- 分子及其热运动
- 共2318题
（5分）用油膜法可粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ=0.8×103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积V=0.5×10-3 cm3，形成的油膜的面积S="0.7" m2，油的摩尔质量Ml="0.09" kg/mol.若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：
(a)油分子的直径为多大？
(b)由以上数据可测出的阿伏加德罗常数大约为多少？（保留一位有效数字）
正确答案
(a)7.1×10-10m (b) 6×1023
试题分析：(a)由题意知，油膜的厚度即为油分子的直径，根据
（b）把每个分子看作球形，则每个分子的体积为：
由题意可知一滴油的质量：M=ρV
一个油分子的质量为：
所以有：
用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积直接读出，气体的压强是由图中压强传感器等计算机辅助系统得到。请回答下列有关问题。
小题1:完成本实验的基本要求是（多选） （ ）
小题2:甲同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，然后缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从初始体积20.0 mL减为12.0 mL。实验共测出五组数据，每次体积值直接从注射器的刻度读出并输入计算机，同时由压强传感器测得对应体积的压强值。实验完成后，计算机屏幕上显示出如下表所示的实验结果：
仔细观察不难发现，pV(×105Pa·mL)一栏中的数值越来越小，造成这一现象的原因可能是 （单选） ( )
A. 实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大。
B．实验时环境温度增大了。
C．实验时外界大气压强发生了变化。
D．实验时注射器的空气向外发生了泄漏。
小题3:根据你在第(2)题中的选择，为了减小误差，你应当采取的措施是：
______________ ______________ 。
小题4:乙同学实验操作规范正确，根据实验数据画出如图2所示的V-1/p图线不过坐标原点，则截距b代表________________________________________。
正确答案
小题1:AB
小题2:D
小题3:增加连接处密封性，在注射器活塞上加润滑油
小题4:注射器与压强传感器连接处细管内气体体积
此题涉及气体实验定律的实验查理定律的验证。
小题1:本实验研究的是一定质量的气体在温度不变时的规律，所以温度必须恒定，虽然体积可以变，质量可以未知，但是必须保证气体质量不变，密封性要好。单位统一即可。
小题2:由PV=nRT知，PV减小，可能是温度降低，可能是物质的量减小，实验时注射器的空气向外发生了泄漏。所以答案选D。
小题3:为零减少泄露可以增加连接处密封性，在注射器活塞上加润滑油。
小题4:由图线可以y="Kx+" b,即
本题考查实验原理、数据分析、误差分析，知识全面灵活。
在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a mL的纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，再用滴管取1 mL油酸酒精溶液。让其自然滴出，共n滴，现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为S cm2，则
（1）估算油酸分子的大小是____cm；
（2）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的
[ ]
A．摩尔质量
B．摩尔体积
C．质量
D．体积
正确答案
（1）
（2）B
油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL．若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示．
（1）若每一小方格的边长为30 mm，则油酸薄膜的面积约为__________m2．
（2）每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为_______________m3．
（3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为_______________m．
正确答案
(1) 4.95×10-2 m2 (2) 1.2×10-11 (3) 2.42×10-10
试题分析：（1）油膜的面积共计占据约55个小格子，
而每一小格子的面积为0.0009 m2，
油酸薄膜的面积约为4.95×10-2 m2。
每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为
估算出油酸分子的直径为
“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液为75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，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膜的轮廓形状，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1cm，数得油酸膜分布格子数是115个，试求：
（1）油酸膜的面积是______cm2．
（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL．（取1位有效数字）
（3）按以上实验数据估测油酸分子的直径为______m．（取1位有效数字）
（4）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数．如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为______．
正确答案
（1）围成的方格中，不足半个舍去，多于半个的算一个，共有115个方格，故油膜的面积S=115×1 cm2=115 cm2．
故答案为：115．
（2）纯油酸的体积是：
V=
（3）油酸分子的直径：
d=
（4）油酸的摩尔体积为：Vmol=
每个油酸分子体积为：V0=
阿伏伽德罗常数为：NA=
联立①②③解得：NA=
故答案为：NA=
“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们是用油酸酒精溶液来测定油酸分子大小的，其计算公式是
正确答案
乙，丙，厚度，直径
在利用碰撞做“验证动量守恒定律”实验中，实验装置如图所示，仪器按要求安装好后开始实验，先是不放被碰小球，重复实验若干次；然后把被碰小球静止放在斜槽末端的水平部分的前端边缘处，又重复实验若干次，在白纸上记录下重锤位置和各次实验时小球落点的平均位置，依次为O、M、P、N，设入射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2，且m1="2" m2，则：
（1）入射小球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，其目的是 。
A．为了使入射小球每次都能水平飞出槽口
B．为了使入射小球每次都以相同的动量到达槽口
C．为了使入射小球在空中飞行的时间不变
D．为了使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞
（2）下列有关本实验的说法中正确的有 。
A．未放被碰小球和放了被碰小球m2时，入射小球m1的落点分别为M、P
B．未放被碰小球和放了被碰小球m2时，入射小球m1的落点分别为P、M
C．未放被碰小球和放了被碰小球m2时，入射小球m1的落点分别为N、M
D．在误差允许的范围内若测得|ON|＝2|MP|，则表明碰撞过程中由m1、m2两球组成的系统动量守恒
正确答案
(1)B (2)BD
试题分析：(1)每次从同一位置释放的目的是多次测量去平均值，使入射小球每次都以相同的动量到达槽口（2）未放被碰小球时，小球A水平距离较远，为P点，放小球B以后小球A的距离较近为M点，BD对
点评：本题难度较小，掌握本实验的实验原理是关键，由于平抛运动的时间相同，因此通过公式推导可利用水平位移关系求解判断
(4分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3的油酸酒精溶液有100滴，现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，最后形成的油酸膜形状和尺寸如图所示，坐标中正方形小方格的边长为1cm，则由此估算出油酸分子的直径为多少米？(结果保留一位有效数字)
正确答案
3×10－9m(只要数量级正确就得分)。
试题分析：根据题意可知，一滴该油酸酒精溶液中所含油酸的体积为：V＝
利用油膜法可以粗测阿伏加德罗常数．若已知一滴油的体积为V，它在液面上展成的单分子油膜面积为S，这种油的摩尔质量为μ，密度为ρ，则阿伏加德罗常数可表示为______．
正确答案
油酸分子的直径为 d=
NA•
d
2
)3=
代入解得，NA=
故答案为：
在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.00mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL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．
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.00mL为止，恰好共滴了100滴．
③在水盘内注入蒸馏水，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，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜．
④测得此油膜面积为3.60×102cm2．
（1）这种粗测方法是将每个分子视为______，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为______，这层油膜的厚度可视为油分子的______．
（2）利用数据可求得油酸分子的直径为______m．（结果保留2位有效数字）
正确答案
（1）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，则形成的油膜面积可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径．
（2）1滴溶液中纯油的体积V=
油酸分子的直径d=
故答案为：（1）球形；单分子油膜；直径；（2）1.1×109．
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