题目内容
【题目】在研究分子模型时,把相同体积的水和酒精充分混合,发现混合后的总体积小于混合前两液体的体积之和。为了确定减小的体积和酒精含量的关系,学习小组进行了如下探究:
图1
图2
A.把一端封口的细玻璃管固定在刻度尺上,封口端和零刻度线对齐;
B.在玻璃管中注入一定体积的水,读出水面的刻度l1;
C.然后快速注入酒精到100 cm刻度线;
D.封闭管口,将玻璃管反复翻转,使水和酒精充分混合,读出液面的刻度l。
(1)水和酒精充分混合后的总体积减小,这一现象表明___________。
A.分子间有引力 B.分子间有斥力
C.分子间有空隙 D.分子是运动的
(2)学习小组进行了多次实验,测出水柱的长度l1和混合后液柱的总长度l,并计算出混合后酒精质量的含量β和液柱减小的长度Δl。部分数据如下表所示:
实验序号 | 水柱长度l1/cm | 混合后液柱的长度l/cm | 液柱减小的长度Δl/cm | 酒精质量的含量β/% |
1 | 76.2 | 98.1 | 1.9 | 20 |
2 | 96.8 | 3.2 | 40 | |
3 | 44.0 | 96.4 | 3.6 | |
4 | 35.0 | 97.4 | 60 | |
5 | 16.7 | 98.4 | 1.6 | 80 |
①第2次实验水面对刻度如图1所示,读出水面的刻度___________ cm。根据试题中信息,计算第3次实验后酒精质量的含量为________________%;第4次实验液柱减小的长度为_________________ cm。(酒精密度为0.8 g/cm3)
②根据有关数据,请在图2坐标系中描点作出Δl-β的关系图线。
③由图线可知,在水和酒精混合前的总体积相同的前提下,混合后的体积减小量(Δl)随着酒精质量含量(β)的增大而____________________。
【答案】 C 55.0 50 2.6 
先增大后减小
【解析】 (1)酒精和水都是由分子构成的物质，它们的分子之间都存在一定的间隔。当把酒精和水混合以后，两种分子不发生化学反应，两种物质的分子相互穿插渗透，进入彼此的分子间隔，所以总体积会小于二者的体积之和，故选C；(2)①由图1可知，刻度尺的分度值为1cm，则第2次实验水面水面的刻度55.0cm.设细玻璃管的横截面积为S，水柱的质量m水＝ρ水V水＝ρ水SL1，酒精柱的质量m酒精＝ρ酒精V酒精＝ρ酒精SL2，则酒精质量的含量：β＝
×100% ＝
×100%＝
×100%，由表格数据可知,第3次实验水柱长度L1＝44.0cm，酒精柱的长度L2＝100cm44.0cm＝56.0cm，代入上式可解得：β≈50%.第4次实验液柱减小的长度为：△L＝100cm97.4cm＝2.6cm.②将表中的数据(1.9,20)、(3.2,40)、(3.6,50)、(2.6,60)、(1.6,80)在图2坐标系中描点连线如图所示：
由图线可知,在水和酒精混合前的总体积相同的前提下,混合后的体积减小量(△L)随着酒精质量含量(β)的增大而先增大后减小。
点睛（1）物质是由大量分子组成的，分子体积小，组成物体的分子间存在间隙；（2）①使用刻度尺时要明确其分度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位；设细玻璃管的横截面积为S，根据密度公式分别表示出水柱和酒精柱的质量，利用β＝
×100%求出第3次实验后酒精质量的含量；用100cm减去混合后液柱的长度即为液柱减小的长度△L；②将表中的数据分别描点，然后用平滑的曲线将其连接起来即可得出△L-β的关系图线；根据图线可知，在水和酒精混合前的总体积相同的前提下，混合后的体积减小量（△L）随着酒精质量含量（β）的变化规律。
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