选修3-3 分子动理论 巩固练习题(Word版含答案)

分子动理论练习题
1.下列关于扩散和布朗运动的说法，正确的是( )。
A.扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动
B.布朗运动反映了悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C.布朗运动说明了液体分子之间存在着相互作用的引力和斥力
D.温度越高，布朗运动越剧烈，扩散现象发生越快
2.中午时车胎内气体（视为理想气体）的温度髙于清晨时的温度，若不考虑车胎体积的变化，则与清晨相比( )
A.中午时车胎内气体分子的平均动能增大
B.中午时车胎内气体分子的平均动能减小
C.中午时车胎内气体分子在单位时间内对车胎内壁单位面积的碰撞次数不变
D.中午时车胎内气体分子在单位时间内对车胎内壁单位面积的碰撞次数减少
3.下列说法中正确的是( )
A.水中花粉颗粒的布朗运动是由水分子的无规则运动引起的
B.用打气筒向篮球内充气时需要用力，说明气体分子间有斥力
C.分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大
D.当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
4.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能与两分子间距离x的关系如图所示。图中分子势能的最小值为，若两分子所具有的总能量为零，则下列说法中正确的是( )
A.乙分子在P点时，加速度最大 B.乙分子在P点时，动能为
C.乙分子在Q点时，处于平衡状态 D.乙分子的运动范围为
5.分子力F、分子势能与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能）。下列说法正确的是( )
A.乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B.当时，分子势能为零
C.随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大
D.分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更快
6.关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是( )
A.某种物体的温度为0 ℃，说明该物体中分子的平均动能为零
B.物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大
C.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大，但引力增大得更快，所以分子力表现为引力
D.10 g 100 ℃水的内能小于10 g 100 ℃水蒸气的内能
7.下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是( )
A.微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B.当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D.小草上的露珠呈球形是液体表面张力的作用
8.近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重，PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是( )。
A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当
B.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动
C.温度越低，PM2.5运动越剧烈
D.倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度
E.PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈
9.对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( )。
A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
B.外界对物体做功，物体内能一定增加
C.温度越高，布朗运动越明显
D.当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小
E.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
10.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，时，。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到的过程中，势能_______（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由减小到的过程中，势能________（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于处，势能_______（填“大于”“等于”或“小于”）零。
11.已知铜的密度为、摩尔质量为,阿伏加德罗常数,铜的分子数约为_______(结果保留2位有效数字);铜分子的直径约为__________m(结果保留1位有效数字)。
12.空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（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。已知水的密度、摩尔质量，阿伏加德罗常数。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。
13.轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时,叠氮化钠(亦称“三氮化钠”,化学式)受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积,气囊中氮气的密度,已知氮气的摩尔质量,阿伏加德罗常数。请估算:(结果保留一位有效数字)
(1)一个氮气分子的质量m;
(2)气囊中氮气分子的总个数N;
(3)气囊中氮气分子间的平均距离r。
答案以及解析
1.答案：D
解析：扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动的反映，A项错误；布朗运动反映了悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是固体分子的运动，B项错误；布朗运动说明了液体分子的无规则的热运动，而不能说明分子之间存在着相互作用的引力和斥力，C项错误；温度越高，布朗运动越剧烈，扩散现象发生越快，D项正确。
2.答案：A
解析：当车胎内气体的温度升高时，分子运动更剧烈，车胎内气体分子的平均动能增大，故A正确，B错误；单位体积内气体分子数不变，但是温度升高，分子平均速率增大，所以气体分子在单位时间内单位面积上与车胎内壁碰撞的次数增多，故C、D错误.
3.答案：A
解析：水中花粉颗粒的布朗运动是由花粉颗粒受到水分子的撞击作用不平衡引起的，选项A正确；用打气筒打气时需要用力，是因为气体有压强，不能说明分子间存在作用力，选项B错误；分子间的作用力有斥力和引力，这两种力都是随分子间距的增大而减小的，选项C错误；当分子力表现为斥力时，若分子间的距离增大，分子力会做正功，分子势能减小，选项D错误。
4.答案：BD
解析：乙分子在P点时，分子势能最小，可知该点分子力为零，加速度为零，即加速度最小，故A错误。乙分子在P点分子势能为，两分子所具有的总能量为零，则其动能为，故B正确。乙分子在Q点，分子势能为零，合力表现为分子斥力，故C错误。当时分子势能为正，已知总能量为0，则动能应为负值，这是不可能的，因此分子的运动范围为，故D正确。
5.答案：AD
解析：在时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，故A项正确，B项错误；分子间距离从开始增大，分子间作用力先减小后反向增大，最后又一直减小，C项错误；分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快，D项正确。
6.答案：BD
解析：某种物体的温度是0 ℃，但物体中分子的平均动能不为零，故A错误；温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的多少还与分子势能及物质的多少有关，所以内能不一定增大，故B正确；当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，斥力减小得更快，故C错误；温度是分子平均动能的标志，所以10 g 100 ℃水分子的平均动能等于10 g 100 ℃水蒸气分子的平均动能，同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量，所以10 g 100 ℃水的内能小于10 g 100 ℃水蒸气的内能，故D正确。
7.答案：BD
解析：布朗运动是液体中微粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故A错误；当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，分子力表现为零，故B正确；食盐晶体是单晶体，具有各向异性，则其物理性质沿各个方向是不一样的，故C错误；小草上的露珠呈球形是液体表面张力的作用，故D正确。
8.答案：BDE
解析：PM2.5的直径等于或小于2.5微米，而空气中氧分子尺寸的数量级为，故两者大小不相当，A项错误；PM2.5在空气中的运动属于布朗运动，B项正确；温度越高，PM2.5活动越剧烈，C项错误；倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度，D项正确；PM2.5中颗粒小一些的，空气分子对颗粒撞击的越不平衡，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，E项正确。
9.答案：ACE
解析：温度高的物体内能不一定大，内能还与质量、体积有关，但分子平均动能一定大，因为温度是分子平均动能的标志，A项正确；改变内能的方式有做功和热传递，若外界对物体做功的同时物体放热，内能不一定增加，B项错误；布朗运动是由液体分子碰撞的不平衡造成的，液体温度越高，液体分子热运动越激烈，布朗运动越显著，C项正确；当分子间的距离从平衡位置增大时，分子间作用力先增大后减小，D项错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，E项正确。
10.答案：减小；减小；小于
解析：当两分子间距减小到的过程中，分子间作用力表现为引力，做正功，分子势能减小；在间距由减小到的过程中，分子间作用力表现为引力，做正功，分子势能减小；因取两分子相距无穷远时分子间的势能为零，在两分子靠近至间距为过程中，分子间作用力始终做正功，分子势能减小，故在间距等于处，分子势能小于零。
11.答案：；
解析：铜的摩尔体积为铜的分子数约为,联立可得(个)。根据，代入数据可得铜分子的直径约为。
12.答案：（1）个
（2）
解析：（1）水的摩尔体积
水分子总数个个。
（2）建立水分子的球体模型，有，可得水分子直径
。
13.答案：(1)一个氮气分子的质量
解得。
(2)设气囊内氮气的物质的量为n,则有:
解得(个)。
(3)气体分子间距较大,可以认为每个分子占据一个边长为r的立方体,则有:
解得。