- 分子及其热运动
- 共2318题
用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:体积分数(含油酸体积与油酸酒精溶液总体积比)为c的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL的量筒,盛有适量清水的45×50cm的浅盘.痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸.
(1) 下面是主要实验步骤.请补全所缺步骤
a.用滴管将体积分数为c的油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中,记下滴入油酸酒精
溶液的体积为V时的滴数N;
b.将痱子粉均匀撒在浅盘内的水面上,用滴管吸取体积分数为c的油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴的滴入,直到稳定的油酸薄膜有足够大的面积而又不与器壁接触时为止,记下滴入的滴数n;
c ;
d. 将画有油酸薄膜的玻璃板放在坐标纸上计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S.
(2) 用已知量和测得量表示单个油酸分子的直径为 .
正确答案
(1)将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上(2)
(1)将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。
(2)根据操作知,油酸的体积为,单个油酸分子的直径
=
。
正确答案
2.4×10-29m3
,V=2.4×10-29m3
1cm3的汞的摩尔数,原子个数为:
(9分)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3,空气的摩尔质量为0.029 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1。若潜水员呼吸一次吸入2 L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留1位有效数字)
正确答案
试题分析:设空气的摩尔质量为M,在海底和岸上的密度分别为和
.一次吸入空气的体积为
,则有
,代入数据得
(8分)(1)在课本上粗测油酸分子的大小的实验中,油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL,用注射器量得1mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_______mL,油酸膜的面积是______cm2,根据上述数据,估测出油酸分子的直径是____ ____m。
(2)某同学在用油膜法估测分子直径实验中,计算结果明显偏大,可能是由于 。
正确答案
(8分)(1)5×10-6;65;7.7×10-10;(2)AC (每空2分)
(1)1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积:V=ml=5×10-6ml;
由于每格边长为1cm,则每一格就是1cm2 ,估算油膜面积以超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出65格,则油酸薄膜面积为:S=65cm2;
由于分子是单分子紧密排列的,因此分子直径为:
d==7.7×10-10m
(2)计算油酸分子直径时要用到d=
A.油酸未完全散开,S偏小,故直径偏大,选项A正确;
B.计算时利用的是纯油酸的体积,如果含有大量的酒精,则体积偏大,则直径偏大,选项B正确;
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,S偏小,故直径偏大,选项C正确;
D.求每滴体积时,lmL的溶液的滴数误多记了10滴,由V0=可知,体积偏小,则直径偏小,选项D错误;
故选ABC
关于用“油膜法”估测分子大小的实验,下列说法正确的是______
A.单分子油膜的厚度被认为是油分子的直径
B.测量结果表明,分子直径的数量级是10-10m
C.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
D.处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径.
正确答案
A、油膜为单分子紧密排列的,因此单分子油膜的厚度被认为是油分子的直径,故A正确;
B、分子直径很小,其数量级是10-10m,故B正确;
C、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,C正确;
D、一滴油酸酒精溶液的体积并非为油酸体积,要根据油酸酒精溶液中所含油酸的比例,求出所含油酸体积,故D错误.
故选ABC.
在“油膜法估测分子的大小”的实验中,将1cm3的油酸溶于酒精,制成200cm3的油酸酒精溶液,已知1cm3的溶液有50滴,现取一滴油酸酒精溶液滴到水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成一单分子薄层,测出这一薄层的面积为0.2m2,由此估测油酸分子直径为______m(取一位有效数字)
正确答案
一滴油酸的体积为:V0=cm3=1×10-4cm3=1×10-10m3
油酸分子的直径为:d==
=5×10-10m
故答案为:5×10-10.
某小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验,已知单摆摆动的摆角小于5°,
(1)单摆的摆长应是球自然下垂时从悬点量至 的距离,此实验在测量周期应从摆球摆到 处开始计时。
(2)某同学先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长为L,再用游标卡尺测得摆球的直径为d ,如图所示。则该摆球的直径为_____________毫米。
(3)在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间内为t; 该单摆在摆动过程中的周期为 。
(4) 某同学用秒表测得球第40次经过最低点的时间如图所示,则秒表读数为 s;单摆的周期为 s。
(5)用上述物理量的字母符号写出求重力加速度的一般表达式g = .
(6)实验结束后,某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中
的 .
(7)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数据,再以l为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线,并求得该直线的斜率k。则重力加速度g=________。(用k表示)若根据所得数据连成的直线的延长线没过坐标原点,而是与纵轴的正半轴相交于一点,则由此图象求得的重力加速度的g (填“偏大”,“偏小”,“无影响”)
正确答案
(1)球心 最低点(2) 29.8 (3) 2t/n-1 (4) 79.9 4.1 (5)π2(n-1)2(L+d/2)/t2 (6) BD (7) 4π2/k 无影响
试题分析:(1)摆长等于摆线长与球半径之和;单摆摆球经过平衡位置的速度最大,最大位移处速度为0,在平衡位置计时误差最小.
(2)摆球的直径为:
(3)单摆周期为
(4)秒表的读数为,单摆周期为
(5)根据周期公式得,
(6)摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,测得的单摆周期变大,根据可知,测得的g应偏小.故A错误;实验中误将n次全振动计为n+1次,
可得周期减小,根据公式
可得g变大,B正确;以摆线长作为摆长来计算,摆长偏小,根据
可知,测得的g应偏小.故C错误;D、以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算,摆长偏大,根据
可知,测得的g应偏大.故D正确.故选BD;
(7)根据重力加速度的表达式可知,
图线斜率
,则
;若根据所得数据连成的直线的延长线没过坐标原点,而是与纵轴的正半轴相交于一点,则实验过程中可能存在的失误是摆长漏加小球半径,从g的表达式可知:g与摆长无关,所以因此失误对由图象求得的重力加速度的g的值无影响.
点评:常用仪器的读数要掌握,这是物理实验的基础.掌握单摆的周期公式,从而求解加速度,摆长、周期等物理量之间的关系.单摆的周期采用累积法测量可减小误差.对于测量误差可根据实验原理进行分析.
将1mL的纯油酸加入到洒精中制成500mL的油酸酒精溶液,现用滴管取1mL油酸酒精溶液,让其自然滴出,共200滴。现让其中的一滴滴到盛水的浅盘内,待油酸充分展开后,测得油膜的面积为200cm2,则可估算出油酸分子的直径为____________________m。(保留一位有效数字)
正确答案
体积为V的油滴,滴在平静的水面上,扩展成面积为S的单分子油膜,则该油滴的分子直径约为______________;已知阿伏伽德罗常数为NA,油的摩尔质量为M,则一个油分子的质量为______________。
正确答案
,
某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,没有配制油酸酒精溶液而使用纯油酸,若100滴纯油酸的体积为1ml,则1滴纯油酸含有油酸分子的个数为______(保留一位有效数字),所形成的单分子油膜的面积约是______m2(保留一位有效数字)(油酸的摩尔质量是M=0.283kg/mol,密度为0.895×103kg/m3,NA=6.02×1023mol-1)
正确答案
1ml油酸的质量m=ρV=0.895×103kg/m3×0.01×1×10-9m3=8.95×10-9kg,
油酸分子的个数:N=NA=
×6.02×1023=2×1016个,
油酸分子体积:πr3=
,解得:r=
=
≈5×10-10m,
油膜的面积约为:S==
=0.01m2;
故答案为:2×1016个;0.01.
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