(精编)2020年高考物理一轮复习第十三章热学实验十三用油膜法估测分子的大小学案

2026/4/29 23:28:29

解析 (1)②由于一滴溶液的体积太小,直接测量时相对误差太大,应用微小量累积法减小测量误差,故可在量筒内滴入N滴该溶液,测出它的体积.③液面上不撒痱子粉或细石膏粉时,滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜,故应先在液面上撒痱子粉或细石膏粉.

(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得

V4.8×10-3×10-6×0.10%-10d== m=6.0×10 m. -4

S80×10

3.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,将油酸溶于酒精,其浓度为每10mL溶液中有6mL油酸.用注射器测得1mL上述溶液有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,用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和大小如图3所示,坐标中正方形方格的边长为1cm,试求:

4

图3

(1)油酸膜的面积是________;

(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________; (3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________. 答案 (1)131cm (2)8×10mL (3)6.1×10

2

-6

-10

m

解析 (1)根据题图,数得格子数(多于半个的算一个,不足半个的舍去)为131个,那么油膜面积是S=131×1 cm=131 cm.

14

(2)根据已知条件可知,1 mL溶液中有75滴,1滴溶液的体积是mL.又已知每10 mL溶液

75中有纯油酸6 mL,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 16×75-6

V=4 mL=8×10 mL.

10(3)油酸分子的直径为

2

2

V8×10-6-10d== cm≈6.1×10 m. S131

命题点二 实验拓展创新

例2 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

5

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4甲所示.坐标中每个小正方形方格的大小为2cm×2cm.由图可以估算出油膜的面积是______cm,由此估算出油酸分子的直径是______m(保留一位有效数字).

2

图4

(2)如图乙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1.43×10m的圆周而组成的.由此可以估算出铁原子的直径约为________m(结果保留两位有效数字). 答案 (1)256 8×10

-10

-8

(2)9.4×10

-10

解析 (1)数油膜的正方形格数,大于半格的算一格,小于半格的舍去,得到油膜的面积S112

=64×2 cm×2 cm=256 cm.溶液浓度为,每滴溶液体积为 mL,2滴溶液中所含油

1 000100酸体积为V=2×10 cm.油膜厚度即油酸分子的直径是d=≈8×10

-8

-8

-5

3

VS-10

m.

(2)直径为1.43×10 m的圆周周长为D=πd≈4.49×10 m,可以估算出铁原子的直径约为

4.49×10-10

d′= m≈9.4×10 m.

48

-8

6


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