- 分子动理论:内能
- 共5581题
【物理选修3-3】(15分)
(1)(6分)在“用油膜法估测分子的大小”实验中,用注射器将一滴油酸酒精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,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长为10mm,该油酸膜的面积是 ;若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
mL,则油酸分子的直径是 m.(上述结果均保留1位有效数字)
正确答案
8×10-3;5×10-10
试题分析:由于小方格的个数为80个,故油酸膜的面积是S=80×100×10-6m2=8×10-3m2;
某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.50cm;用10分度的游标卡尺测得小球直径的读数如图所示,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间
(1)该单摆的摆长为 cm。
(2)如果该同学测得的g值偏大,可能的原因是( )
(3)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长l,测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数值,再以l为横坐标,T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图所示,则测得的重力加速度g= m/s2。
正确答案
(1)__98.42cm___(2)___ABD__(3) ___9.87(或π2_)__
试题分析:(1)摆长等于摆线长与球半径之和,所以
(2)根据公式可得:
记录摆长时误将摆球的直径作为半径,则L偏大,故g值偏大,A正确;
开始计时时,秒表过迟按下,T值偏小,所以g值偏大,B正确;
摆线上端牢固地系于悬点,摆动中出现松动,使摆线长度增加了,则L偏小,故g值偏小,C错误;
实验中误将29次全振动数为30次T值偏小,所以g值偏大,D正确;
(3)图像的斜率,带入可得
点评:利用单摆测量重力加速度时,单摆的摆长等于悬点到球心的距离.实验误差根据g的表达式进行分析.常规题.
冰的摩尔质量为18g/moL,密度为0.9g/,估算冰分子的直径。(
,取一位有效数字).
正确答案
读出图a和图b中所表示的长度:
(1)_____________mm。 (2)_______________cm。
正确答案
(1)2.780 (2)10.078[
略
某物质的摩尔质量为μ,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N,设分子为球体,且分子间隙不计,则此分子的直径为 。
正确答案
(或
)
略
(6分)在“用油膜法测分子大小”的实验中,
(1)用油膜法粗测分子直径实验的原理方法是_________.
(2)用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N,将其中一滴滴至水面形成单分子油膜,经测量,油膜的面积为S cm2. 由以上数据,可测得油酸分子直径的表达式为 cm.(用题目中的字母和有关物理常量表示)
正确答案
(1)AB(3分)(若只选对一项给1分,有错选的不给分) (2) (3分)
试题分析:油酸分子直径
如图所示装置,密闭容器Q和U型玻璃管a,竖直长玻璃管b通过橡皮管连接,玻璃管内装有水,将容器内的空气和外界隔离开。某同学利用此装置和温度计测量高山顶处的大气压强。实验步骤如下:
a.在山底处,调节竖直管b的高低位置,使得a、b管内水面相平,并在a的管上作出水面的标记A;
b.记录山底处的大气压强,并测量出山底处的温度T0;
c.将装置移到山顶处,调节竖直管b的高低位置,使得a管中的水面再次与标记A相平,测量b管的水面高出标记A处水面的高度h;
d.认为高山顶处的大气压P=P0-ρgh,其中g为重力加速度的值ρ为水的密度。
试说明上述测量步聚中漏掉或有错误的步聚,并加改正。
(1)漏掉的步骤是:
(2)错误的步骤是: (填序号),应改为:
正确答案
(1)__测量山顶处的温度T1__________________________。
(2)_______D__,__山顶处的大气压强应为P0T1/T0-rgh______________。
略
在用油膜法估测分子大小的实验中,已知所用油的摩尔质量为M,密度为ρ,油滴质量为m,油滴在液面上扩散后的最大面积为S,阿伏加德罗常数为NA.以上各量均采用国际单位,由此可知________.
A.油分子直径d=
B.油分子直径d=C.油滴所含分子数n=
\5NA
D.油滴所含分子数n=\5NA
正确答案
BD
油分子的体积V=,所以油分子的直径d
A错B对;油滴的摩尔数
,油滴所含分子数n=
NA,C错D对.
在“用单分子油膜估测分子大小”实验中
1)某同学操作步骤如下
①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液
②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积
③在蒸发皿中盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定
④在蒸发皿上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明的方格纸测量油膜的面积
改正其中的错误
2)若油酸酒精溶液浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4.8×10-3mL,其形成的油膜面积为
40cm2,则估测出油酸分子的直径为 。
正确答案
(1)②在量筒中滴入N滴溶液 ③在水面上先撒上痱子粉;(2)1.2×10-9m
(1)②一滴溶液的体积较小,测量困难及误差较大,因而通过在量筒中滴入N滴溶液 来测体积; (3分)
③为了便于测量面积,在水面上先撒上痱子粉 (3分)
(2)根据得,
m=1.2×10-9m (2分)
已知某气泡内气体密度为1.29kg/m3,平均摩尔质量为0.029kg/mol。阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1,取气体分子的平均直径为2×10-10m。若气泡内的气体能完全变成液体,请估算出液体体积与原来气体体积之比。(结果保留一位有效数字)
正确答案
设气体体积为V0,液体体积为V1
或
(9×10-5~2×10-4都算对)
略
在做“用油膜法测分子的大小”实验时,油酸酒精溶液的浓度为每104ml溶液中有纯油酸5mL,用注射器测得1mL上述溶液有液滴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,在玻璃板上描出油酸膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,计算得到轮廓范围内小正方形的个数为100个,已知坐标中小正方形的边长为1cm,求:
①该次实验中1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是多少m3?
②按以上数据,估测出油酸分子的直径是多少?
正确答案
①6.25×10-12 m3 ② 6.25×10-10 m
试题分析:①纯油酸体积
②油膜面积S=
直径
(共18分)实验题(一)油酸酒精溶液的浓度为每1000ml油酸酒精溶液中有油酸0.6ml,用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1ml,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25mm,则油酸薄膜的面积约为S= m2;
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V = m3;
(3)由以上数据,可估算出油酸分子的直径的数量级为 m。
(二)某同学用图装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。
(1)本实验必须测量的物理量有以下哪些__________ .
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系:ma mb(>、=、<)
(3)为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm.
(4)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是__________ _ .
正确答案
(一)(1)4.4×10-2 (2)1.2×10-11 (3)10-10
(二)(1)B、E (2)> (3)46.41 (4)maOB=maOA+mbOC
略
(9分)一种油的密度为,摩尔质量为
.取体积为
的油慢慢滴出,可滴
滴.将其中一滴滴在广阔水面上,形成面积为
的单分子油膜。由此可求出:
(1)该油分子的直径;
(2)阿伏加德罗常数;
(3)其中一滴油滴含有的分子数。
正确答案
(9分)
(1) (3分)
(2) (3分)
(3) (3分)
略
已知铝的密度为2.7×103kg/m3,相对原子质量为 27,阿伏加的罗常数6.02×1023mol-1,体积为0.17m3的铝块中的原子数为
正确答案
1.0×1028个
试题分析:体积为0.17m3的铝块的质量为,铝的摩尔质量为
,所以其中原子数为
在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中,还有一个盛有约2 cm深水的浅盘,一支滴管,一个量筒.
请补充下述估测分子大小的实验步骤:
(1)________________(需测量的物理量自己用字母表示.)
(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘,等油酸薄膜稳定后,将薄膜轮廓描绘在坐标纸上,如图实-8-3所示.(已知坐标纸上每个小方格面积为S,求油膜面积时半个以上方格面积记为S,不足半个的舍去)则油膜面积为________.
(3)估算油酸分子直径的表达式为d=____________.
正确答案
(1)见解析 (2)8S (3)
(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液,读其体积V.
(2)利用补偿法,可查得面积为8S.
(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V′=×
,油膜面积S′=8S,
由d=,得d=
.
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