题目内容

精英家教网在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,实验简要步骤如下:
①.取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;
②.在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;
③.在蒸发皿内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;
④.在蒸发皿上覆盖透明平玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积;
(1)指出上面出错的步骤并改正
 

(2)此实验中油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸1mL.用注射器测得1mL上述溶液中有液滴100滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅水盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅水盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标中正方形小方格的边长为1cm,则油膜面积为
 
m2,此油酸分子的直径为
 
m.(保留两位有效数字)
分析:(1)取多滴油酸酒精溶液,求平均值,才使得一滴该溶液的体积较为准确;撒痱子粉更能清楚地看清油膜的形状;
(2)采用估算的方法求油膜的面积,通过数正方形的个数:面积超过正方形一半算一个,不足一半的不算,数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积,近似算出油酸膜的面积.
把油酸分子看成球形,且不考虑分子间的空隙,油膜的厚度近似等于油酸分子的直径,由d=
V
S
求出油酸分子直径.
解答:解:(1)
②要测出一滴油酸酒精溶液的体积,即在量筒中滴入N滴溶液,
测出其体积为V,则一滴该溶液的体积为V1=
V
n
;
③为了使一滴油酸酒精溶液散开后界面比较清晰,要在水面上先撒上痱子粉.
因此错误的步骤是②,应在量筒中滴入多滴溶液后测量它的体积;而步骤③,为能清楚地看清油膜的形状,要先在水面上撒上薄薄的一层痱子粉,再滴入油酸酒清溶液;
(2)面积超过正方形一半的正方形的个数为67~71个,则油酸膜的面积约为S=6.7(6.7~7.1)×10-3m2.
每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为:V=1mL×
1
104
×
1
100
=1×10-6mL
(3)把油酸分子看成球形,且不考虑分子间的空隙,则油酸分子直径为:
d=
V
S
=
1×10-6×10-6
6.7×10-3
m≈1.5×10-10m.
故答案为:(1)步骤是②,应在量筒中滴入多滴溶液后测量它的体积;而步骤③,为能清楚地看清油膜的形状,要先在水面上撒上薄薄的一层痱子粉,再滴入油酸酒清溶液;
(2)6.7(6.7~7.1)×10-3;1.5×10-10
点评:本题考查“用单分子油膜估测分子大小”实验的实验步骤和数据处理.
且实验的模型是不考虑油酸分子间的间隙,采用估算的方法求面积,肯定存在误差,但本实验只要求估算分子的大小,数量级符号就行了.
练习册系列答案
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(1)(8分)在做”用油膜法估测分子大小”的实验时,在实验中测得n个油滴的体积为V,则每个油滴的体积为        ,将一个油滴滴在水面上,形成的油膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为l,则油膜的面积是___________。根据上述数据,估测出油分子的直径是________________。用这种方式估测出的结果,其分子直径的数量级约为             m。

(2)(8分) 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:将打点计时器固定在光滑的长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车A的后面。让小车A运动,小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,如图甲,碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体。他在安装好实验装置后,先接通电源然后轻推小车A,使A获得一定的速度,电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点,已知电源频率为50Hz。
①实验中打出的纸带如图乙所示,并测得各计数点间距标在图上,则应选     段计算A的碰前速度;应选    段计算A和B碰后的共同速度(填BC、CD或DE)。
②已测得小车A的质量m1=0.20kg,小车B的质量m2=0.10kg,由以上测量结果可得:[来源:学科网ZXXK]
碰前总动量=     kg·m/s;碰后总动量=     kg·m/s。(计算结果均保留三位有效数字)

实验题(共计18分)
(1)(3分)用单摆测重力加速度,下列实验器材料中不需要的是        (填符号)
A.铁架台          B.带细孔的小木球      C.带细孔的小钢球
D.秒表            E.天平                F.细线
G.游标卡尺        H.mm刻度尺        I.细铁丝
(2)(每空3分、共6分)在做用油膜法估测分子直径大小的实验中,已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n,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m。

(a)用以上字母表示油酸分子直径的大小d=________。
(b)从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=______。
(3)(9分)在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中,已判断出灵敏电流计的指针偏转方向与电流方向间的关系是:当电流由正接线柱流入电流计时,电流计的指针向正接线柱偏转,当电流由负接线柱流入电流计时,电流计的指针向负接线柱偏转。如图所示,在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e等5个基准点,进而描绘出过该基准点的等势线。

(a)实验时需在木板上自上而下依次铺放_____纸、_____纸、_____纸。(每空1分)
(b)(3分)若在图中连接灵敏电流计正接线柱的探针接触a点,连接灵敏电流计负接线柱的探针接触b点时,灵敏电流计的指针向负接线柱偏转,则可以判断电极A接在电源的_____极上(选填“正”或“负”)。
(c)(3分))若灵敏电流计的两个探针分别接触a点和b点,灵敏电流计的示数为I1;若灵敏电流计的两个探针分别接触b点和c点,灵敏电流计的示数为I2。则I1和I2相比较,有I1________I2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

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G.游标卡尺         H.mm刻度尺         I.细铁丝

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(a)用以上字母表示油酸分子直径的大小d=________。

(b)从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=______。

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(a)实验时需在木板上自上而下依次铺放_____纸、_____纸、_____纸。(每空1分)

(b)(3分)若在图中连接灵敏电流计正接线柱的探针接触a点,连接灵敏电流计负接线柱的探针接触b点时,灵敏电流计的指针向负接线柱偏转,则可以判断电极A接在电源的_____极上(选填“正”或“负”)。

(c)(3分))若灵敏电流计的两个探针分别接触a点和b点,灵敏电流计的示数为I1;若灵敏电流计的两个探针分别接触b点和c点,灵敏电流计的示数为I2。则I1和I2相比较,有I1________I2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

 

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①实验中打出的纸带如图乙所示,并测得各计数点间距标在图上,则应选      段计算A的碰前速度;应选     段计算A和B碰后的共同速度(填BC、CD或DE)。

②已测得小车A的质量m1=0.20kg,小车B的质量m2=0.10kg,由以上测量结果可得:[来源:ZXXK]

碰前总动量=      kg·m/s ;碰后总动量=      kg·m/s。(计算结果均保留三位有效数字)

 

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