第3讲 实验:用油膜法测分子的大小
微知识1 实验目的
1.估测油酸分子的大小。
2.学习间接测量微观量的原理和方法。
微知识2 实验原理
利用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜(如图所示),将油酸分子看做球形,测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积,用d =V S
计算出油膜的厚度,其中V 为一滴油酸溶液中纯油酸的体积,S 为油膜面积。这个厚度就近似等于油酸分子的直径。
微知识3 实验器材
盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。
微知识4 实验步骤
1.用滴管(或注射器)将油酸酒精溶液滴入量筒,数出每毫升油酸酒精溶液的滴数,算出每滴液滴体积的平均值。
2.把洗干净的浅盘水平放置,倒入约2 cm 深的水。用纱网(或粉扑)将适量的痱子粉(或石膏粉)轻轻撒在水面上。
3.用滴管(滴管距离水面约1 cm)将一滴油酸酒精溶液轻轻滴入水面中央,待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描下油酸膜的形状。
4.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓范围内正方形小方格的个数(不足半格的舍去,多于半格的算一个格),估测出油膜的面积,估算油酸分子的直径。
5.清洗浅盘,擦去玻璃板上的油膜轮廓线,重复做2次至3次实验。
微知识5 数据处理
根据上面记录的数据,完成以下两个表格内容。
微知识6 注意事项
1.实验前,必须将所有的实验用具擦洗干净。实验时,吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用,不能混用,否则会增大实验误差。
2.痱子粉和油酸的用量都不可太大,否则不易成功。
3.油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜,不宜长时间放置。
4.浅盘中的水离盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确地画出薄膜的形状,画线时视线应与板面垂直。
5.油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩,要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩的原因有两个:一是水面受液滴冲击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后,油膜回缩。
6.滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面1 cm之内,否则油膜难于形成。
7.因为水和油酸都是无色透明的液体,所以要用痱子粉来显示油膜的边界。注意要从盘的中央加痱子粉。由于加粉后水的表面张力系数变小,水将粉粒拉开,同时粉粒之间又存在着排斥作用,粉会自动扩散至均匀。这样做,比将粉撒在水面上的实验效果要好;撒痱子粉后,不要再触动盘中的水。
8.当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,在这侧边缘会残留油酸。为防止影响下次实验时油酸的扩散和油膜面积的测量,可用少量酒精清洗,并用脱脂棉擦去,再用清水冲洗,这样可保持盘的清洁。
9.本实验只要求估算分子的大小,实验结果数量级符合要求即可。
微知识7 误差分析
1.油酸酒精溶液配制后长时间放置,溶液的浓度容易改变,会给实验带来较大误差。
2.利用小格子数计算轮廓面积时,轮廓的不规则性容易带来计算误差。为减小误差,不足半个格子的舍去,多于半个格子的算一个。方格边长的单位越小,计算出的面积越精确。
3.测量量筒内溶液增加1 mL 的滴数时,注意正确的观察方法。
4.油膜形状的画线误差。
一、思维辨析(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。)
1.油膜法测分子直径实验的原理关系式为d =V S ,其中V 指一滴油酸溶液的体积,S 指油膜的面积。(×)
2.用数格子的方法计算油膜面积时,多于半格的算一个,少于半格舍去。(√)
二、对点微练
1.(实验原理和操作)“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下:
A .将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积S
B .将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
C .用浅盘装入约2 cm 深的水
D .用公式d =V S 求出薄膜厚度,即油酸分子的大小
E .根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V
(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全,请指出:
①_________________________________________________。
②_________________________________________________。
(2)上述实验步骤的合理顺序是__________。
解析 (1)①C 步骤中,要在水面上均匀地撒上细石膏粉或痱子粉。②实验中,要有步骤F :用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数。
(2)合理顺序为CFBAED 。
答案 (1)见解析 (2)CFBAED
2.(数据处理)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104 mL 溶液中有6 mL 油酸。用注射器测得1 mL 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的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和大小如图所示,坐标中正方形方格的边长为1 cm ,求:
(1)油酸膜的面积是多少?
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。
解析 (1)根据题图,数得格子数为129个,那么油膜
面积是S =129×1 cm 2=129 cm 2
。
(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175
mL 。又已知每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL ,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是V =6×175104 mL =8×10-6 mL 。 (3)油酸分子的直径为 d =V S =8×10-6129
cm≈6.2×10-10 m 。 答案 (1)129 cm 2 (2)8×10-6 mL (3)6.2×10
-10 m
见学生用书P199
微考点 实验操作和数据处理
核|心|微|讲
本实验中处理数据要注意两点:一是根据体积比计算出一定体积的油酸酒精溶液中纯油酸的体积;二是计算油膜面积时,必须遵循“数格子法”的原则,即不足半个的舍去,多于半个的算一个。
典|例|微|探
【例】 油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL ,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1 mL ,若把一滴这样的油酸酒精溶
液滴入足够大盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm ,则:
(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为__________模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为________油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。图中油酸膜的面积为________ m 2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为________ m 3;根据上述数据,估测出油酸分子的直径为________m 。(结果均保留两位有效数字)
(2)某同学在实验过程中,在距水面约2 cm 的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜,实验时观察到,油膜的面积会先扩张后又收缩了一些,这是为什么呢?
请写出你分析的原因:__________________________ 。
【解题导思】
(1)油膜法测分子大小的原理是形成单分子油膜,把每个分子看成球形,则分子直径如何表示?
答:d =V S ,其中V 指一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,S 为油膜面积。
(2)油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩,要在稳定后再画轮廓,为什么?
答:有两个原因:一是水面受液滴冲击引起;二是酒精挥发。
解析 (1)油膜面积占68小格,面积约为S =68×25×25×10-6 m 2=4.3×10-2 m 2,一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为
V =150×
0.61 000×10-6 m 3=1.2×10-11 m 3, 油酸分子的直径约等于油膜的厚度
d =V S =1.2×10-11
4.3×10
-2 m≈2.8×10-10 m 。 (2)实验过程中除了按步骤进行操作,还要仔细观察实验现象,并学会分析所观察到的现象。
答案 (1)球体 单分子 直径
4.3×10-2 1.2×10-11 2.8×10-10
(2)主要有两个原因:①水面受到落下油滴的冲击,先陷下后又恢复水平,因此油膜的面积扩张;②油酸酒精溶液中的酒精挥发,使液面收缩
题|组|微|练
1.在“用油膜法估测分子的大小”实验中,用a mL 的纯油酸配制成b mL 的油酸酒精溶液,再用滴管取1 mL 油酸酒精溶液,让其自然滴出,共n 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S cm 2
,则:
(1)估算出油酸分子的直径大小是________cm 。
(2)用油膜法测出油酸分子的直径后,要测定阿伏伽德罗常数,还需要知道油滴的________。(填选项字母)
A .摩尔质量
B .摩尔体积
C .质量
D .体积 解析 (1)油酸酒精溶液的浓度为a b ,一滴油酸酒精溶液的体积为1n
mL ,一滴油酸酒精溶液含纯油酸a bn mL ,则油酸分子的直径大小为d =
a bSn cm 。 (2)设一个油酸分子体积为V ,则V =43
π? ????d 23,由N A =V mol V 可知,要测定阿伏伽德罗常数,还需知道油滴的摩尔体积,故B 项正确。
答案 (1)a bSn
(2)B 2.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,具体操作如下:
①取油酸0.1 mL 注入250 mL 的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250 mL 的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液。
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL 为止,恰好共滴了100滴。
③在边长约40 cm 的浅盘内注入约2 cm 深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓。
④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油膜的形状。 ⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm 的方格纸上,算出完整的方格有67个,大于半格的有14个,小于半格的有19个。
(1)这层油膜的厚度可视为油酸分子的__________。
(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为__________ m 3,求得的油膜分子直径为__________ m 。(结果保留两位有效数字)
解析 (1)油膜的厚度可视为油酸分子的直径。
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V =1100×0.1250
mL =4.0×10-6 mL =4.0×10-12 m 3 形成油膜的面积S =1.0×(67+14) cm 2=8.1×10-3 m 2
油酸分子的直径d =V S ≈4.9×10
-10 m 。 答案 (1)直径 (2)4.0×10-12 4.9×10
-10
见学生用书P200
1.在“用油膜法估测分子的大小”实验中,已知一滴溶液中油酸的体积为V 油酸,配制的油酸溶液中,纯油酸与溶液体积之比为1∶5 000,1 mL 溶液滴25滴,那么1滴溶液的体积是________mL ,所以1滴溶液中油酸的体积为V
油酸=________cm 3。若实验中测得结果如下表所示,请根据所给数据填写出空白处的数值,并与公认的油酸分子直径d 0=1.12×10-10 m 作比较,判断此实验是否符合数量级的要求:________。(填“是”或“否”)
解析 由题给条件得,1滴溶液的体积V 溶液=125 mL =4×10-2 mL ,因为V 油酸V 溶液=15 000
,故1滴溶液中油酸的体积为V 油酸=15 000V 溶液=15 000×125
cm 3=8×10-6 cm 3。 据此算得3次测得d 的结果分别为
1.50×10-8 cm,1.62×10-8 cm,1.42×10-8
cm , d 的平均值 d =d 1+d 2+d 33
≈1.51×10-10 m 。 这与公认值的数量级相吻合,故本次估测数值符合数量级的要求。 答案 4×10-2 8×10-6 1.50×10-8 1.62×10-8 1.42×10-8 1.51×10-10 是
2.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为A ,N 滴溶液的总体积为V 。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为a 的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓,如图所示,测得油膜占有的正方形小格数为X 。
(1)用以上字母表示一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为__________。
(2)油酸分子直径约为__________。
解析 (1)由题意可知,一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为V 0=VA N 。
(2)一滴所形成的油膜的面积为S =Xa 2,所以油膜的厚度,即为油酸分子的直径为d =V 0S =VA NXa 2
。 答案 (1)AV N (2)VA NXa 2
3.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0.25 mL 油酸,倒入标注250 mL 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1 mL 的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒的痱子粉的盛水浅盘中滴入2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待薄膜稳定后,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2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是________ cm 2
(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1.43×10-8
m 的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为________ m 。(保留两位有效数字)
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,估算出油膜的
面积S =格数×2 cm×2 cm=256 cm 2≈2.6×102 cm 2。溶液浓度为11 000,每滴溶液体积为1100
mL ,2滴溶液中所含油酸体积V =2×10-5 cm 3,油膜厚度即油酸分子的直径d =V S ≈8×10
-10 m 。 (2)直径为1.43×10-8 m 的圆周周长为πd ≈4.5×10-8 m ,可以估算出铁原子的直径约
为4.5×10-848
m =9.4×10-10 m 。 答案 (1)2.6×102 8×10-10 (2)9.4×10-10
2019全国Ⅰ卷物理 2019全国Ⅱ卷物理 2019全国Ⅲ卷物理2019年高考全国卷Ⅰ物理试题
14.氢原子能级示意图如图所示。光子能景在eV~ eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为 A.eV B.eV C.eV D.eV 15.如图,空间存在一方向水平向右的匀强磁场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则 A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷 C.P带正电荷,Q带负电荷 D.P带负电荷,Q带正电荷 16.最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为×108 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为
A .× 102 kg B .×103 kg C .×105 kg D .×106 kg 17.如图,等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平 面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M 、N 与直流电源两端相接,已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ,则线框LMN 受到的安培力的大小为 A .2F B . C . D .0 18.如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H 。上升第 一个4H 所用的时间为t 1,第四个4 H 所用的时间为t 2。不计空气阻力,则21t t 满足 A .1<21t t <2 B .2<21t t <3 C .3<21t t <4 D .4<21 t t <5 19.如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一 端悬挂物块N 。另一端与斜面上的物块M 相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉
高中物理-实验:油膜法测分子的直径练习 A级抓基础 1.在“油膜法估测分子的直径”实验中将油酸分子看成是球形的,所采用的方法是( ) A.等效替代法B.控制变量法 C.理想模型法D.比值定义法 解析:应用油膜法测分子直径,其实验的原理是将油酸分子看成是球形的,测出油的体积,然后让油在水面上形成单分子油膜,测出油膜的面积,油的体积除以油膜的面积就是油膜的厚度,即油分子的直径.该方法采用了理想模型法.答案:C 2.用“油膜法”来粗略估测分子的大小,认为油滴在水面上后油分子的排列需要建立在一定模型基础上,下列哪项是不正确的( ) A.分子都是球形的 B.所有分子都能形成单分子油膜 C.分子都是一个一个挨着一个排列的 D.滴入的油酸溶液是高纯度的溶液 解析:在“用油膜法估测分子的大小”实验中,做这样的近似:①油膜是呈单分子分布的;②把油酸分子看成球形;③分子之间没有空隙,紧密排列;为了获取单分子油膜,则将油酸滴入酒精溶液,形成低纯度的油酸溶液,故A、B、C正确,D不正确. 答案:D 3.为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差,下列方法可行的是( ) A.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液,并读出量筒里这些溶液的体积 V 1,则每滴油酸酒精溶液的体积V2= V 1 100 B.把浅盘水平放置,在浅盘里倒入一些水,使水面离盘口距离小一些 C.先在浅盘水中撒些痱子粉,再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 解析:测一滴油酸酒精溶液的体积时,如果保证滴数是准确的,误差主要是从 量筒中读出n=100滴溶液的体积,如果不是整体积数,那么估读的体积误差就大
2019年高考物理试题(全国3卷) 二、选择题:本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项 符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 14.楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现? A .电阻定律 B .库仑定律 C .欧姆定律 D .能量守恒定律 15.金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a 金 、a 地、a 火,它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火。已知它们的轨道半径R 金
A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg 18.如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为1 2 B和B、方向均垂直于纸 面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为 A.5π 6 m qB B. 7π 6 m qB C. 11π 6 m qB D. 13π 6 m qB 19.如图,方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨,两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。t=0时,棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中,ab、cd始终与导轨垂直并接触良好,两者速度分别用v1、v2表示,回路中的电流用I表示。下列图像中可能正确的是
实验:用油膜法估测分子的大小 教案 实验目的:学会用油膜法估测分子的大小 实验器材:①注射器或滴管 ②事先配制好的油酸酒精溶液 ③量筒④盛有清水的浅盘 ⑤ 痱子粉⑥玻璃板⑦坐标纸 实验原理:如果分子直径为d ,油滴体积是V ,油膜面积为S ,则d=V /S ,测出一滴油酸酒 精溶液中纯油酸的体积V ,测出油膜的面积S ,估算出分子直径的数量级。 实验步骤 1.用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积(如1mL )时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积,然后再按油酸酒精溶液的浓度计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 。 2.往边长约为30—40cm 的浅盘里倒入约2cm 深的水,待水稳定后,将适量痱子粉均匀地洒在水面上。 3.用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面 上一滴,形成如图1—1所示的形状,待油酸薄膜的性状稳定后,将 准备好的玻璃板放在浅盘上,(注意玻璃板不能与油膜接触)然后将 油膜的形状用彩笔描在玻璃板上。 4.将画有油膜轮廓的玻璃板正确的放在坐标纸上,计算出油膜 的面积S ,求面积时以坐标纸上边长为1cn 的正方形为单位,计算 出正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个, 5.根据纯油酸的体积V 和油酸的面积S 可计算出油酸薄膜的厚度S V l ,即油酸分子的大小。 注意事项 1.油酸酒精溶液的浓度以小于l‰为宜。 2.油酸酒精溶液的液滴要适当多一些。 3.每次实验时要让浅盘中的水稳定后再做。 4.痱子粉不宜撒得过厚,器具用后要清洗好。 实验纪录
课堂练习 1.油酸是一种脂肪酸,它的分子和水分子有很强的能力,当它浮在水面上形成一层油膜时,薄膜中只有一层分子,这样的一层油酸薄膜简称。如果油酸分子可以大致看作球形,油膜的厚度就是分子的直径。事先测出一滴油酸的体积V,再测出油膜的面积S,就可计算出油膜分子的直径d=。油酸分子直径的数量级是m。 2.用注射器或滴管将老师事先配制好的溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积(如1mL)时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的,然后再按油酸酒精溶液的浓度,计算出一滴溶液中的体积V。 能力测试: 1.实验中为什么要待容器中的水稳定后再进行实验? 2.油酸分子直径的数量级在10-10m,有位同学的测量结果远大于这个数量级,试分析可能的原因。 3.根据你的体会,试述做好本实验应该注意的几个问题。(或影响实验结果的因素)4.已知酒精油酸溶液的浓度为1‰,一滴油酸酒精溶液在水中扩展的油膜面积约为186cm2,1Ml油酸溶液约有66滴。试确定油酸分子的大小。 作业:完成实验报告 附:“用油膜法估测分子大小”的实验指导 用油膜法估测分子的大小这一学生实验,是要让学生学习一种方法,即用宏观手段来研究微观问题,该实验具有很强的探索性,因此指导学生做好这个实验是十分有意义的。要做好这个实验,需注意以下三个主要问题。 一、浓度配制 教材中要求老师事先配制好一定浓度的酒精油酸溶液,并无明确指明要配多大的浓度、而这一浓度大小的选择正是这个实验成功的关键。通过多次试验,我们认为浓度选取1‰较合适。配制浓度为l‰的油酸溶液可经两次配制。第一次配制,在100ml量筒中准确地放人96ml无水乙醇,再用5ml量简量入4ml油酸,充分搅拌后,得到4%浓度的油酸溶液。第二次配制,取97.5ml的无水乙醇放入另一个100ml量筒中,用5ml量筒准确量入第一次配好的浓度为4%的油酸溶液2.5ml,充分搅拌,便得到l‰的油酸溶液。
2019年全国卷Ⅲ高考物理试题解析 1.楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现? A.电阻定律 B.库仑定律 C.欧姆定律 D.能量守恒定律 【答案】D 【解析】楞次定律指感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,这种阻碍作用做功将其他形式的能转变为感应电流的电能,所以楞次定律的阻碍过程实质上就是能量转化的过程. 2.金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a 金、 a 地、a 火,它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火。已知它们的轨道半径R 金
C.1213==22F mg F , D.1231=22 F mg F mg ,【答案】D【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态,由几何关系容易找出两斜面对圆筒支持力与重力的关系,由牛顿第三定律知斜面对圆筒的支持力与圆筒对斜面的压力大小相同。 4.从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h 在3m 以内时,物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图所示。重力加速度取10m/s 2。该物体的质量为 A.2kg B.1.5kg C.1kg D.0.5kg 【答案】C 【解析】对上升过程,由动能定理,0()k k F mg h E E -+=-,得0()k k E E F mg h =-+,即F +mg =12N ;下落过程,()(6)k mg F h E --=,即8mg F k '-==N,联立两公式,得到m =1kg、F =2N。5.如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12 B 和B 、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子垂直于x 轴射入第二象限,随后垂直于y 轴进入第一象限,最后经过x 轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为 A.5π6m qB B.7π6m qB C.11π6m qB D.13π6m qB
实验十用油膜法估测分子大小的实验研究 一实验原理 将一滴经过乙醇稀释的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上迅速散开形成一个近似圆形的油膜,此时溶液中的酒精大部分溶于水,其余的就挥发掉了,留在水面上的是一层纯油酸薄膜。实验已经发现这层油膜是一个单分子层,即是一个分子厚度,油酸分子直立在水面上,因此估测油酸分子的最大长度只要估计油膜厚度就可以了。 二实验过程 (1)配制溶液 用10ml量杯配制油酸对溶液比为1:100的稀释溶液,稀释剂用无水酒精。配制过程中所用的各种器具必须保持清洁,吸取酒精、油酸、溶液的注射器必须分别专用,以免加大误差。 (2)测油酸体积 用注射器计数1ml稀释溶液的滴数。反复记三次,取平均值作为1ml溶液的滴数。根据所配稀溶液中油酸与溶液之比,1ml溶液的滴数,计算出每一滴溶液所含纯油酸的体积。 (3)测油酸面积 在清洁的浅盘中倒入清水,水深1—2cm。待水面平静后在水面上撒上一层薄而均匀的爽生粉。用注射器在浅盘中央水面上约1cm处,滴一滴稀释的油酸。片刻后,将有机玻璃板轻轻盖到浅盘上,注意不要振动水面。用水彩笔迅
速在有机玻璃上描绘出油酸薄膜的轮廓图。将有机玻璃上的轮廓描到方格纸上,并利用方格纸算出轮廓的面积S 。 三 实验数据及误差分析 (1)一滴溶液所含纯油酸的体积 1ml 稀释溶液的滴数分别为176滴、178滴、174滴,三者取平均值,得每一滴稀释溶液体积为1176 ml, 稀释溶液中纯油酸浓度为1:100,综上得每一滴稀释溶液中纯油酸的体积为 V 0= 1176 × 1100 =5.6818×10?5 ml (2) 一滴溶液中油酸单层分布时的薄膜面积 S=406cm 2 (3) 油膜厚度(分子大小L )计算 L = V 0S =5.6818×10?5ml 406cm 2=1.399×10?7cm (4) 实验误差分析 公认值L=1.12×10?7 精确度= 1.399×10?7cm ?1.12×10?7cm 1.12×10?7×100%=24.9% 实验结果明显比公认值偏大,导致误差的原因可能有以下几点:1、从配置油酸溶液到将油酸溶液滴到浅盘水面上经过一段时间,而且这段时间没有对溶液进行密封措施,这会使得溶液中酒精大量挥发(酒精较油酸易挥发),导致溶液中的油酸浓度较测量值偏大,进一步影响实验结果,使结果偏大; 2、在计1ml 稀释溶液滴数与将稀释溶液滴入浅盘时前后注射器角度不一样可能导致两次操作中每一滴的体积不同,导致实验结果偏离公认值;3、描又算面积轮廓时视线没有与有机玻璃板面严格垂直,使得描出来的面积与真实面积不符。
实验六单分子油膜估测分子的大小 【实验操作】 一、实验目的 估测油酸分子的直径 二、实验原理与方法 1.实验原理: 利用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,将油酸分子看作球形,测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积,用d=V/S计算出油膜的厚度。这个厚度就近似等于油酸分子的直径。 油酸的分子式为C17H33COOH,它的一个分子可以看成由两部分组成:一部分是C17H33——,另一部分是——COOH,其中——COOH对水有很强的亲和力,当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,其中的酒精溶于水并很快挥发,在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜,其中C17H33—一部分冒出水面而——COOH部分留在水中,油酸分子直立在水面上,形成一个单分子油膜。 单分子油膜法粗测分子直径的原理,类似于取一定量的小米,测出它的体积V,然后把它平摊在桌面上,上下不重叠,一粒紧挨一粒,量出这些米粒占据桌面的面积S,从而计算出米粒的直径。 2. 实验方法:估测法、累计测量法、间接测量法 三、实验器材 浅盘、痱子粉、注射器(或滴管)、量筒、透明坐标板、水彩笔(或钢笔)、事先配制好的油酸酒精溶液。 四、实验步骤及注意事项 [实验步骤] (1)先在浅盘中倒入2~3cm深的水,将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上。 (2)用滴管或注射器将酒精油酸溶液逐滴滴入量筒至1ml,记下滴入的滴数n,算出一滴油酸溶液的体积V0/滴。 (3)用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上一滴,待油酸薄膜形状稳定后,将透明坐标板放在浅盘上,用水彩笔或钢笔画出油膜形状。 (4)将玻璃放在坐标纸上,算出油膜面积S;或通过数玻璃板上的方格数,算出油膜面积S。(5)根据溶液浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
2019年高考物理试题(全国1卷) 二、选择题:本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项 符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 14.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为 A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.5l eV 15.如图,空间存在一方向水平向右的匀强磁场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则 A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷 C.P带正电荷,Q带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷 16.最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg
17.如图,等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面 与磁感应强度方向垂直,线框顶点M 、N 与直流电源两端相接,已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ,则线框LMN 受到的安培力的大小为 A .2F B .1.5F C .0.5F D .0 18.如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大高度为H 。上升第一 个 4H 所用的时间为t 1,第四个4 H 所用的时间为t 2。不计空气阻力,则21t t 满足 A .1<21t t <2 B .2<21t t <3 C .3<21t t <4 D .4<2 1 t t <5 19.如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端 悬挂物块N 。另一端与斜面上的物块M 相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N ,直至悬挂N 的细绳与竖直方向成45°。已知M 始终保持静止,则在此过程中
实验四 用油膜法估测分子的大小 实验目的:学会用油膜法估测分子的大小 实验器材:①注射器或滴管 ②事先配制好的油酸酒精溶液 ③量筒④盛有清水的浅盘 ⑤痱子粉⑥玻璃 板⑦坐标纸 实验原理:如果分子直径为d ,油滴体积是V ,油膜面积为S ,则d=V /S ,测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸 的体积V ,测出油膜的面积S ,估算出分子直径的数量级。 实验步骤 1.用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积(如1mL )时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积,然后再按油酸酒精溶液的浓度计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V 。 2.往边长约为30—40cm 的浅盘里倒入约2cm 深的水,待水稳定后,将适量痱子粉均匀地洒在水面上。 3.用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸 酒精溶液滴在水面上一滴,形成如图1—1所示的 形状,待油酸薄膜的性状稳定后,将准备好的玻璃 板放在浅盘上,(注意玻璃板不能与油膜接触)然 后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上。 4.将画有油膜轮廓的玻璃板正确的放在坐标纸上,计算出油膜的面积S ,求面积时以坐标纸上边长为1cn 的正方形为单位,计算出正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个, 5.根据纯油酸的体积V 和油酸的面积S 可计算出油酸薄膜的厚度S V l ,即油酸分子的大小。 注意事项 1.油酸酒精溶液的浓度以小于l‰为宜。 2.油酸酒精溶液的液滴要适当多一些。 3.每次实验时要让浅盘中的水稳定后再做。 4.痱子粉不宜撒得过厚,器具用后要清洗好。
实验纪录 1.油酸是一种脂肪酸,它的分子和水分子有很强的能力,当它浮在水面上形成一层油膜时,薄膜中只有一层分子,这样的一层油酸薄膜简称。如果油酸分子可以大致看作球形,油膜的厚度就是分子的直径。事先测出一滴油酸的体积V,再测出油膜的面积S,就可计算出油膜分子的直径d=。油酸分子直径的数量级是m。 2.用注射器或滴管将老师事先配制好的溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积(如1mL)时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的,然后再按油酸酒精溶液的浓度,计算出一滴溶液中的体积V。 能力测试: 1.实验中为什么要待容器中的水稳定后再进行实验? 2.油酸分子直径的数量级在10-10m,有位同学的测量结果远大于这个数量级,试分析可能的原因。 3.根据你的体会,试述做好本实验应该注意的几个问题。(或影响实验结果的因素) 4.已知酒精油酸溶液的浓度为1‰,一滴油酸酒精溶液在水中扩展的油膜面积约为186cm2,1Ml油酸溶液约有66滴。试确定油酸分子的大小。 作业:完成实验报告 附:“用油膜法估测分子大小”的实验指导
第1 节物体是由大量分子组成的 第1 课时实验:用油膜法估测分子的大小 ◆学习目标定位 1.理解此实验的原理. 2.会利用油膜法计算分子的直径. 一、实验目的 1.用油膜法估测分子的大小. 2.体会通过测量宏观量来测量微观量的方法. 二、实验原理 1.估测分子的大小通常采用油膜法 取 1 mL 的油酸,并精确地测出它的体积,用无水酒精按1∶200 的体积比稀释油酸,使油酸在酒精中充分溶解.用滴管提取 1 mL 稀释后的油酸,并测算出滴管中滴出一滴的体积.在盛水盘中装入约 2 cm 深的蒸馏水,为便于观测油膜的面积,可在水面上轻撒上一层痱子粉,在水盘中央滴一滴油酸酒精溶液,于是油酸在水面上迅速散开,到油膜面积不再扩大时,用一块玻璃盖在盘缘上描出油膜的轮廓图,如下图所示,把这块玻璃放在方格纸上,数出油膜所占的格数, V 然后计算出油膜的面积.于是油膜的厚度d=S便可测算出来. 2.油酸在水面上形成单分子层油膜 油酸分子的一端对水有很强的亲和力,被吸引在水中,另一端对水没有亲和力,便冒出水面.油酸分子都是直立在水中的,单分子油膜的厚度等于油酸分子的长度.若把分子当成小球,油膜的厚度也就等于分子的直径,如图所示,其线 度的数量级为 10-10 m.
一、实验目的 用油膜法估测分子的大小. 二、实验器材 体积比为 1∶200 的油酸若干毫升、浅盘 1 个 (30 cm×40 cm)、滴管 1 支、带方格的透明塑料盖板 1 块、量筒 1 个、彩色水笔 1 支、痱子粉. 三、实验原理 把一滴油酸 (事先测出其体积 V)滴在水面上,在水面上形成油膜 (一般认为此油膜是单分子油膜 ),如图所示.把分子看成球形,油膜的厚度就认为是油酸分 V 子的直径 d,测出油膜面积S,则 分子直径 d=S. (1)油酸分子并不是球形的,但这里把它们当成球形处理,这是一种估算的 方法. (2)油酸分子在水面是单层排列的,即单分子油膜. (3)忽略油酸分子之间的间隙,油酸分子是紧密排列的. (4)尽管用不同方法测量分子直径的结果有差异,但除一些高分子有机物外, - 10 一般测得的数量级一致,分子直径的数量级为10 m. (5)痱子粉 (或细石膏粉 ) 的作用:因为油酸薄膜是透明的,在水面上很难看清 其边界,将痱子粉撒在水面上后,再滴 1 滴油酸酒精溶液,油酸立即在水面散开, 形成一块薄油膜,薄油膜上没有痱子粉,边界处有痱子粉,这样就能清楚地看出 油膜的边界,便于比较准确地测出薄油膜的面积. 四、实验步骤
绝密★启用前 2019年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 注意事项: 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。。 3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 二、选择题:本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 1.楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现? A. 电阻定律 B. 库仑定律 C. 欧姆定律 D. 能量守恒定律 【答案】D 【解析】 【详解】楞次定律指感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,这种阻碍作用做功将其他形式的能转变为感应电流的电能,所以楞次定律的阻碍过程实质上就是能量转化的过程. 2.金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a 金、a 地、a 火,它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火.已知它们的轨道半径R 金
CD .由2 2Mm v G m R R =得GM v R =可知轨道半径越小,运行速率越大,故C 、D 都错误. 3.用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示.两斜面I 、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°.重力加速度为g .当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面I 、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2,则 A. 1233 = =F mg F mg , B. 1233 ==F mg F mg , C. 1213 ==2F mg F mg , D. 1231= =2 F mg F mg , 【答案】D 【解析】 【详解】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态,受力分析如图,由几何关系可知,1cos30F mg '=?, 2sin30F mg '=? .解得13F mg '= ,212F mg '= 由牛顿第三定律知1231 ,2 F mg F mg ==,故D 正确 4.从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h 在3m 以内时,物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图所示.重力加速度取10m/s 2.该物体的质量为
2019年高考物理考试大纲 Ⅰ. 考核目标与要求 根据普通高等学校对新生思想道德素质和科学文化素质的要求,依据中华人民共和国教育部 2003 年颁布的《普通高中课程方案(实验)》和《普通高中物理课程标准(实验)》,确定高考理工类物理科考试内容。 高考物理试题着重考查考生的知识、能力和科学素养,注重理论联系实际,注意物理与科学技术、社会和经济发展的联系,注意物理知识在日常学习生活、生产劳动实践等方面的广泛应用,大力引导学生从“解题”向“解决问题”转变,以有利于高校选拔新生,有利于培养学生的综合能力和创新思维,有利于激发学生学习科学的兴趣,培养实事求是的态度,形成正确的价值观,促进“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三维课程培养目标的实现,促进学生德智体美劳全面发展。 高考物理在考查知识的同时注重考查能力,并把对能力的考查放在首要位置;通过考查知识及其运用来鉴别考生能力的高低,但不把某些知识与某种能力简单地对应起来。 目前,高考物理科要考查的能力主要包括以下几个方面: 1. 理解能力 理解物理概念、物理规律的确切含义,理解物理规律的适用条件以及它们在简单情况下的应用;能够清楚地认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表达);能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系。 2. 推理能力 能够根据已知的知识和物理事实、条件,对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或做出正确的判断,并能把推理过程正确地表达出来。 3. 分析综合能力
能够独立地对所遇到的问题进行具体分析、研究,弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境,找出起重要作用的因素及有关条件;能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系;能够提出解决问题的方法,运用物理知识综合解决所遇到的问题。 4. 应用数学处理物理问题的能力 能够根据具体问题列出物理量之间的关系式,进行推导和求解,并根据结果得出物理结论;能运用几何图形、函数图像进行表达和分析。 5. 实验能力 能独立地完成表 2、表 3 中所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论,能对结论进行分析和评价;能发现问题、提出问题,并制订解决方案;能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题,包括简单的设计性实验。 这五个方面的能力要求不是孤立的,在着重对某一种能力进行考查的同时,也不同程度地考查了与之相关的能力。并且,在应用某种能力处理或解决具体问题的过程中往往伴随着发现问题、提出问题的过程。因而高考对考生发现问题、提出问题并加以论证解决等探究能力的考查渗透在以上各种能力的考查中。 Ⅱ. 考试范围与要求 要考查的物理知识包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、原子核物理学等部分。考虑到课程标准中物理知识的安排和高校录取新生的基本要求,考试大纲把考试内容分为必考内容和选考内容两类,必考内容有 5 个模块,选考内容有 2 个模块,具体模块及内容见表1。除必考内容外,考生还必须从 2 个选考模块中选择 1 个模块作为自己的考试内容。必考和选考的内容范围及要求分别见表 2 和表 3。考虑到大学理工类招生的基本要求,各省(自治区、直辖市)不得削减每个模块内的具体考试内容。
2019年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试(物理) 二、选择题:本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要 求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 14.氢原子能级示意图如图所示。光子能景在1.63 eV~3.10 eV的光为可见 光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子, 最少应给氢原子提供的能量为 A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.5l eV 15.如图,空间存在一方向水平向右的匀强磁场,两个带电小球P和Q用 相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直, 则 A.P和Q都带正电荷B.P和Q都带负电荷 C.P带正电荷,Q带负电荷D.P带负电荷,Q带正电荷 16.最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×108 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg 17.如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强 磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源 两端相接,已如导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的 安培力的大小为 A.2F B.1.5F C.0.5F D.0
18.如图,篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮,离地后重心上升的最大 高度为H 。上升第一个4H 所用的时间为t 1,第四个4 H 所用的时间为t 2。不计空气阻力,则 2 1 t t 满足 A .1< 21t t <2 B .2<21t t <3 C .3<21t t <4 D .4<2 1 t t <5 19.如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细 绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N 。另一端与斜面上的物块M 相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N ,直至悬挂N 的细绳与竖直方向成45°。已知M 始终保持静止,则在此过程中 A .水平拉力的大小可能保持不变 B .M 所受细绳的拉力大小一定一直增加 C .M 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D .M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 20.空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a )中虚线MN 所示,一硬质 细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ,将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内,圆心O 在MN 上。t =0时磁感应强度的方向如图(a )所示:磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b )所示,则在t =0到t =t 1的时间间隔内 A .圆环所受安培力的方向始终不变 B .圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C .圆环中的感应电流大小为 004B rS t D .圆环中的感应电动势大小为2 00 π4B r t
用油膜法估测分子的大小实验测试题及解析 1.(2019·全国卷Ⅲ)用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是_______________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以________________ ________________________________________________________________________。 为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是_____________________________________。 解析:用油膜法估测分子直径时,需使油酸在水面上形成单分子层油膜,为使油酸尽可能地散开,将油酸用酒精稀释。根据V =Sd ,要求得分子的直径d ,则需要测出油膜面积,以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。这样需要测出一滴油酸酒精溶液的体积,其方法可用累积法,即测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数。 答案:使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分子层油膜的面积 2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤: ①往边长约为40 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空: (1)上述步骤中,正确的顺序是__________。(填写步骤前面的数字) (2)将1 cm 3的油酸溶于酒精,制成300 cm 3的油酸酒精溶液;测得1 cm 3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m 2。由此估算出油酸分子的直径为____________ m 。(结果保留一位有效数字) 解析:(1)依据实验顺序,首先测量一滴油酸溶液的体积(④),然后在浅盘中放水和痱子粉(①),将一滴溶液滴入浅盘中(②),将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状(⑤),最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积(③),故正确的操作顺序为④①②⑤③。 (2)一滴油酸酒精溶液的体积为V =1300×50×10-6 m 3=SD ,其中S =0.13 m 2,故油酸分子直径: D =V S =1300×50×0.13×10-6 m =5×10-10 m 。 答案:(1)④①②⑤③ (2)5×10-10
实验十二 用油膜法估测分子的大小 考纲解读 1.学会用油膜法估测油酸分子的大小.2.理解间接测量微观量的原理和方法. 基本实验要求 1.实验器材 盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔. 2.实验步骤 (1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘,充分洗去油污、粉尘,以免给实验带来误差. (2)配制油酸酒精溶液,取油酸1 mL ,注入500 mL 的容量瓶中,然后向容量瓶内注入酒精,直到液面达到500 mL 刻度线为止,摇动容量瓶,使油酸充分溶解在酒精中,这样就得到了500 mL 含1 mL 纯油酸的油酸酒精溶液. (3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,并记下量筒内增加一定体积V n 时的滴数n . (4)根据V 0=V n n 算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0. (5)向浅盘里倒入约2 cm 深的水,并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上. (6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上. (7)待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上. (8)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的面积S (求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个). (9)根据油酸酒精溶液的配制比例,算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ,并代入公式d =V S 算出油酸薄膜的厚度d . (10)重复以上实验步骤,多测几次油酸薄膜的厚度,并求平均值,即为油酸分子的大小. 规律方法总结
1.实验原理 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小.当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,其中的酒精溶于水,并很快挥发,在水面上形成如实验原理图甲所示形状的一层纯油酸薄膜.如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积,即可算出油酸分子的大小.用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的 体积,用S 表示单分子油膜的面积,用d 表示分子的直径,如实验原理图乙所示,则d =V S . 2.数据处理 3.注意事项 (1)注射器针头高出水面的高度应在1 cm 之内,当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时,会发现针头下方的粉层已被排开,这是由于针头中酒精挥发所致,不影响实验效果. (2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩,要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓.扩散后又收缩有两个原因:①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复;②酒精挥发后液面收缩. (3)当重做实验时,将水从浅盘的一侧边缘倒出,在这侧边缘会残留油酸,可用少量酒精清洗,并用脱脂棉擦去再用清水冲洗,这样做可保持浅盘的清洁. (4)本实验只要求估测分子的大小,实验结果的数量级符合要求即可. 考点一 实验原理与实验操作 例1 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤: ①往边长约为40 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在
绝密★启用前 2019年普通高等学校招生全国统一考试(全国卷I) 理科综合能力测试 注意事项: 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。。 3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ar 40 Fe 56 I 127 一、选择题:本题共13个小题,每小题6分。共78分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题 目要求的。 1.细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述,正确的是 A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡 B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象 C.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象 D.细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程,属于细胞坏死 2.用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料组合是 ①同位素标记的tRNA ②蛋白质合成所需的酶 ③同位素标记的苯丙氨酸 ④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 ⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液 A.①②④ B.②③④ C.③④⑤ D.①③⑤ 3.将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自于
A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水 C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气 4.动物受到惊吓刺激时,兴奋经过反射弧中的传出神经作用于肾上腺髓质,使其分泌肾上腺素;兴奋还通过传出神经作用于心脏。下列相关叙述错误的是 A.兴奋是以电信号的形式在神经纤维上传导的 B.惊吓刺激可以作用于视觉、听觉或触觉感受器 C.神经系统可直接调节、也可通过内分泌活动间接调节心脏活动 D.肾上腺素分泌增加会使动物警觉性提高、呼吸频率减慢、心率减慢 5.某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是 A.窄叶性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中 B.宽叶雌株与宽叶雄株杂交,子代中可能出现窄叶雄株 C.宽叶雌株与窄叶雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株 D.若亲本杂交后子代雄株均为宽叶,则亲本雌株是纯合子 6.某实验小组用细菌甲(异养生物)作为材料来探究不同条件下种群增长的特点,设计了三个实验组,每组接种相同数量的细菌甲后进行培养,培养过程中定时更新培养基,三组的更新时间间隔分别为3 h、 10 h、23 h,得到a、b、c三条种群增长曲线,如图所示。下列叙述错误的是 A.细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物 B.培养基更换频率的不同,可用来表示环境资源量的不同 C.在培养到23 h之前,a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的