- 分子动理论:内能
- 共5581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.
用油膜法估测分子的大小,方法及步骤如下:
①向体积V油=1mL的油酸中加酒精,直至总量达到V总=500mL;
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=100滴时,测得其体积恰好是V0=1mL;
③先往边长为30cm~40cm的浅盘里倒入2cm深的水,然后将______均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内小方格的个数N,小方格的边长l=20mm.
根据以上信息,回答下列问题:
(1)步骤③中应填写:______;
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是______毫升;
(3)油酸分子直径是______米.
正确答案
(1)在该实验中,由于油酸薄膜的边缘在水中不易观察和画出,因此浅盘中倒入水后,将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上,以便于操作.
故答案为:痱子粉或石膏粉.
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积:V==2×10-5ml
故答案为:2×10-5.
(3)面积超过正方形一半的正方形的个数为116个,则油酸膜的面积约为:S=116×4=464cm2因此油酸分子直径为:d==
=4.3×10-8cm=4.3×10-10m
故答案为:4.3×10-10.
(1)以下说法中正确的是 ( )
A.布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动,间接证实了液体分子的无规则
运动
B.分子之间既存在斥力也存在引力,斥力和引力都随两分子间的距离增大而减小
C.1K就是1℃
D.分子间距离为平衡距离时,分子间作用力为零,分子势能最大
(2)利用油酸在水面上形成一单分子层油膜的实验,估测分子直径的大小.有以下的实验步骤:
A、在边长约40cm的浅盘里倒入自来水,深约2cm,将少许痱子粉均匀地轻轻撒在水面上;
B、将5mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃杯中,盖上盖并摇动,使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液,读出该溶液的体积为V(mL)
C、用滴管往盘中水面上滴1滴油酸酒精溶液.由于酒精溶于水而油酸不溶于水,于是该滴中的油酸就在水面上散开,形成油酸薄膜;
D、用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴人空量杯中,记下当杯中溶液达到1 mL时的总滴数n;
E、取下玻璃板放在方格纸上,量出该单分子层油酸膜的面积S(cm2).
F、将平板玻璃放在浅方盘上,待油酸薄膜形状稳定后可认为已形成单分子层油酸膜.用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上.
①完成该实验的实验步骤顺序应该是 .
②在估算油酸分子直径大小时,可将分子看成球形.用以上实验步骤中的数据和符号表示,油酸分子直径的大小约为d= cm.
(3)(4分)在油膜法测分子直径的实验中,取油酸分子直径为10-10m,若用盆口直径为0.4m的面盆盛水,要让油酸滴在水面上散成单分子的油酸膜,那么油酸体积不能大于 m3,实验中可以先把油酸稀释成油酸溶液,再用特制滴管把这种油酸滴1滴到水面上.若测得1mL油酸溶液为120滴,那么1mL油酸至少应稀释成 mL的油酸溶液.
正确答案
(1)(4分)B
(2)(4分)BDACEF
(3)(4分)1.3×10-11 640
试题分析:(1)布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动,选项A错误;分子之间既存在斥力也存在引力,斥力和引力都随两分子间的距离增大而减小,选项B正确;1K就是-272℃,选项C错误;分子间距离为平衡距离时,分子间作用力为零,分子势能最小,选项D错误;故选B(2)①本实验应先配好溶液,先撒上一层痱子粉在进行实验②油膜为单分子油膜,油膜的形状可看做柱体形状,柱体的高度为分子的直径(3)面盆面积为,油酸体积不能大于
点评:本题难度中等,本实验中一定要注意油酸不是纯油酸,注意体积的换算
(2011·苏州模拟)用油膜法估测分子的大小.
实验器材有:浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、胶头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(最小正方形边长为1 cm).则
(1)下面给出的实验步骤中,正确排序应为______(填序号)
为估算油酸分子的直径,请补填最后一项实验步骤D
_________________________________________________.
(2)利用以上测量数据,写出单个油酸分子直径的表达式为
___________________________________________.
正确答案
(1)BCA 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S
(2)
(1)根据实验原理可得,给出的实验步骤的正确排序为BCA,步骤D应为将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S.
(2)每滴油酸酒精溶液的体积为1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V=
×0.05%
所以单个油酸分子的直径为
某小组在《用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系》实验(1)(2分)(单选题)实验过程中,下列哪些操作是正确的( )
A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
B.推拉活塞时,手可以握住整个注射器
C.压强传感器与注射器之间的连接管脱落后,应立即重新接上,继续实验
D.活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气
(2)该实验小组想利用实验所测得的数据测出压强传感器和注射器的连接管的容积,所测得的压强和注射器的容积(不包括连接管的容积)数据如下表所示:
①(2分)(单选题)为了更精确的测量也可以利用图像的方法,若要求出连接管的容积也可以画 图。
A.p-V B.V-p
C.p-l/V D.V-l/p
②(2分)利用上述图线求连接管的容积时是利用图线的____。
A.斜率 B.纵坐标轴上的截距
C.横坐标轴上的截距 D.图线下的“面积”
正确答案
略
在做”用油膜法估测分子的大小”的实验中,实验简要步骤如下:
E.用公式求出薄膜厚度,即油酸分子的大小.
上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全,请指出: (1)(2分)
(2)(2分)
正确答案
本实验中必须测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V,故必先求出一滴油酸酒精溶液的体积,因此实验过程中应该求出1 mL油酸酒精溶液的滴数;油酸薄膜的边缘在水中不易观察和画出,因此浅盘中倒入水后,将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上.
答案:(1)求出1 mL油酸酒精溶液的滴数 (2)浅盘里倒入水后,将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
分析:本实验中必须测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V,故必先求出一滴油酸酒精溶液的体积,因此实验过程中应该求出1 mL油酸酒精溶液的滴数;油酸薄膜的边缘在水中不易观察和画出,因此浅盘中倒入水后,将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上.
解答:解:(1)A选项中仅仅根据油酸酒精溶液的浓度,仍不能算出一滴溶液中纯油酸的体积V,还需要求出1 mL油酸酒精溶液的滴数
(2)B选项中用浅盘装入约2cm深的水,油酸滴入水面后,浅盘里倒入水,将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上,才能使油酸在水面上扩散后,会将水面上的痱子粉推开,形成清晰地边缘,中间油酸扩散形成的图形是透明的.
故答案为:(1)求出1 mL油酸酒精溶液的滴数 (2)浅盘里倒入水后,将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
点评:分子以球形一个靠一个排列,同时计算油酸薄膜的面积是以不足半个的舍去,多于半个的算一个的规则.
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