- 分子动理论:内能
- 共5581题
在用油膜法粗测分子直径的实验中,在哪些方面作了理想化的假设 _____________________________________________________________________。下面是一次实际测量的数据。将1cm3的油酸溶于酒精,制成200cm3的酒精溶液,已知1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取1滴油酸酒精溶液滴在水面上,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。由此可计算出油酸分子的直径为____________m。
正确答案
将油膜看成单分子膜,将油分子看作球形,认为油分子是一个紧挨一个的;5×10-10
小题1:在学生实验“观察水波的干涉现象”中,下列正确的选项是:
小题2:改变实验条件,使两个小球以不同 击水,观察不同____的两列波叠加时,水面的波形.
正确答案
小题1:BCD
小题2:频率 频率
此题涉及波的干涉实验知识。
小题1:实验室不需要使用电流表测量电流大小,A错误。需要采用变频电动机改变敲击水面的频率。B、C正确。干涉现象发生在两列波叠加的区域,要观察次区域。D正确。
小题2:波的频率由振源决定,所以要改变小球击水的频率,才能改变波的频率。
本题考查学生实验的操作能力,难度不大。
(8分)测量分子大小的方法有很多,如油膜法、显微法。
(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入标注250mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图所示。坐标格的正方形大小为2cm×2cm。由图可以估算出油膜的面积是 cm/(保留两位有效数字),由此估算出油酸分子的直径是 m(保留一位有效数字)。
(2)如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×l0-8m,的圆周而组成的。由此可以估算出铁原予的直径约为 m(结果保留两位有效数字)。
正确答案
(1)本题通过数格就能计算模的面积,多于半个格的算一个,少于半个格的舍去,分子的直径等于油膜体积除以油膜面积(2)圆周周长为,为48个铁分子的直径长度,所以铁分子的直径长度为
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
,
某学生兴趣小组通过实验,探究相同厚度的普通均匀条形玻璃片的振动频率f与其长度l的关系,得到了如下表所示的实验数据,由表中数据可知,振动频率f随玻璃片长度l的变化而__________(选填“均匀”或“不均匀”)变化;振动频率f与玻璃片的长度l的关系为_____________(比例系数用表示)。比例系数k的大小为_____________(若k有单位,请按国际单位制带上其单位),k可能与__________________有关(至少写出一项)。
正确答案
不均匀;。33Hz·m2,玻璃的密度,硬度等(答出一个就给分)。
试题分析:物理学中把声音的高低称为音调,音调的高低与发声体的振动快慢有关,物体振动越快,音调就越高.对于玻璃片来说,振动时产生声音的音调和玻璃片的玻璃的密度,硬度等有关.
由表中数据可知,振动频率f随玻璃片长度l的变化而“不均匀”变化;振动频率f与玻璃片的长度l的关系为。比例系数k的大小为33Hz·m2,k可能与玻璃的密度,硬度等有关。f与其长度l的关系
点评:以探究弦振动时发声的频率与哪些因素有关来考查控制变量法的应用,把握住每次研究一个因素,而控制其它因素都相同即可.
(模块3-3试题)(15分)
(1)液晶既具有液体的性质,又具有晶体的性质.液晶表面层的分子势能____(选填“大于”、“等于”或“小于”)内部的分子势能;给液晶加热时,液晶的熵将____(选填“增加”、“减少”或“不变”).
(2)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104mL溶液中有纯油酸5mL.用注射器测得1mL上述溶液有液滴50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1cm.则:
①油膜的面积约为多少?(保留两位有效数字)
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
③根据上述数据,估算出油酸分子的直径.(保留一位有效数字)
正确答案
(1)大于,增加(6分)
(2)①84cm2(82 cm2 ~85 cm2都给分) (3分)
② (3分)
③ (3分)
(1)①势能的大小与分子间距离有关,分子间距离越大,势能就大,相反分子间距离越小,势能就小。液晶表面层的分子相对于内部分子是处于游离状态的,而且表面层分子间的距离相对较大,因此势能也就大。所以液晶表面层分子势能大于内部的分子势能。
②这题考对熵的理解。从微观上说,熵是组成系统的大量微观粒子无序度的量度,系统越无序、越混乱,熵就越大。热力学过程不可逆性的微观本质和统计意义就是系统从有序趋于无序,从概率较小的状态趋于概率较大的状态。所以,当给液晶加热时,液晶分子热运动就越激烈,也无序,熵就增大。
(2)①油膜面积就是油膜覆盖小方格的面积,,图中覆盖的小方格数N=84(82~85),每一个小方格面积,可知油膜面积为:S=N×
=84×
=84
(82 cm2 ~85 cm2)。
②根据题意,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸5mL,1mL油酸酒精溶液有液滴50滴,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为:。
③根据题意,一滴纯油酸的体积为,一滴纯油酸油膜面积为
,由公式
,则油酸分子的直径d=
=
。
(1)如图所示,用一个带刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体的压强和体积关系,实验中应保持不变的参量是 ,所研究的对象是注射器中封闭的气体,它的体积可用注射器直接读出,它的压强是由图中压强传感器、数据采集器得到。
(2)实验过程中,下列哪些操作正确的是
E.活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量
正确答案
(1)温度T (2) BDE
气体的实验规律的使用的条件是一定质量的气体,研究温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系时气体的温度一定不能变化.
解:(1)在研究温度不变的情况下,一定质量的气体压强与体积的关系时,气体的温度是不能变化的,由理想气体状态方程=K,可得当气体的温度不变的情况下,P与V是成反比的.
(2)在活塞上涂上润滑油,保持良好的密封性,保持封闭气体的质量不发生变化;
当用手直接握在注射器上时,手的温度可能改变气体的温度,所以不要用手直接握在注射器上;
活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量
点评:等温变化时,气体的温度一定不能变化,并且气体的质量也是不能变化的.
将1mL的纯油酸加到500mL的酒精中,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。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,则估算油酸分子的大小是____________m (保留一位有效数字)。
正确答案
5×10-10
利用图A.实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l。然后多次改变x,测出对应的l,画出l2-x关系图线,如图B.所示,并由此得出相应的斜率k。
(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速度v0=________。
(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g,大气压强p0均为已知,利用图B.中拟合直线的斜率k可得,管内气体压强p=________。
(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则(2)中得到的p与实际压强相比________(填偏大、偏小)。
正确答案
1、 v0=, 2 p=_
3 偏小
略
在《用油膜法估测分子大小》实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形方格的边长为1cm,试求:
①油酸膜的面积是______cm2
②实验测出油酸分子的直径是______m(结果保留两位有效数字)
正确答案
①由图示可知,油膜占120个格,油膜的面积S=1cm×1cm×120=120cm2(119~124cm2均正确);
②一滴溶液中含纯油的体积V=×
=7.5×10-6mL,
油酸分子的直径d==
=6.15××10-8cm=7.5×10-10m.
故答案为:①120(119到124均正确);②6.1×10-10.
(1) 在通用技术课上,某小组在组装潜艇模型时,需要一枚截面为外方内圆的小螺母,如图所示。现需要精确测量小螺母的内径时,应该用如图 (甲)中游标卡尺的A、B、C三部分的 部分来进行测量(填代号).
(2)如图 (乙)中玻璃管的内径d= mm.
(3)在测量过程中,某同学在小螺母中空部分360º范围内选取不同的位置进行多次测量取平均值的目的是 。
正确答案
(1) A (2) 5.25 (3) 减少偶然误差
试题分析:(1)A是用来测量内径,B用来测外径,C用来测深度,因此选A;(2)内径为;(3)多次测量求平均值的方法就是减小偶然误差。
在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,所用的油酸酒精溶液的浓度为a,测量中,某位同学测得如下数据:测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴;油滴面积为S,则:
(1)用以上物理量的符号表示计算分子直径大小的公式为:d=________。
(2)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较,发现自己所测数据偏大,则对出现这种结果的原因,下列说法中可能正确的是________。
正确答案
(1) (2)A、C、D
试题分析:(1)根据信息可得,所以
(2)错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积,V偏大,故直径偏大,A正确;计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理,S偏大,d偏小,B错误;计算油膜面积时,只数了完整的方格数,S偏小,d偏大,C正确;油酸未完全散开,S偏小,故直径偏大,选项D正确;
点评:本题是以油酸分子呈球型分布在水面上,且一个挨一个,从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度.
在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶
液中有纯油酸6mL,每1mL上述溶液中有液滴50滴,把一滴该溶液滴入盛水的浅盘
里,待均匀撒有痱子粉的水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在板上描出油膜的轮
廓,随后把板放在坐标纸上,其形状如图5所示。已知坐标纸中每个正方形小方格
的边长均为20mm。则油酸膜的面积约为______m2,估测出油酸分子的直径_____m。
(结果保留一位有效数字)
正确答案
50 × 0.022 =" 2" × 10-2;
数格,多半个格的算一个,少半个格的舍去,在乘以每个格代表的面积,直径为体积除以面积
物体是由分子组成的,分子有一定大小,可用______法粗略测定.在测分子直径的实验中,若油酸酒精溶液的浓度是1:300,每1cm3溶液有250滴液滴,而1滴溶液滴在水面上时自由散开的面积为120cm2,则由此可估算出油酸分子的直径约为______m.
正确答案
实验中可用油膜法粗略测定分子的直径
一滴溶液中纯油酸的体积V油酸=×
=1.3×10-5cm3;
所以油酸分子的直径d==
=3.6×10-9m
故答案为:油膜;3.6×10-9
(6分)在“油膜法估测分子的直径”实验中,
(1)(多选题)该实验中的理想化假设是( )
A.将油膜看成单分子层油膜 B.不考虑各油分子间的间隙
C.不考虑了各油分子间的相互作用力 D.将油分子看成球形。
(2)(单选题)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液的作用是( )
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.对油酸溶液起到稀释作用
C.有助于测量一滴油酸的体积
D.有助于油酸的颜色更透明便于识别
(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液,实验室配备的器材有:面积为0.22m2的蒸发皿,滴管,量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升),纯油酸和无水酒精若干等。已知分子直径数量级为10-10m,则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为 ‰(保留两位有效数字)。
正确答案
(1)ABD(2分)(2)B(2分)(3)1.1(2分)
试题分析:(1)计算分子直径是根据体积与面积之比,所以需要将实验假设为将油膜看成单分子层油膜,不考虑各油分子间的间隙,将油分子看成球形,故选ABD,
(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液的作用是是对油酸起到稀释的作用,酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度,使油酸分子尽可能的少在竖直方向上重叠,更能保证其形成单层分子膜,也就是为了减小系统误差
(3)根据题意可得解得x=0.0011,所以千分比为1.1‰
点评:油酸分子呈球型分布在水面上,且一个挨一个,从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度.
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