第一章 分子动理论 章末检测试卷(一)（word版含解析）

第一章　分子动理论 章末检测试卷(一)
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．
1．关于布朗运动，下列说法正确的是(　　)
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．温度越高，布朗运动越剧烈
D．在0 ℃的环境中布朗运动消失
2．下列说法正确的是(　　)
A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
3．(2021·武汉市第六中学高二下月考)关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是(　　)
A．随着分子间距离增大，分子势能一定增大
B．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动
C．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA＝
4．(2020·哈尔滨三中高二月考)根据以下哪组数据可以估算出阿伏加德罗常数(　　)
A．一定量氧气的质量与体积
B．氧气的摩尔质量与分子质量
C．氧气的摩尔体积与分子体积
D．一定量氧气的体积与摩尔体积
5．关于温度和内能，下列说法正确的是(　　)
A．分子质量不同的物体，如果温度相同，分子的平均动能也相同
B．物体的内能变化时，它的温度一定改变
C．同种物质，温度高的内能肯定比温度低的内能大
D．物体的内能等于物体的势能和动能的总和
6．若某种实际气体分子间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是(　　)
A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大
B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减小
C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变
D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减小
7．(2021·江苏省扬州中学高二月考)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近．在此过程中，下列说法正确的是(　　)
A．分子间的斥力先减小后增大
B．分子的加速度先减小后增大
C．分子力先做负功后做正功
D．分子势能先减小后增大
8．(2020·江苏省镇江中学高二月考)如图1所示，用F表示两分子间的作用力，Ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中(　　)
图1
A．F不断增大 B．F先增大后减小
C．F对分子一直做负功 D．Ep先增大后减小
9．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数．若已知n滴油酸的总体积为V，一滴油酸形成的油膜面积为S，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d和阿伏加德罗常数NA分别为(球的体积公式V＝πR3)(　　)
A．d＝，NA＝ B．d＝，NA＝
C．d＝，NA＝ D．d＝，NA＝
10．(2021·江苏省扬州中学高二月考)晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁质晶须，直径为d，用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形．已知铁的密度为ρ，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是(　　)
A. B.
C. D.
二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11．(8分)(2021·江苏省镇江第一中学高二月考)在做用“油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为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，其形状和尺寸如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm.试求：
图2
(1)油酸膜的面积是________；
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积________；
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径________；
(4)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：________________________________________________________________________.
12．(12分)(2021·江苏徐州高二期末)2020年12月17日，嫦娥五号返回器带着1.731 kg的月球土壤顺利在内蒙古预定区域着陆．月球土壤中的氦－3蕴藏量大，它是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全的核聚变原料．若每千克月球土壤中含有氦－3的质量为m，氦－3的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA(均为国际单位)，求：
(1)每个氦－3分子的质量m0；
(2)嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦－3分子总个数．
13．(12分)(2020·江苏省大许中学高三月考)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴，在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10－3 cm3，形成的油膜面积为S＝0.7 m2，油的摩尔质量M0＝0.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：
(1)油分子的直径是多少？
(2)由以上数据可估测出阿伏加德罗常数NA是多少？(保留一位有效数字)．
14．(14分)(2021·南京市中华中学高二期末)估算法是根据生活和生产中的一些物理数据对所求物理量的数值和数量级大致推算的一种近似方法．在标准状况下，水蒸气的摩尔体积V＝22.4×10－3 m3/mol，NA＝6.02×1023 mol－1，水的摩尔质量M＝18 g/mol，水的密度ρ＝1×
103 kg/m3.请进行下列估算：
(1)水蒸气分子的平均间距约为多少？
(2)水分子的直径约为多少？(以上结果均保留1位有效数字)
15．(14分)在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为Vmol，求：
(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系．
(2)它们中各有多少水分子．
(3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离．
答案与解析
章末检测试卷(一)
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．
1．关于布朗运动，下列说法正确的是(　　)
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．温度越高，布朗运动越剧烈
D．在0 ℃的环境中布朗运动消失
答案　C
解析　布朗运动是指液体中悬浮颗粒无规则运动的现象，A、B错误；布朗运动是液体分子无规则运动碰撞悬浮颗粒引起的，温度越高液体分子运动得越剧烈，即布朗运动也越剧烈，C正确；分子的运动永不停息，所以布朗运动不会消失，只有明显和不明显之分，D错误．
2．下列说法正确的是(　　)
A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
答案　A
解析　温度是分子平均动能的量度(标志)，A项正确；内能是物体内所有分子的分子热运动动能和分子势能的总和，B项错误；气体压强不仅与分子的平均动能有关，还与分子的密集程度有关，C项错误；气体温度降低，则分子的平均动能变小，D项错误．
3．(2021·武汉市第六中学高二下月考)关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是(　　)
A．随着分子间距离增大，分子势能一定增大
B．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动
C．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA＝
答案　C
解析　若分子力表现为引力，分子间距离增大，分子力做负功，分子间势能增大，若分子力表现为斥力，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小，A错误．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到尘埃的运动，不是布朗运动，是由于空气的流动引起的，B错误．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，C正确．若气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，由于气体分子之间的距离远大于分子的直径，所以阿伏加德罗常数不能表示为NA＝，D错误．
4．(2020·哈尔滨三中高二月考)根据以下哪组数据可以估算出阿伏加德罗常数(　　)
A．一定量氧气的质量与体积
B．氧气的摩尔质量与分子质量
C．氧气的摩尔体积与分子体积
D．一定量氧气的体积与摩尔体积
答案　B
解析　知道一定量氧气的质量与体积，可以求出氧气的密度，不能计算出阿伏加德罗常数，故A错误；氧气的摩尔质量除以氧气分子的质量等于阿伏加德罗常数，故B正确；利用氧气分子占据空间的体积和氧气的摩尔体积，可求出阿伏加德罗常数，气体分子间隙较大，利用氧气分子的体积和氧气的摩尔体积，不能求出阿伏加德罗常数，故C错误；知道一定量氧气的体积与摩尔体积，能求出氧气的摩尔数，不能求出阿伏加德罗常数，故D错误．
5．关于温度和内能，下列说法正确的是(　　)
A．分子质量不同的物体，如果温度相同，分子的平均动能也相同
B．物体的内能变化时，它的温度一定改变
C．同种物质，温度高的内能肯定比温度低的内能大
D．物体的内能等于物体的势能和动能的总和
答案　A
解析　温度是物体分子平均动能的标志，所以温度相同，则物体分子的平均动能相同，A正确；内能是物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，宏观上与物质的量、物体的温度、体积及物态有关，所以物体的内能变化，温度不一定改变，B、C、D错误．
6．若某种实际气体分子间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是(　　)
A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大
B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减小
C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变
D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减小
答案　A
解析　若保持气体的体积不变，则分子势能不变，温度升高，分子的平均动能变大，故气体的内能增大，A正确，B错误；若保持气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，体积增大，分子间的引力做负功，分子势能增大，故气体的内能增大，选项C、D错误．
7．(2021·江苏省扬州中学高二月考)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近．在此过程中，下列说法正确的是(　　)
A．分子间的斥力先减小后增大
B．分子的加速度先减小后增大
C．分子力先做负功后做正功
D．分子势能先减小后增大
答案　D
解析　分子间的斥力随分子间距离减小而增大，所以分子间的斥力一直增大，故A错误；两分子从相距较远处靠近过程中，分子力先增大后减小再增大，由牛顿第二定律可知，分子的加速度先增大后减小再增大，故B错误；当分子间距大于平衡距离时，分子力表现为引力，随着距离的减小，分子力做正功，当分子间距小于平衡距离时，分子力表现为斥力，随着距离的减小，分子力做负功，则分子力先做正功后做负功，故C错误；由功能关系可知，由于分子力先做正功后做负功，所以分子势能先减小后增大，故D正确．
8．(2020·江苏省镇江中学高二月考)如图1所示，用F表示两分子间的作用力，Ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中(　　)
图1
A．F不断增大 B．F先增大后减小
C．F对分子一直做负功 D．Ep先增大后减小
答案　B
解析　分子间的作用力是矢量，其正负不表示大小；分子势能是标量，其正负表示大小．读取题图图像信息知，由10r0变为r0的过程中，F先增大后变小至0，Ep则不断减小，故B正确，A、D错误；该过程中，分子力始终为引力，做正功，故C错误．
9．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数．若已知n滴油酸的总体积为V，一滴油酸形成的油膜面积为S，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d和阿伏加德罗常数NA分别为(球的体积公式V＝πR3)(　　)
A．d＝，NA＝ B．d＝，NA＝
C．d＝，NA＝ D．d＝，NA＝
答案　B
解析　一滴油酸体积为，故直径d＝；油酸的摩尔体积为Vmol＝，一个油酸分子体积为V0＝πd3＝，故NA＝＝，故B正确．
10．(2021·江苏省扬州中学高二月考)晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁质晶须，直径为d，用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形．已知铁的密度为ρ，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是(　　)
A. B.
C. D.
答案　C
解析　铁的摩尔体积V＝，单个分子的体积V0＝，又V0＝πr3，所以分子的半径r＝，分子的最大截面积S0＝，铁质晶须的横截面上的分子数n＝，拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力F0＝＝，故C正确．
二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11．(8分)(2021·江苏省镇江第一中学高二月考)在做用“油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为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，其形状和尺寸如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm.试求：
图2
(1)油酸膜的面积是________；
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积________；
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径________；
(4)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：________________________________________________________________________.
答案　(1)106 cm2　(2)8×10－6 cm3　(3)7.5×10－10 m　(4)见解析(每空2分)
解析　(1)根据图中的轮廓可知，油膜面积为S＝106×1 cm2＝106 cm2.
(2)由1 mL溶液为75滴，可知1滴溶液的体积为 mL，又已知每104 mL溶液中有纯油酸
6 mL，则1滴溶液中含纯油酸的体积为V＝× mL＝8×10－6 cm3.
(3)油酸分子直径为d＝＝ cm≈7.5×10－8 cm＝7.5×10－10 m
(4)主要原因是油酸酒精溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，使液面收缩．
12．(12分)(2021·江苏徐州高二期末)2020年12月17日，嫦娥五号返回器带着1.731 kg的月球土壤顺利在内蒙古预定区域着陆．月球土壤中的氦－3蕴藏量大，它是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全的核聚变原料．若每千克月球土壤中含有氦－3的质量为m，氦－3的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA(均为国际单位)，求：
(1)每个氦－3分子的质量m0；
(2)嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦－3分子总个数．
答案　(1)　(2)1.731
解析　(1)每个氦－3分子的质量为(4分)
(2)每千克月球土壤中含有质量为m的氦－3，则1.731 kg月球土壤中含有氦－3的质量为1.731m，则嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦－3分子总个数N＝NA＝1.731.(8分)
13．(12分)(2020·江苏省大许中学高三月考)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴，在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10－3 cm3，形成的油膜面积为S＝0.7 m2，油的摩尔质量M0＝0.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：
(1)油分子的直径是多少？
(2)由以上数据可估测出阿伏加德罗常数NA是多少？(保留一位有效数字)．
答案　(1)7×10－10 m　(2) 6×1023 mol－1
解析　(1)利用油的体积与表面积的比值测出分子直径d＝＝ m≈7.1×
10－10 m(4分)
(2)每个油分子看成球形，则每个油分子的体积V0＝πd3(3分)
1 mol这种油的体积V1＝＝NA·V0(3分)
解得NA＝6×1023 mol－1.(2分)
14．(14分)(2021·南京市中华中学高二期末)估算法是根据生活和生产中的一些物理数据对所求物理量的数值和数量级大致推算的一种近似方法．在标准状况下，水蒸气的摩尔体积V＝22.4×10－3 m3/mol，NA＝6.02×1023 mol－1，水的摩尔质量M＝18 g/mol，水的密度ρ＝1×
103 kg/m3.请进行下列估算：
(1)水蒸气分子的平均间距约为多少？
(2)水分子的直径约为多少？(以上结果均保留1位有效数字)
答案　(1)3×10－9 m　(2)4×10－10 m
解析　(1)对气体分子来说，由于分子不是紧密排列，分子的体积远小于它所占有的空间的体积，所以分子所占有的空间的体积通常以立方体模型来计算．气体分子间的距离L＝＝ m≈3×10－9 m(4分)
(2)固体和液体，认为分子紧密排列，通常把分子看作球体；则分子体积为摩尔体积除以阿伏加德罗常数，即V0＝＝(4分)
则分子直径为d球体体积公式V0＝πd3(3分)
所以d＝＝ m≈4×10－10 m．(3分)
15．(14分)在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为Vmol，求：
(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系．
(2)它们中各有多少水分子．
(3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离．
答案　(1)相同　(2)NA　NA　(3)　
解析　(1)由于在标准状况下水和水蒸气的温度相同，所以分子的平均动能相同．(2分)
(2)体积为V的水，质量为m＝ρV，
分子个数为：n1＝NA＝NA.(3分)
体积为V的水蒸气，分子个数为：
n2＝NA(2分)
(3)将水分子视为球形模型，则两个水分子间距离为分子的直径．一个水分子的体积为V0＝＝(3分)
设水分子的平均直径为d1，
则d1＝＝(2分)
设两个水蒸气分子间的平均距离为d2，将气体分子占据空间视为立方体模型，则两个分子间的平均距离为：d2＝.(2分)