2019-2021北京高三(上)期中物理汇编：用油膜法估测油酸分子的大小.docx

2019-2021北京高三（上）期中物理汇编
用油膜法估测油酸分子的大小
一、单选题
1．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
2．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，使用到的研究方法是（　　）
A．等效替代法 B．理想模型法
C．微小量放大法 D．控制变量法
3．下列四幅图的有关说法中正确的是（　　）
A．分子间距小于范围内，随分子间距离减小，分子势能先减小后增大
B．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d大小时可把分子当作球形处理
C．食盐中的钠、氯离子按一定规律分布，具有各向同性，所以食盐属于非晶体
D．猛推木质推杆，密闭的气体可看做是绝热变化，气体对外做功，内能增大温度升高
4．在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为（　　）

A．7×10-8m B．1×10-8m C．7×10-10m D．1×10-10m
5．关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．用油膜法测分子直径的实验中，应使用纯油酸滴到水面上
C．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律
D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功3.0×105 J，同时空气的内能增加2.2×105 J，则空气从外界吸热5.2×105 J
6．下列说法正确的是（　　）
A．气体温度升高，则每个气体分子的动能都将变大
B．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
C．一定质量理想气体温度升高，则内能可能增大
D．用油膜法估测分子大小，如果油膜没有充分展开，测出来的分子大小将偏小
二、多选题
7．一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S。已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，下列表达式正确的有（　　）
A．油酸分子的直径d=
B．油酸分子的直径d=
C．油酸所含的分子数n=NA
D．油酸所含的分子数n=NA
8．关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径(也就是单层油酸分子组成的油膜的厚度)等于一小滴溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比
B．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，它们都随距离的增大而减小，当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小
C．物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是从各向异性或各向同性来判断
D．如果用Q表示物体吸收的能量，用W 表示物体对外界所做的功，ΔU表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q =ΔU + W
E．如果没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，这样的热机的效率可以达到100%
9．下列说法正确的是________．
A．“用油膜法估测分子的大小”实验中油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积
B．一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比
C．理想气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大
D．一定量的理想气体从外界吸收热量，其内能一定增加
E．液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的
10．关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是(　　)
A．“油膜法”估测分子大小实验中，可将纯油酸直接滴入浅盘的水面上
B．温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动就越明显
C．液体很难被压缩，这是因为压缩时液体分子间的分子力表现为斥力
D．分子势能随分子间距离的增大而增大
E．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
11．下列四幅图的有关说法中正确的是(     )

A．分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力
B．分子间距小于r0范围内分子间距离减小时，斥力增大引力减小，分子力表现为斥力
C．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d大小时可把分子当作球形处理
D．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
E．牛角点火器中猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，可看做是绝热变化．
三、实验题
12．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水且表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为。

（1）下列有关该实验的说法正确的是__________。
A．本实验也可直接将纯油酸滴水面上测量
B．本实验将油膜看成单分子油膜
C．本实验忽略了分子的间隙
D．测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，全部舍去
（2）该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为___________；油酸膜的面积是___________；按以上实验数据估测出油酸分子的直径为___________。（最后1空保留2位有效数字）。
13．在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学按如下操作：
a.在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积
b.在装有水、撒适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，使薄膜形状稳定
c.将玻璃板放在浅盘上，将油膜形状描绘在玻璃板上
d.将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径
(1)其中有操作错误的步骤是________。
(2)已知油酸酒精溶液中油酸体积所占比例为k，N滴油酸溶液体积为V，一滴油酸溶液形成油膜的面积为S，则油酸分子的直径为________。
14．在“用油膜估测分子的大小”的实验中，实验中使用到油酸酒精溶液，其中，油酸容易在水面上形成______油膜，而酒精的作用是______。
15．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是_____ _____．(填写步骤前面的数字)
（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50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0.13 m2
由此估算出油酸分子的直径为___ ___m．(结果保留l位有效数字)
参考答案
1．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。
2．B
【详解】在测量一滴油酸酒精溶液体积用了累积法，采用了借助物理模型间接测量的方法，在坐标纸上甲酸油膜轮廓内面积时用了估算法，应用油膜法测分子直径，其实验的原理是将油酸分子看成是球形的，测出油的体积，然后让油在水面上形成单分子油膜，测出油膜的面积，油的体积除以油膜的面积就是油膜的厚度，即油分子的直径，该方法采用了理想模型法，没有用到等效替代法、微小量放大法及控制变量法。
故选B。
3．B
【详解】A．分子间距小于范围内，分子力表现为斥力，随着距离减小，分子力做负功，则分子势能一直增大，故A错误；
B．水面上的单分子油膜，在测量油膜分子直径d大小时把它们当作球形处理，故B正确；
C．食盐中的钠、氯离子按一定规律分布，具有各向同性，食盐属于晶体，故C错误；
D．猛推木质推杆，密闭的气体可看做是绝热变化，外界对气体做功，内能增大温度升高，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】1滴油酸酒精溶液中油酸的体积为

油膜的面积为

油酸分子直径为

故选C。
5．C
【详解】A．布朗运动是小颗粒的运动，只是间接反映了液体分子的无规则运动，故A错误；
B．用油膜法测分子直径的实验中，应使用油酸溶液滴到水面上，便于稀释后紧密排列在水面上，故B错误；
C．第一类永动机违背了能量守恒定律，故C正确；
D．由热力学第一定律△U=W+Q可知，空气向外界散出0.8×105J的热量，故D错误；
故选C。
6．B
【详解】A．温度是分子的平均动能的标志，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，不是每个气体分子的动能都将变大，故A错误；
B．根据分子力的特点可知，分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，故B正确；
C．气体的分子之间的距离比较大，分子之间的作用力可以忽略不计，所以一定质量理想气体温度升高，则内能一定增大，故C错误；
D．用油膜法估测分子大小，如果油膜没有充分展开，则测量的油膜的面积偏小，所以测出来的分子大小将偏大，故D错误。
故选B。
7．BC
【详解】AB．设油酸分子的直径为d，则有
dS=
解得
d=
A错误，B正确；
CD．设油酸所含的分子数为n，则有
n=NA
C正确，D错误。
故选BC。
8．ABD
【详解】A.根据用“油膜法”估测分子大小的实验原理可知，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，由于油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含纯油酸体积除以油膜面积得出的油膜厚度即为油酸分子直径，故A正确；
B.当分子间的距离r＜r0时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加；当分子间的距离r＞r0时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，所以当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小，故B正确；
C.单晶体具有各向异性，多晶体与非晶体都具有各向同性，所以不能根据各向异性或各向同性来判断物质是晶体还是非晶体；晶体具有一定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，比较可靠的方法是通过比较熔点来判断，故C错误；
D.根据热力学第一定律可知，如果用Q表示物体吸收的能量，用W 表示物体对外界所做的功，U表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q=U+W，故D正确；
E.即使没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%．故E错误。
故选ABD．
9．ABE
【详解】A．“用油膜法估测分子的大小”的实验中油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积，即：．故A正确．
B．一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，由，可得，可知压强与热力学温度T成正比．故B正确．
C．气体分子的平均动能越大，即温度高，压强不一定大，还与气体的体积有关．故C错误．
D．一定量的理想气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，还与吸放热情况有关．故D错误．
E．液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的．故E正确．
10．BCE
【详解】A. 在“油膜法”估测分子大小实验中，先在水面上撒上痱子粉，再将油酸溶液滴入痱子粉上，故A错误；
B. 布朗运动是由于液体分子碰撞的不平衡性造成的；温度越高，液体分子运动越激烈，则液体中悬浮微粒的布朗运动就越明显，故B正确；
C. 液体很难被压缩，这是因为压缩时液体分子间的分子力表现为斥力，故C正确；
DE. 当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小，当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大，则知当分子力为零，即当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小，故D错误，E正确．
11．CDE
【详解】A、当分子间距离为时，分子间存在的引力和斥力大小相等，所以分子力整体的效果为0，故选项A错误；
B、分子间距小于范围内分子间距离减小时，斥力和引力都增大，但引力增大的慢，所以分子力表现为斥力，故选项B错误；
C、水面上的单分子油膜，在测量油膜分子直径大小时把它们当作球形处理，故选项C正确；
D、 晶体具有点阵结构，食盐属于晶体，食盐中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，故选项D正确；
E、猛推木质推杆，外界对气体做正功，密闭的气体温度升高，气体内能增大，压强变大，可看做是绝热变化，故选项E正确．
12．     BC          288    
【详解】（1）[1]A．1滴纯油酸所包含的油酸分子数量过大，不易在水面上形成单分子油膜，故A错误；
B．油酸的分子式为C17H33COOH，它的一部分是羧基-COOH，对水有很强的亲合力；另一部分C17H33-对水没有亲合力而要冒出水面。因此油酸分子会一个个地直立在水面上形成单分子油膜，故B正确；
C．本实验中，将油酸分子视为球形，并紧密排列在一起，即忽略了分子的间隙，故C正确；
D．测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，所以超过半格的算一格，不足半格的舍去，故D错误。
故选BC。
（2）[2] 该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为

[3]油酸膜的面积是

[4]按以上实验数据估测出油酸分子的直径为

13．     a    
【详解】(1)[1]用量筒测一滴溶液的体积，无法操作，即使测量，误差也很大，要测出一滴油酸酒精溶液的体积，应在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液，测出其体积为V，然后求出一滴该溶液的体积为V1＝，故有操作错误的步骤是a；
(2)[2]一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
V2＝
一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为S，那么油酸分子直径为
d＝
14．     单分子     是对油酸起到稀释作用
【详解】[1][2]如果油酸不加稀释形成的油膜面积很大，不易于形成单分子油膜，不便于测量，油酸可以溶于酒精，因此酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用。
15．（1） ④①②⑤③（2）5×10-10m
【详解】（1）[1]由实验要求可知，实验的步骤是先配溶液，然后再将痱子粉放入水中，将液滴滴入水中，描绘轮廓，计算面积，因此是④①②⑤③；
（2）[2]根据题意可得

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