- 分子动理论:内能
- 共5581题
用油膜法估测分子大小的实验步骤如下:
①向体积为V1的纯油酸中加入酒精,直到油酸酒精溶液总量为V2;
②用注射器吸取上述溶液,一滴一滴地滴入小量筒,当滴入n滴时体积为V0;
③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水;
④用注射器往水面上滴1滴上述溶液,等油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状;
⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板,放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上,计算出轮廓范围内正方形的总数为N。
则上述过程遗漏的步骤是____________;油酸分子直径的表达式d=____________。
正确答案
将痱子粉均匀撒在水面上,
在做“用油膜法估测分子大小”的实验中,每10mL油酸酒精溶液中有6mL纯油酸,50滴上述溶液为1mL,则每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为__________m
。把一滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将画有边长为2cm正方形格子的塑料板盖在浅盘上,在塑料板上描出油膜的形状,数得油膜所占格数约为60格,根据上述数据估测出油酸分子直径为__________m。
正确答案
试题分析:50滴溶液为1mL,1滴溶液为,而油酸浓度为
,所以每滴溶液含纯油酸为
,油膜在水面是平铺的一层分子,表面积为
,那么厚度就是分子直径即
为了测量所采集的某种植物种子的密度,一位同学进行了如下实验:
(1)取适量的种子,用天平测出其质量,然后将这些种子装入注射器内;
(2)将注射器和压强传感器相连,然后缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的刻度V,压强传感器自动记录此时气体的压强p;
(3)重复上述步骤,分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p;
(4)根据记录的数据,作出l/p-V图线,并推算出种子的密度。
(1)根据图线,可求得种子的总体积约为_________ (即
)。
(2)如果测得这些种子的质量为7.86×10-3 kg,则种子的密度为______kg/m3。
(3)如果在上述实验过程中,操作过程中用手握住注射器,使注射器内气体的温度升高,那么,所测种子的密度值_________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
正确答案
(6分) (1)(2分)
(2)(2分) (3)偏小(2分)
试题分析:(1)由图线可知1/p接近零时,压强趋近无穷大,此时种子占有体积最小,由图线与横轴交点为5.6ml(2)由密度公式(3)如果在上述实验过程中,操作过程中用手握住注射器,使注射器内气体的温度升高,体积偏大,密度偏小
点评:难度中等,本题难点在于图像的分析,当压强增大到无穷大时,体积为种子的正常体积,中间没有空气
在“用油膜法估测分子的大小”实验中,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 m2;若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10-6 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:通过图可以数出油膜的面积为:S=80×102mm2=8×10-3m2
油酸分子的直径为:d==
m=5×10-10m
在用“油膜法粗测分子直径”的实验中,已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为A,又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上(如右图)测得油膜占有的小正方形个数为X.
①用以上字母表示油酸分子的大小d=____________。
②从图中数得油膜占有的小正方形个数为X =_______。
正确答案
.①d= ② X = 54±1
试题分析:①一滴油酸的体积,形而的油膜的面积
,因此油酸分子的直径就是油膜的厚度:d=
;②在计数时一定要注意多于半个格时算一个整格,而小于半个格时可忽略不计,这样共计54个。
【选修3-3选做题】
将1ml的纯油酸配成500ml的油酸酒精溶液,待均匀溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,让其自然滴出,共200滴,则每滴油酸酒精溶液的体积为______ml。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200cm2,则估算油酸分子的直径是_________m(保留一位有效数字)。
正确答案
0.005;5×10-10
某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
(1)他组装单摆是,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示,这样做的目的是 (多选,填字母代号)
A.保证摆动过程中摆长不变 B.可使周期测量得更加准确
C.需要改变摆长时便于调节 D.保证摆球在同一竖直平面内摆动
(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则摆球的直径为 mm,单摆摆长为 m
(3)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横坐标原点表示计时开始,A、B、C均为30次全振动的图像,已知sin5°=0.087,sin15°=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是 (填字母代号)
正确答案
(1)AC;(2)12.0mm,0.9930m;(3)A
试题分析:(1)用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线增加了线与悬挂处的摩擦保证摆长不变;改变摆长时用力拉不会将摆线拉断,方便调节摆长。AC正确。(2分)
(2)用10分度游标卡尺主尺读数为12mm,游标读数为0,则摆球的直径为 (2分);单摆摆长为
(2分)。
(3)单摆的振动在摆角小于5°才能看作简谐振动,在测量周期时计时起点应该选择在平衡位置(速度大误差小)。根据摆角估算振幅,AB振幅合理;
,CD振幅不合理,A中振动图像的计时起点在平衡位置是合理的,B中振动图像的计时起点在正的最大位置是不合理的。答案A (3分)
某研究性小组利用如图(a)所示的装置研究一定质量气体的压强与温度的关系。他们在试管中封闭了一定质量的气体,通过压强传感器和温度传感器测得试管内气体的压强和温度。
(1)采取了正确的操作后,他们针对同一部分气体在三个不同体积的情况下记录了相关数据,计算机绘出的p-t图像分别如图(b)中的①、②、③所示,其中p1为已知量,则图线①的函数表达式为_______________;
(2)图线①、②、③在图(c)中表示为( )
正确答案
(1);(2)( B )
试题分析:能够运用控制变量法研究两个物理量变化时的关系.注意实验中的操作步骤和一些注意事项.
(1)图线①的函数表达式为,(2)图(b)可以看出,①、②、③三个等容线体积越来越大,故B正确。
点评:在语言表达的时候我们要准确把问题表达清楚.
【物理——选修3-3】(15分)
(1)(5分)如图是氧气分子在不同温度(0℃和100℃)下的速率分布,由图可得信息( )
(2)(10分)在“用油膜法估测分子的大小”实验中,将4mL的纯油酸溶液滴入20L无水酒精溶液中充分混合.注射器中1mL的上述混合溶液可分50滴均匀滴出,将其中的1滴滴入盛水的浅盘里,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.试解答下列问题,结果均取一位有效数字。
① 油酸膜的面积约是多少?
② 已知每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是,请估测油酸分子的直径。
正确答案
(1)AC(2)8×10-3 m2
【物理——选修3-3】(15分)
(1)AC (6分)
(2)①油酸膜的面积:S=81×(10×10-3)2 m2=8×10-3 m2(4分)
③油酸分子直径 (5分)
利用下图“验证玻意耳定律”的实验装置来验证查理定律。
(1)为了完成这个实验,除了图中给出的器材外,还需要气压计、托盘天平、热水、凉水和________。
(2)必须进行的实验步骤有:①用托盘天平称出活塞和框架的质量M,用气压计读出实验室中的大气压强p0。按图安装器材,在框架两侧挂上钩码,使注射器的下半部分位于量杯之中。往量杯中加入适量的凉水,使注射器内的空气柱位于水面之下。过几分钟后,记下钩码的质量和活塞下表面的位置。同时________。
②在量杯中加些热水,过几分钟后在框架两侧加挂适当质量的钩码,使______,记下钩码的质量。同时______。
③把步骤②重复4次。
(3)可用作图法来验证查理定律是否成立,该图线的横坐标所代表的物理量及其单位是________,纵坐标所代表的物理量及其单位是________。
正确答案
(1)温度计(2)①用温度计测出水温②气体体积不变;测出水温
(3)气体温度 开尔文 气体压强 帕斯卡
试题分析:(1)实验需要在不同的温度下验证,所以还需要温度计
(2)①实验需要在不同的温度下验证,所以同时需要用温度计测出水温,
②实验要验证在一定的温度,所以需要保持气体体积不变;同时测出水温
(3)作出P-T图像,即横坐标所代表的物理量及其单位是气体温度和开尔文,纵坐标所代表的物理量及其单位是气体压强和帕斯卡
点评:做本题的关键是理解实验原理,比较简单
体积为1.2×10-3cm3的石油滴在平静的水面上,石油扩展为3m2的单分子油膜.试估算石油分子的直径约为______m;估算出1mol石油的体积约为______ m3.(结果保留一位有效数字,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1)
正确答案
由于石油分子呈球型分布在水面上,且一个靠一个,因此其直径为:d==
=4×10-10m
一个石油分子的体积为:V0=πd3=33.49×10-30m3
因此1mol石油的体积为:V=NAV0=33.49×10-30m3×6.02×1023=2×10-5m3
故答案为:4×10-10,2×10-5.
(8分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸5 mL。用注射器测得1 mL上述溶液有液滴50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待稳定后,将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓,再将玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸中正方形小方格的边长为1 cm。则:
①油膜的面积约为________(保留两位有效数字)。
②根据上述数据,估算出油酸分子的直径d=________(保留一位有效数字)。
正确答案
(1)84 cm2 (2)1×10-7 cm
①查格知共84格,油膜面积S=84 cm2。
②根据题意可知每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V= mL=1.0×10-5 mL,则油酸分子的直径d=
=
cm=1×10-7cm。
体积为1.2×10-3cm3的石油滴在平静的水面上,石油扩展为3m2的单分子油膜。试估算石油分子的直径约为____________m;估算出1mol石油的体积约为___________ m3。(结果保留一位有效数字,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1)
正确答案
.410-10;210-5
由于石油扩展形成的油膜为单分子油膜,因此根据油滴体积和油膜面积可以求出分子直径,求出每个石油分子的体积,即估算出1mol石油的体积大小.
解:由于石油分子呈球型分布在水面上,且一个靠一个,因此其直径为:d==4×10-10m
一个石油分子的体积为:V0=πd3=33.49×10-30m3
因此1mol石油的体积为:V=NAV0=33.49×10-30m3×6.02×1023=2×10-5m3
故答案为:4×10-10,2×10-5.
在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,己知配制的油酸溶液中,纯油酸与油酸溶液体积之比为1:500,25滴油酸溶液有1mL,问:l滴溶液的体积有______mL,1滴油酸溶液中纯油酸的体积V=______mL,若实验中测得1滴油酸膜的面积为533cm2,则所测油酸分子的直径为______.
正确答案
1滴酒精油酸溶液的体积V1=mL=0.04mL,
由纯油酸与溶液体积比为1:500,可得1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积V2=0.04×=8×10-5mL.
把油酸分子看成球形,且不考虑分子间的空隙,则油酸分子直径d==1.6×10-9m.
故答案为:0.04,8×10-5,1.6×10-9.
在“用油膜法测量分子直径”的实验中,将浓度为的一滴油酸溶液,轻轻滴入水盆中,稳定后形成了一层单分子油膜.测得一滴油酸溶液的体积为V0,形成的油膜面积为S,则其中纯油酸的体积为 ,油酸分子的直径约为 ,如果把油酸分子看成是球形的(球的体积公式为
,d为球直径),该滴油酸溶液所含油酸分子数约为 .
正确答案
ηV0;;
。
试题分析:一滴油酸溶液中油酸的体积为ηV0,油酸分子的直径约为:d=,一滴油酸溶液中所含油酸分子数为:n=
=
。
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