第一章 分子动理论 单元测试（word解析版）

2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第三册
第一章
分子动理论
单元测试（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．当两分子间距变化时分子势能变小了，则可以判定在此过程（
）
A．分子力一定做了功
B．分子力一定增大
C．分子间距一定变大
D．分子力一定是引力
2．关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　）
A．压紧的铅块会“粘”在一起，说明了分子间有引力
B．扩散现象只能在液体、气体中发生
C．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动
D．随着物体运动速度的增大，物体分子动能也增大
3．如图所示，既可表示分子力随距离变化的图线，又可表示分子间势能随距离变化的图线，则下列说法中错误的是（　　）
A．若y表示分子之间的作用力，则c点对应为平衡距离
B．若y表示分子之间的作用力，则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中，分子力一直减小
C．若y表示分子之间的势能（以无穷远处为零势能点），则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中，分子系统的势能一直减小
D．若一个分子固定在坐标原点，另一个分子由a点释放，则这个分子由a到b的过程中，动能一直增加
4．关于气体压强和温度的理解，下列说法错误的是（　　）
A．气体对容器的压强是大量气体分子做不规则热运动不断撞击器壁的结果
B．等温压缩过程中，气体压强增大是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
C．同一温度下，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，速率分布至现“中间多、两头少”的特征
D．温度升高时，气体中某些分子的速率可能反而减小
5．下列说法正确的是（　　）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
D．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先减小后增大
6．王明同学在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。他追踪一个小颗粒的运动，每隔一定时间把小颗粒的位置记录在坐标纸上，然后用直线把这些位置按时间顺序依次连接起来，就得到如图所示的小颗粒运动的位置连线。根据这个图，下列描述正确的是（　　）
A．图中折线为小颗粒运动的轨迹
B．小颗粒的运动是无规则的，说明小颗粒分子的运动是无规则的
C．小颗粒的运动是无规则的，说明水分子的运动是无规则的
D．小颗粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的
7．下列说法中正确的是（　　）
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
B．破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力作用
C．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力
D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，当a加速度为零时，a的分子势能也为零
8．关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动
B．液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈
C．在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动
D．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动
9．关于分子力和分子势能，下列说法正确的是
A．当分子力表现为引力时，分子之间只存在引力
B．当分子间距离为r0时，分子之间引力和斥力均为零
C．分子之间的斥力随分子间距离的减小而增大
D．当分子间距离为r0时，分子势能最小
E.当分子间距离由r0逐渐增大时（小于10r0），分子势能增大
10．某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（　　）
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1
mL的溶液的滴数少记了10滴
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，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1mL，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，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示。若每一个小方格的边长为25mm，试问：
（1）这种估测方法是将每个油酸分子视为______模型，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是______m。（结果保留两位有效数字）
（2）在实验过程中，在距水面约2cm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？请分析写出原因：______。
12．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。
①滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读出其体积V。再用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如右图所示。已知坐标纸上每个小方格面积为S则油膜面积为________（填写S的整数倍）。
②估算油酸分子直径的表达式为d=_______。
三、解答题（共45分）
13．空调在制冷过程中，室内水蒸气接触蒸发器（铜管）液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1。试求：（结果均保留1位有效数字）
(1)该液化水中含有水分子的总数N；
(2)一个水分子的直径d。
14．一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。图中的两条等温线，哪条等温线表示的是温度比较高时的情形？请你尝试给出判断，并说明理由。
15．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kgmol－1，密度ρ=0.895×103kgm－3。若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取NA=6.02×1023mol﹣1结果保留一位有效数）
16．水的密度，水的摩尔质量，阿伏伽德罗常数，求：（结果保留一位有效数字）
（1）一个水分子的直径；
（2）1cm3的水中含有水分子的个数。
参考答案
1．A
【详解】
分子力做功与分子势能的关系是：分子力做正功分子势能变小，分子力做负功分子势能增大。
故选A。
2．A
【详解】
A．压紧的铅块会“粘”在一起，说明了分子间有引力，故A正确；
B．扩散现象在固体、液体和气体中都能发生，故B错误；
C．布朗运动通过悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动来反映出液体分子所做无规则运动，并不是液体分子的无规则运动，故C错误；
D．物体分子动能反映的是微观运动，而物体运动速度反映的是宏观运动，二者没有直接联系，故D错误。
故选A。
3．B
【详解】
A．若y表示分子之间的作用力，则c点分子力为零，对应为平衡距离，A正确，不符合题意；
B．力是矢量，若y表示分子之间的作用力，则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中，分子力先减小后增大，B错误，符合题意；
C．分子势能是标量，若y表示分子之间的势能（以无穷远处为零势能点），则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中，分子系统的势能一直减小，C正确，不符合题意；
D．若y表示分子之间的作用力，a、c间分子力表现为引力，若y表示分子之间的势能，a、b间分子力表现为引力，故一个分子固定在坐标原点，另一个分子由a点释放，则这个分子由a到b的过程中，分子力一定做正功，动能一直增加，D正确，不符合题意。
故选B。
4．B
【详解】
A．气体对容器的压强是大量气体分子做不规则热运动不断撞击器壁的结果，A正确，不符合题意；
B．等温压缩过程中，气体压强增大是因为体积减小，密度增大，同一时间有更多气体分子撞击器壁的结果，B错误，符合题意；
C．同一温度下，速率很大和速率很小的分子数目相对较少，速率分布至现“中间多、两头少”的特征，C正确，不符合题意；
D．温度升高时，大量气体分子的平均速率增加，但气体中某些分子的速率可能反而减小，D正确，不符合题意。
故选B。
5．A
【详解】
A．由图可知，①中速率大的分子占据的比例较大，说明①对应的平均动能较大，故①对应的温度较高，A正确；
B．直线AB的斜率
则直线AB的方程为
有
所以在
处温度最高，在A和B状态时，PV乘积相等，说明在AB处的温度相等，所以从A到B的过程中，温度先升高，后又减小到初始温度，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中，气体分子的平均动能先增大后减小，B错误；
C．当在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，分子间的作用力做正功，C错误；
D．由图丙可知，当分子间的距离
时，分子间的作用力先增大后减小，D错误。
故选A。
6．C
【详解】
AD．图中的折线只是每隔一定的时间，小颗粒的位置的连线，也许在这一小段时间内，小颗粒又移动到了其他的位置，并不规则运动，故图中的折线不是小颗粒的运动轨迹，AD错误；
BC．该图能够说明小颗粒的运动是无规则的，但不能说明组成小颗粒的分子的运动是无规则的。该图也能够说明水分子的无规则运动。正是水分子的无规则运动，从而对小颗粒的碰撞是无规则的，使得小颗粒的受力方向不同，从而呈现了这种小颗粒的无规则运动，B错误，C正确。
故选C。
7．C
【详解】
A．由得，若温度T升高，若同时体积V增大，则压强p不一定增大，故A错误；
B．当分子间距离r>10r0（r0的数量级为10-10m）时，分子引力和斥力几乎都减为零，破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间的距离不能达到引力范围之内，故B错误；
C．把两块纯净的铅压紧，使分子间距离减小到引力的作用效果，它们就会“粘”在一起，故C正确；
D．a从远处运动到与b的作用力为零处时加速度为零，此过程中，分子力表现为引力，对a做正功，分子势能减小，取无穷远处分子势能为零，则此处的分子势能为负数，故D错误。
故选C。
8．AB
【详解】
A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动，A正确；
B．液体温度越高，分子热运动越激烈，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈，B正确；
C．悬浮颗粒越大，惯性越大，碰撞时受到冲力越平衡，所以大颗粒不做布朗运动，C错误；
D．布朗运动是悬浮在液体中颗粒的无规则运动，间接反映液体分子的无规则运动，D错误。
故选AB。
9．CDE
【详解】
分子力表现为引力时，分子之间的引力大于斥力，并非分子之间只存在引力，选项A错误；当分子间距离为r0时，分子之间引力和斥力相等，分子力表现为零，选项B错误；分子之间的斥力随分子间距离的减小而增大，选项C正确；当分子间距离为r0时，分子势能最小，选项D正确；当分子间距离由r0逐渐增大时（小于10r0），因分力表现为引力，分子力做负功，则分子势能增大，选项E正确；故选CDE.
10．ACD
【详解】
计算油酸分子直径的公式为
是纯油酸的体积，是油膜的面积。
A．油酸未完全散开，偏小，故得到的分子直径将偏大，故A正确；
B．计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误；
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，将偏小，故得到的分子直径将偏大，故C正确；
D．求每滴体积时，的溶液的滴数少记了10滴,由
可知，纯油酸的体积偏大，则计算得到的分子直径将偏大，故D正确。
故选ACD。
11．球体
2.7×10﹣10
①油酸分子是极性分子，遇水后迅速展开成油酸单分子膜，在此过程中油膜面积会扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩
【详解】
（1）[1][2]这种估测方法是将每个分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径。油膜的面积可从方格纸上得到，所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去，图中共有70个方格，故油膜面积为
S=70×25mm×25mm=42500mm2=4.4×10﹣2m2
每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是
V=×10﹣6×m3=1.2×10﹣11m3
则油酸分子的直径
d===2.73×10﹣10m
题要求保留2个有效数字，所以油酸分子的直径为2.7×10﹣10m
（2）[3]油膜面积先扩张后又收缩的主要原因：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。
12．8S
【详解】
①[1]求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去，数出总格数是8，故面积为8S；
②[2]1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
油酸分子直径为
13．(1)3×1025个；(2)4×10－10
m
【详解】
(1)水的摩尔体积为
水分子数
(2)建立水分子的球体模型有
可得水分子直径
14．T2等温线；理由见解析
【详解】
由图知，在体积相同时，T1等温线对应的压强p1比T2等温线对应的压强p2小，即
由查理定律
可知
即T2等温线表示的是温度比较高时的情形。
15．10m2
【详解】
1ml油酸的质量为
m=ρV=0.895×103kg/m3××1×10﹣6m3=8.95×10﹣6kg
油酸分子的个数
N=NA=×6.02×1023=2×1019个
油酸分子体积
解得：
r=≈5×10－10m
油膜的面积约为
16．（1）；（2）个
【详解】
（1）水的摩尔体积为
设水分子是一个挨一个紧密排列的，则一个水分子的体积
将水分子视为球形，则
联立解得
（2）的水的物质的量为
其中含有的分子个数为
个