高中物理人教版3本冊(cè)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 模塊專題專題

油膜法是一種粗略測(cè)定分子大小的方法，其方法是把油酸滴到水面上，油酸在水面上散開(kāi)，形成單分子油膜，如圖1所示．如果把分子看成球形，單分子油膜的厚度就可以認(rèn)為等于油酸分子的直徑．圖11．計(jì)算方法(1)首先要準(zhǔn)確計(jì)算出純油酸的體積V.①一滴油酸酒精溶液的平均體積eq\x\to(V)eq\x\to(V)＝eq\f(N滴油酸酒精溶液的體積,N)②一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積VV＝eq\x\to(V)×油酸酒精溶液的體積比(體積比＝eq\f(純油酸體積,溶液的體積))．(2)其次計(jì)算出油膜的面積S.S＝n×1cm2(n為有效格數(shù)，小方格的邊長(zhǎng)為1cm)．(3)最后利用公式d＝eq\f(V,S)求出的數(shù)值就是分子直徑的大小(代入數(shù)據(jù)時(shí)注意統(tǒng)一單位)．2．注意事項(xiàng)(1)油酸酒精溶液的濃度以小于1‰為宜．(2)油酸酒精溶液的液滴要適當(dāng)多一些．(3)每次實(shí)驗(yàn)時(shí)要讓淺盤(pán)中的水穩(wěn)定后再做．(4)痱子粉不宜撒得過(guò)厚，器具用后要清洗好．[復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)]1．(多選)油膜法粗略測(cè)定分子直徑的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是()A．把油酸分子視為球體，其直徑即為油膜的厚度B．讓油酸在水面上充分散開(kāi)，形成單分子油膜C．油酸分子的直徑等于滴到水面上的純油酸的體積除以油膜的面積D．油酸分子直徑的數(shù)量級(jí)是10－15m答案ABC解析油膜法估測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，首先建立分子模型——球形，然后讓油酸在水面上形成單分子油膜，故A、B、C正確；油酸分子直徑的數(shù)量級(jí)是10－10m，故D錯(cuò)．2．(多選)為了盡可能準(zhǔn)確地估測(cè)出油酸分子的大小，下列哪些措施是可行的()A．油酸濃度適當(dāng)大一些B．油酸濃度適當(dāng)小一些C．油酸擴(kuò)散后立即繪出輪廓圖D．油酸擴(kuò)散并待其收縮穩(wěn)定后再繪出輪廓圖答案BD解析為能形成單分子油膜，油酸濃度應(yīng)適當(dāng)小些；繪制輪廓圖應(yīng)在油酸擴(kuò)散穩(wěn)定后進(jìn)行，B、D選項(xiàng)正確．3．在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于油膜法實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中正確的是()A．可以直接將油酸滴到淺水盆中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)B．實(shí)驗(yàn)中撒痱子粉應(yīng)該越多越好C．該實(shí)驗(yàn)中的理想化假設(shè)是將油膜看成單分子層油膜D．實(shí)驗(yàn)中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是可使油酸和痱子粉之間形成清晰的邊界輪廓答案C解析為了使油酸分子緊密排列，實(shí)驗(yàn)時(shí)先將痱子粉均勻?yàn)⒃谒嫔?，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)先將痱子粉均勻?yàn)⒃谒嫔线m量即可，不能太多．故B錯(cuò)誤；油膜為單分子緊密排列的，因此單分子油膜的厚度被認(rèn)為是油酸分子的直徑，故C正確；實(shí)驗(yàn)中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是盡可能地減小滴入水面的油酸的含量，故D錯(cuò)誤．4．如圖2所示，在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是()圖2A．用油膜法可以精確測(cè)量分子的大小B．油酸分子直徑等于純油酸體積除以相應(yīng)油膜面積C．計(jì)算油膜面積時(shí)，應(yīng)舍去所有不足一格的方格D．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉灑在水面上答案B解析由于油膜法假設(shè)分子是單層并且緊密相連的，并不完全符合實(shí)際，故不能精確測(cè)量分子的大小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，分子直徑是由純油酸的體積除以相應(yīng)的油膜的面積，故B正確；在計(jì)算面積時(shí)，超過(guò)半個(gè)的按一個(gè)，不足半格的才能舍去，故C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)要先灑痱子粉，再滴油酸酒精溶液，故D錯(cuò)誤．5．(多選)某同學(xué)在“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得的分子直徑明顯偏大，其原因可能是()A．油酸未完全散開(kāi)B．油酸中含有大量的酒精C．計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴油酸酒精溶液的體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴答案AC解析計(jì)算油酸分子直徑的公式是d＝eq\f(V,S)，V是純油酸的體積，S是油膜的面積．油酸未完全散開(kāi)，S偏小，故得到的分子直徑d將偏大，故A正確；計(jì)算時(shí)利用的是純油酸的體積，如果含有大量的酒精，則油酸的實(shí)際體積偏小，則直徑將偏小，故B錯(cuò)誤；計(jì)算油膜面積時(shí)舍去了所有不足一格的方格，S將偏小，故得到的分子直徑將偏大，故C正確；求每滴體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴，由V0＝eq\f(V,n)可知，純油酸的體積將偏小，則計(jì)算得到的分子直徑將偏小，故D錯(cuò)誤．6．在用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)中，具體操作如下：①取油酸1mL注入250mL的容量瓶?jī)?nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達(dá)到250mL的刻度為止，搖動(dòng)瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液．②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達(dá)到1mL為止，恰好共滴了100滴．③在淺盤(pán)內(nèi)注入蒸餾水，靜置后滴管吸取油酸的酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后，油酸在水面上盡可能地散開(kāi)，形成一油膜．④測(cè)得此油膜面積為×102cm2.(1)這種粗測(cè)方法是將每個(gè)分子視為_(kāi)___________，讓油酸盡可能地在水面上散開(kāi)，則形成的油膜面積可視為_(kāi)_________，這層油膜的厚度可視為油酸分子的______________．(2)利用數(shù)據(jù)可求得油酸分子的直徑為_(kāi)_________m.答案(1)球形單分子油膜直徑(2)×10－97．本實(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?。畬?shí)驗(yàn)步驟如下：①將5mL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NmL.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)1mL時(shí)的總滴數(shù)n.③在邊長(zhǎng)約40cm的淺盤(pán)里倒入自來(lái)水，深約2cm，將少許細(xì)石膏粉均勻地輕輕撒在水面上．④用滴管往盤(pán)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(kāi)，形成油酸薄膜．⑤將玻璃板放在淺盤(pán)上方，待油酸薄膜穩(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(huà)在玻璃板上．⑥取下玻璃板放在坐標(biāo)紙上，量出該單分子層油酸膜的面積Scm2.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＝______.答案eq\f(5,2nNS)cm解析由①得油酸酒精溶液中的油酸濃度為eq\f(5,N)；由②得1滴油酸酒精溶液中的純油酸含量為V＝eq\f(1,n)·eq\f(5,N)mL；油酸分子的半徑r＝eq\f(d,2)＝eq\f(V,2S)＝eq\f(5,2nNS)cm.8．在“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，(1)某同學(xué)操作步驟如下：①取一定量的無(wú)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(cè)出它的體積；③在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開(kāi)穩(wěn)定；④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測(cè)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%，一滴溶液的體積為×10－3mL，其形成的油膜面積為40cm2，則估測(cè)出油酸分子的直徑為_(kāi)_______m.答案(1)②在量筒中滴入N滴溶液③在水面上先撒上痱子粉(2)×10－9解析(1)②由于一滴溶液的體積太小，直接測(cè)量時(shí)相對(duì)誤差太大，應(yīng)用微小量累積法減小測(cè)量誤差．③水面上不撒痱子粉時(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(huì)造成測(cè)量誤差增大甚至實(shí)驗(yàn)失?。?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×10－3×10－6×%,40×10－4)m＝×10－9m.9．如圖3所示，在用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有按體積比為n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個(gè)倒入約2cm深的水的淺盤(pán)，一支滴管，一個(gè)量筒．請(qǐng)補(bǔ)充下述估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟：圖3(1)________(需測(cè)量的物理量自己用字母表示)．(2)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤(pán)，等油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖4所示．(已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格面積為S，求油膜面積時(shí)，半個(gè)以上方格面積記為S，不足半個(gè)舍去)則油膜面積為_(kāi)_______．(3)估算油