少的器材有________________________。 答案：量筒、坐標(biāo)紙 9．“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)利用油酸在水面上形成一單分子層的油膜，估測(cè)分子大小。實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①將5 mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃量杯中，蓋上蓋并搖動(dòng)，使油酸均勻溶解形成油酸酒精溶液，讀出該溶液的體積為N mL。 ②用滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入空量杯中，記下當(dāng)杯中溶液到達(dá)1 mL時(shí)的總滴數(shù)n。 ③在邊長(zhǎng)約40 cm的淺盤里倒入自來水，深約2 cm，將少許石膏粉均勻地輕輕撒在水面上。 ④用滴管往盤中水面上滴一滴油酸酒精溶液。由于酒精溶于水而油酸不溶于水，于是該滴中的油酸就在水面上散開，形成油酸薄膜。 ⑤將平板玻璃放在淺方盤上，待油酸薄膜形成穩(wěn)定后可認(rèn)為已形成單分子層油酸膜。用彩筆將該單分子層油酸膜的輪廓畫在玻璃板上。 ⑥取下玻璃板放在方格子上，量出該單分子層油酸膜的面積S cm2。 在估算油酸分子大小時(shí)，可將分子看成球形。用以上實(shí)驗(yàn)步驟中的數(shù)據(jù)和符號(hào)表示，油酸分子的半徑r＝________。 解析：由①得油酸酒精溶液中的油酸濃度為；由②得1滴油酸酒精溶液中的油酸含量為V＝ mL；弄清③④⑤⑥各步驟的意義，得：油酸分子的半徑r＝＝＝ cm。 答案： cm 10．在做“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，已知實(shí)驗(yàn)室中使用的油酸酒精溶液的體積濃度為n，又用滴管測(cè)得每N滴這種油酸酒精溶液的總體積為V，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長(zhǎng)為a的正方形小格的紙上(如圖)測(cè)得油膜占有的小正方形個(gè)數(shù)為m。 (1)用以上字母表示油酸分子的大小d＝________。 (2)從上圖中數(shù)得油膜占有的小正方形個(gè)數(shù)為m＝________。 解析：(1)從題意知道：一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為：V′＝n 油膜面積為S＝ma2 又V′＝Sd，所以d＝。 (2)計(jì)算方格數(shù)時(shí)，不足半個(gè)格子的舍去，多于半個(gè)格子的算一個(gè)；方格邊長(zhǎng)的單位越小，這種方法求出的面積越精確。利用數(shù)格子的方法可知m＝57。 答案：(1)　(2)57 11．一種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M。取體積為V的油慢慢滴出，可滴n滴。將其中一滴滴在廣闊水面形成面積為S的單分子油膜，則阿伏加德羅常數(shù)為多少？ 解析：設(shè)單分子油膜的厚度即油分子的直徑為d，阿伏加德羅常數(shù)為NA， 則每個(gè)油分子的體積為V0＝πd3 因每一滴油的體積不變，所以＝Sd 又每一滴油的分子數(shù)相同，所以NA＝ 聯(lián)立以上三式可得NA＝ 答案： 12．用油膜法估測(cè)分子的大小，方法及步驟如下： ①向體積V油＝1 mL油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總＝500 mL。 ②用注射器吸?、僦杏退峋凭芤?，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗＝100滴時(shí)，量筒內(nèi)溶液體積增加1 mL。 ③先往邊長(zhǎng)30～40 cm的淺盤里倒入2 cm深的水，然后將痱子粉均勻地撒在水面上。 ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀。 ⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)N，正方形邊長(zhǎng)l＝20 mm。 根據(jù)以上信息，回答下列問題(有數(shù)值計(jì)算的問題，先用信息中字母寫出表達(dá)式再代入數(shù)值并統(tǒng)一單位算出結(jié)果) (1)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V純是多少？ (2)油酸分子直徑是多少？ 解析：(1)油酸酒精溶液的濃度為＝， 每滴溶液的體積 ml＝110－2 mL。則1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積 V純＝110－2 mL＝210－5 mL。 (2)由題圖知油膜占有的格數(shù)為116個(gè)，則油膜面積是S＝116(210－2)2 m2＝4.6410－2 m2， 所以油酸分子的直徑d＝＝ ＝4.310－10 m。 答案：(1)210－5mL　(2)4.310－10 m