《2025年通成学典课时作业本高中物理选择性必修第三册人教版》

5. (2024·广东深圳期中)利用油膜法估测油酸分子的大小，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 $45\ cm × 50\ cm$ 的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。则：
(1) 下面给出的实验步骤中，正确的顺序为BDAC。
A. 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。
B. 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 $N$。
C. 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，坐标纸是边长为 $1\ cm$ 的正方形，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积 $S$(单位：$ cm^2$)。
D. 将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上。用滴管吸取浓度为 $0.05\%$ 的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数 $n$。
(2) 该实验测得的单个油酸分子的直径约为B(单位：$ cm$)。
A. $\frac{0.05n}{NS}$
B. $\frac{0.05\%n}{NS}$
C. $\frac{0.05n}{N}$
D. $\frac{0.05\%n}{N}$
(3) 通过实验测得分子直径大小的数量级约为A$\ m$。
A. $10^{-10}$
B. $10^{-15}$
C. $10^{-7}$
D. $10^{-6}$
(4) 用油膜法估算出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数。还需要知道油酸的D。
A. 质量
B. 体积
C. 摩尔质量
D. 摩尔体积
(5) 某兴趣小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好痱子粉的浅水盘，下列说法正确的是D。
A. 为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要高一些
B. 为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
C. 滴入油酸酒精溶液后，出现如图所示的图样是因为痱子粉撒得太少太薄
D. 为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些

答案： 5.
(1) BDAC
(2) B
(3) A
(4) D
(5) D
解析：
(1) 本实验的基本步骤是用滴管将浓度为 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 的油酸酒精溶液的滴数 N,可求得 1 滴油酸酒精溶液的体积;将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上,用滴管吸取浓度为 0.05％的油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为
止,记下滴入的滴数 n;待油酸薄膜的形状稳定后,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;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,计算出油酸薄膜的面积。故实验步骤中,正确的排序应为 BDAC。
(2) 1 滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为$V_{0} = \frac{0.05％}{N} × \frac{1}{1} (单位:cm^3 )$,则单个油酸分子直径的表达式为$d = \frac{nV_{0}}{S} = \frac{0.05％n}{NS} (单位:cm)$,故选 B。
(3) 通过实验测得分子直径大小的数量级约为$10^{-10} m$,故选 A。
(4) 计算出油酸分子的直径后可以根据体积公式算出油酸分子的体积,要测定阿伏加德罗常数还需要知道$N_{A}$个油酸分子的总体积,即油酸的摩尔体积,故选 D。
(5) 为便于形成单分子油膜,配成的油酸酒精溶液浓度要低一些,选项 A 错误;正确操作步骤应为在水面上先撒上痱子粉,再滴入一滴油
酸酒精溶液,待其散开稳定,选项 B 错误;由图可知油膜没有充分展开,说明水面上痱子粉撒得太多且厚度不均匀,选项 C 错误;为减小实验误差,选用的玻璃板上正方形方
格要小一些,选项 D 正确。