问题 问答题

(1)用油膜法估测油酸分子直径的大小.

①现将1滴配置好的油酸溶液滴入盛水的浅盘中,让油膜在水面上尽可能散开,待液面稳定后,在水面上形成油酸的______油膜;

②把带有方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓,形状如图1所示.已知坐标方格边长为L,按要求数出油膜轮廓线包括的方格是n个,则油酸的面积约是______cm2

③已知1滴油酸溶液中含纯油酸的体积为V0,由以上数据估测出油酸分子的直径为______cm.

(2)一个定值电阻,其阻值约在40-50Ω之间,现需要测量其阻值.

给出的实验器材有:

电池组E   电动势9V,内阻约为0.5Ω

电压表V   量程0-10V,内阻20KΩ

电流表A1  量程0-50mA,内阻约为20Ω

电流表A2  量程0-300mA,内阻约为4Ω

滑动变阻器R1,阻值范围0-100Ω,额定电流1A

滑动变阻器R2,阻值范围0-1700Ω,额定电流0.3A

电键S、导线若干

如图2所示有两种电路可供选择.测量中为了减小测量误差,实验所用电流表应为______(填代号),滑动变阻器应为______(填代号).实验中应选用图2中______所示电路图.

(3)在验证机械能守恒定律的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度为10m/s2,所用重物的质量为1.0kg,实验中得到的一条点迹清晰的纸带,如图3所示.若把第一个点记做O,另选连续的四个点A、B、C、D做为测量点,经测量知道A、B、C、D点到O点的距离分别为62.9cm、70.2cm、77.8cm、85.8cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量为______J,动能的增加量为______J.(计算结果保留两位有效数字)

答案

(1)①在油膜法估测分子大小的实验中,分子直径根据d=

V
S
求解的,所以要让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜,

②根据所画出的油膜面积轮廓,所围成的小正方形个数乘以每个正方形的面积即为油膜的总面积,即为nL2

③油膜分子直径为:d=

V
S
=
V0
nL2

故答案为:①单分子层;②nL2;③

V0
nL2

(2)因电池和电压表唯一,故电源电动势为9V,电压表选V;

由欧姆定律可知,电路中电流约为:I=

9
50
A=180mA,故电流表应选A2

若滑动变阻器变大,则在调节时过于困难,故滑动变阻器选择略大于待测电阻的即可,故选R1

电压表内阻为20kΩ,为待测电阻的

20000
50
=400倍;而电阻电压为电流表内阻的
50
20
=2.5倍;故说明电压表内阻远大于待测电阻,故应选用电流表外接法;故选甲电路;

故答案为:A2,R1,甲.

(3)重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.778J=7.8J.

在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,因此有:

vC=

xBD
2T
=
(85.8-70.2)cm
2×0.02
=3.9m/s

EK=

1
2
m
v2C
=7.6J

故答案为:7.8;7.6.

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