第一章分子动理论 课后训练 （word版含答案）

第一章分子动理论
一、选择题（共15题）
1．以下说法正确的是（ ）
A．一定质量的气体，在吸收热量的同时体积增大，内能有可能不变
B．内能相等的两个物体相互接触，也可能发生热传递
C．仅知道阿伏加德罗常数和氮气的摩尔体积，能算出氮气分子的体积
D．当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子势能越大
E．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
2．现有甲、乙分子模型，把甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图所示。F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d在x轴上的四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，则（　　）
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小
D．乙分子由c到d的过程中，两分子间的分子力一直做正功
3．中国的传统文化博大精深，新时代的我们要坚持文化自信。以下从物理的角度对古诗词中的描绘的现象理解正确的是（　　）
A．“花气袭人知骤暖，雀声穿树喜新晴”，“花气袭人”的成因是由于分子的扩散运动引起的
B．“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”，“青山相对出”是以河岸为参考系来研究的
C．“可怜九月初三夜，露似珍珠月似弓”，“露似珍珠”的形成是由于露水所受表面张力作用的结果
D．“半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊”，“天光云影”的形成是由于光的衍射引起的
4．一定质量的0℃的冰，全部变成0℃的水的过程中，体积减小，则它的能量变化情况是（　　）
A．分子的平均动能增大，分子的势能减小
B．分子的平均动能减小，分子的势能增大
C．分子的平均动能不变，分子的势能增大
D．水的分子动能不变，水的内能增加
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都随分子间距离的增大而减小但斥力减小得更快
6．一定质量的氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中的虚线和实线所示，由图可知（　　）
A．温度越高，分子的热运动越剧烈 B．温度越高，分子的平均速率越大
C．温度越高，分子的平均动能越大 D．两曲线与横轴围成的面积可能不相等
7．分子力与分子间距离的关系图像如图甲所示，图中为分子斥力和引力平衡时两个分子间的距离；分子势能与分子间距离的关系图像如图乙所示，规定两分子间距离为无限远时分子势能为0，下列说法正确的是
A．当分子间的距离时，斥力大于引力
B．当分子间的距离时，引力大于斥力
C．分子间距离从减小到的过程中，分子势能减小
D．分子间距离从无限远减小到的过程中，分子势能先减小后增大
8．如果用表示某固体物质的摩尔质量，表示其密度，为阿伏伽德罗常量，则该物质中每个分子的体积为（　　）
A． B． C． D．
9．陆游在诗作《村居山喜》中写到“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”。从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是（　　）
A．气体分子之间存在着空隙 B．气体分子在永不停息地做无规则运动
C．气体分子之间存在着相互作用力 D．气体分子组成的系统具有分子势能
10．分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　）
A．从到分子力的大小一直在减小
B．从到分子力的大小先减小后增大
C．从到分子势能先减小后增大
D．从到分子动能先增大后减小
11．把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落的过程中发生的（不考虑空气阻力）（　　）
A．物体的动能增加，分子的平均动能也增加
B．物体的重力势能减少，分子势能却增加
C．物体的机械能保持不变
D．物体的内能增加
12．在一定温度下，当气体的体积增大时，气体的压强减小，这是（　　）
A．气体分子的密度变小，单位体积内分子的质量变小
B．气体分子密度变大，分子对器壁的吸引力变小
C．每个气体分子对器壁的平均撞击力变小
D．单位体积内的分子数减小，单位时间内对器壁碰撞的次数减小
13．小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。从A点开始，他把小颗粒每隔的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D等这些点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是（　　）
A．该折线图是粉笔末的运动轨迹
B．粉笔末的无规则运动反映了粉笔末分子的无规则运动
C．经过B点后，粉笔末应该在的中点处
D．粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度
14．已知阿伏加德罗常数为，水的摩尔质量为），密度为。则下列叙述中正确的是
A．1瓶矿泉水（约）该物质所含的水分子个数约为
B．水所含的分子个数是
C．1个水分子的质量是
D．1个水分子的体积大约是
15．运用分子动理论的相关知识，判断下列说法不正确的是（　　）
A．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为
B．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动不是布朗运动
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．降低气体的温度，气体分子热运动的剧烈程度就可减弱
二、综合题
16．甲分子固定在O点，乙分子从无限远处向甲运动，两分子间的分子力F与分子间的距离r的关系图线如图所示。由分子动理论结合图线可知：①两分子间的分子引力和分子斥力均随r的减小而______（选填“减小”或“增大”），当______（选填“”或“”）时，分子引力与分子斥力的合力为零；②在乙分子靠近甲分子的过程中（两分子间的最小距离小于），两分子组成的系统的分子势能______（选填“一直减小”、“一直增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”），当______（选填“”或“”）时，分子势能最小。
17．如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的内能分别是E1、E2、E3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则E2_________E3，N2________N3。（填“>”，“<”或“=”）
18．如图所示为两个分子之间的分子势能Ep随分子间距离r的变化关系图线，两分子之间距离为r0时分子势能最小，此时两分子之间的作用力为__________（选填“引力”“斥力”或“零”）；若两分子之间的距离由r0开始逐渐变大，则两分子间的作用力____________（选填“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”）。
19．如图所示，图线①、②为温度为0℃和100℃的某种理想气体分子速率分布图像，则图线______为温度为100℃时理想气体分子速率分布图像，图线①与横轴围成的面积______（选填“大于”“小于”或“等于”）图线②与横轴围成的面积。
20．如图是“嫦娥三号”卫星顺利升空的情景。已知大气压强是由于大气的重力而产生的，某学校兴趣小组的同学，通过查找资料知道：月球半径R，月球表面重力加速度g为开发月球的需要，设想在月球表面覆盖一层大气，使月球表面附近的大气压达到，已知大气层厚度h，比月球半径小得多，假设月球表面开始没有空气。空气的平均摩尔质量M，阿伏加德罗常数，试求：
（1）应在月球表面覆盖的大气层的总质量m；
（2）月球表面大气层的分子数；
（3）气体分子间的距离。
21．由于地球引力的作用，大气被“吸”向地球，因而产生了压力，测得地面表面大气压强为，空气分子之间的平均距离为d，空气的平均摩尔质量为M。已知地球大气层的厚度远远小于地球的半径R，阿伏加德罗常数为NA，重力加速度大小为g。求：
（1）空气分子的平均密度ρ；
（2）空气分子的总数n；
（3）大气层的厚度h。
22．已知汞的摩尔质量为 ，密度为，求一个汞原子的质量和体积分别是多少？结果保留两位有效数字
23．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，密度。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.球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．ABD
【详解】
A．一定质量的气体，在吸收热量的同时体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知内能有可能不变，A正确；
B．内能相等的两个物体相互接触，温度不一定相同，温度不同就会发生热传递，因此可能发生热传递，B正确；
C．仅知道阿伏加德罗常数和氮气的摩尔体积，则可以算出氦气分子所占空间体积的大小，但气体分子之间的距离远大于气体分子的大小，所以氦气分子所占空间体积的大小远大于氦气分子体积的大小，不能算出氦气分子的体积，C错误；
D．当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子力做负功，分子势能增大，所以分子间的距离越小，分子势能越大，D正确；
E．气体压强的本质为分子对气壁的撞击，在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强不为零，E错误。
故选ABD。
2．BC
【详解】
A．乙分子由a到b在引力作用下做加速运动，b到c，仍是引力，与运动方向相同，仍做加速运动，A错误；
B．乙分子由a到c的过程，分子力做正功，速度一直在增大，从c到d的过程，分子力表现为斥力，分子力做负功，速度要减小，所以乙分子到达c时速度最大，B正确；
C．乙分子由a到b的过程中，分子力做正功，两分子间的分子势能一直减小，C正确；
D．乙分子由c到d的过程中，分子力表现为斥力，分子力做负功，D错误。
故选BC。
3．AC
【详解】
A．“花气袭人知骤暖，雀声穿树喜新晴”，“花气袭人”的成因是由于分子的扩散运动引起的，选项A正确；
B．“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”，“青山相对出”中运动的是青山，是以帆船作为参考系来研究的，选项B错误；
C．“可怜九月初三夜，露似珍珠月似弓”，“露似珍珠”的形成是由于露水所受表面张力作用的结果，选项C正确；
D．“半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊”，“天光云影”的形成是由于光的反射引起的，选项D错误。
故选AC。
4．CD
【详解】
0 ℃的冰变成0 ℃的水，温度不变，所以分子的平均动能不变，一定质量的0 ℃的冰变成0 ℃的水需要吸收热量，则水的内能增大，而分子平均动能不变，所吸收的热量用来增大分子的势能。
故选CD。
5．AD
【详解】
AB．因为在时分子力表现为零，此时分子势能最小，不为零，可知甲为分子力随距离变化图像，乙为分子势能随距离变化图像，选项A正确，B错误；
C．由甲图可知，当分子间距从零开始逐渐变大时，随着分子间距离的增大，分子力先减小后增大，再减小，选项C错误；
D．分子间的斥力和引力都随分子间距离的增大而减小但斥力减小得更快，选项D正确。
故选AD。
6．ABC
【详解】
ABC．由题图可知温度越高，速率大的分子比例较多，分子的平均速率越大，分子的热运动越剧烈，分子的平均动能越大，选项ABC均正确；
D．两曲线与横轴围成的面积的意义为单位1，选项D错误。
故选ABC。
7．AB
【详解】
AB．由图可知，当分子间的距离时，斥力大于引力，当时，引力大于斥力，选项A、B均正确；
C．由图可知，分子间距离从减小到的过程中，分子势能增大，选项C错误；
D．分子间距离从无限远减小到的过程中，分子力做正功，分子势能减小，选项D错误。
故选AB。
8．C
【详解】
该固体物质的摩尔体积为
所以该物质中每个分子的体积为
ABD错误，C正确。
故选C。
9．B
【详解】
从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是气体分子在永不停息地做无规则运动，故B正确，ACD错误。
故选B。
10．D
【详解】
A．由图可知，在时分子力为零，从到分子力的大小先增大后减小，A错误；
B．由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，B错误；
C．从到，分子间的作用力表现为引力，故随距离的减小，分子力一直做正功，动能增大，分子势能一直减小，C错误；
D．从到，先分子引力在分子斥力，则分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，D正确。
故选D。
11．C
【详解】
A．物体的动能增加，分子的平均动能不变，因为分子的平均动能只和温度有关，A错误；
B．物体的重力势能减少，分子势能不变，因为分子势能和分子之间的距离有关，B错误；
C．不计空气阻力，物体的机械能保持不变，C正确；
D．物体的分子动能和分子势能都不变，物体的内能不变，D错误。
故选C。
12．D
【详解】
一定量气体，在一定温度下，分子的平均动能不变，分子撞击器壁的平均作用力不变；
气体的体积增大时，单位体积内的分子数减小，单位时间内对器壁的碰撞次数减少，
单位时间内器壁单位面积上受到的压力变小，气体产生的压强减小。
故选D。
13．D
【详解】
A．图中的折线是粉笔未在不同时刻的位置的连线，即不是固体颗粒的运动轨迹，故A错误；
B．图中的折线没有规则，说明粉笔末的运动是无规则的，反映了水分子的无规则运动，故B错误；
C．粉笔末的运动是无规则的，不能判断出在经过B点后10s粉笔末是否在BC的中点处，故C错误；
D．根据平均速度的定义，由图可知，B到C的位移的大小小于C到D的位移的大小，时间间隔相等，所以由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度，故D正确。
故选D。
14．D
【详解】
A．1瓶矿泉水质量
所含的水分子个数约为
故A错误；
B．水所含的分子个数
故B错误；
CD．1个水分子的质量
1个水分子的体积
故C错误，D正确。
故选D。
15．A
【详解】
A．某气体的摩尔体积为V，若每个分子运动占据的空间的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为
选项A错误，符合题意；
B．布朗运动用肉眼是观察不到的，阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动不是布朗运动，选项B正确，不符合题意；
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，选项C正确，不符合题意；
D．温度越高，分子热运动越剧烈，则降低气体的温度，气体分子热运动的剧烈程度就可减弱，选项D正确，不符合题意。
故选A。
16． 增大 先减小后增大
【详解】
①由分子动理论结合图线可知：①两分子间的分子引力和分子斥力均随r的减小而增大，当时，分子引力与分子斥力的合力为零；
②在乙分子靠近甲分子的过程中（两分子间的最小距离小于），分子力先表现为引力后表现为斥力，分子力先做正功后做负功，两分子组成的系统的分子势能先减小后增大；当时，分子势能最小。
17． < >
【详解】
由图像可知，状态2到状态3为等压变化，根据盖—吕萨克定律可知
故
所以状态2时内能小于状态3
状态2和3的压强相等，但状态3的温度更高，平均分子动能更大，所以碰撞次数更少
18． 零 先增大后减小
【详解】
两分子间的距离从无穷远减小到的过程中，分子势能一直在减小，说明分子间的作用力表现为引力，两分子间的距离从再减小的过程中，分子势能增加，说明分子间的作用力表现为斥力，在分子间的距离为时，分子势能最小，分子间的作用力为零；
两个分子之间的分子势能随分子间距离r的变化关系图线的倾斜程度大小表示分子间作用力的大小，所以两分子之间的距离由开始逐渐增大，分子间的作用力先增大后减小。
19． ② 等于
【详解】
气体温度为100℃时，气体分子的平均动能更大，速率大的分子占总分子数的百分比更大，故图线②为100℃时理想气体分子速率分布图像；
各速率区间的分子数与总分子数的比值之和等于1，与温度无关，故图线①与横轴围成的面积等于图线②与横轴围成的面积；
20．（1） ；（2） ；（3）
【详解】
（1）月球的表面积为
S＝4πR2
月球表面大气的重力与大气压力大小相等，即有
mg＝p0S
所以大气的总质量
（2）月球表面大气层的分子数为
（3）可以认为每一个气体分子占据的空间为一个立方体，小立方体紧密排列，其边长即为分子间的距离，设分子间距离为a，大气层中气体的体积为V，则有
V＝4πR2h
可得
21．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）每个分子占据一个边长为d的小立方体，各小立方体紧密排列，设空气的摩尔体积为V，则有
解得
（2）设大气层中气体的质量为m，地球的表面积为S，由大气压强产生的原因可知
解得
（3）由于地球大气层的厚度远远小于地球的半径，所以有
解得
22．；
【详解】
由
得
由
得
23．1×10m2
【详解】
一个油酸分子的体积为
又有
联立方程，解得分子直径为
最大面积为
代入数据，解得
S=1×10m2
答案第1页，共2页