同步课时精练（二）1.2分子热运动与分子力（含解析）

同步课时精练（二）1.2 分子热运动与分子力（后附解析）
一、单选题
1．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，则下列不正确的是（ ）
A．温度越高，PM2.5的运动越激烈
B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C．周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动
D．倡导低碳生活减少化石燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度
2．根据分子动理论，分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，以及具有分子势能．当分子间距离减小时，下列说法正确的是：
A．分子间引力一定增大
B．分子间斥力一定减小
C．分子势能一定增大
D．引力和斥力的合力一定增大
3．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
4．分子力F随分子间距离r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．从到分子势能先减小后增大
B．从到分子动能先增大后减小
C．从到分子的加速度都在减小
D．从到分子力的大小先减小后增大
5．下列说法中正确的是（　　）
A．已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以算出阿伏加德罗常数
B．已知某物质的摩尔质量和分子体积，可以算出阿伏加德罗常数
C．当两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力的合力一定减小
D．当两个分子之间的距离增大时，分子势能一定减小
6．如图，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的处，、、为r轴上的三个特殊位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，现把乙分子从处由静止释放，下列说法正确的是（　　）

A．乙分子从到的过程中，分子势能先减小后增大
B．当分子间距离时，甲、乙分子间作用力F为引力
C．乙分子从到的过程中，加速度a先减小后增大
D．虚线为图线，实线为图线
7．关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是（　　）
A．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零
B．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小
C．分子间距离越大，分子间的作用力越小
D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢
二、多选题
8．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒物，其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。燃烧矿物燃料是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　）
A．PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多
B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C．PM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的
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
9．两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　）

A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在rC．在r=r0时，分子势能最小，动能最大
D．在r=r0时，分子势能为零
10．如图甲所示是分子间作用力与分子间距之间的关系，分子间作用力表现为斥力时为正，一般地，分子间距大于10r0时，分子间作用力就可以忽略；如图乙所示是分子势能与分子间距之间的关系，a是图线上一点，ab是在a点的图线切线。下列说法中正确的有（　　）
A．分子势能选择了无穷远处或大于10r0处为零势能参考点
B．图甲中阴影部分面积表示分子势能差值，与零势能点的选取有关
C．图乙中Oa的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小
D．图乙中ab的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小
11．将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于轴上，甲、乙分子间作用力与距离关系如图所示，若把乙分子从处由静止释放，则仅在分子力作用下（　　）
A．乙分子从向O运动过程中，只受到分子引力作用
B．乙分子从到做加速运动，从向O做减速运动
C．乙分子从到过程中，乙分子的动能一直增大
D．乙分子从向O运动过程中，两分子的势能一直增大
三、实验题
12．建造重庆长江大桥复线桥高将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起如图、施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案，为了探究该方案的合理性，某研究性学习小组做了两个模拟实验.研究将钢板从水下水平拉出（实验1）和以一定倾角拉出（实验2）的过程中总拉力的变化情况.
①必要的实验器材有：钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和 等.
②根据实验曲线，实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了 .
③根据分子动理论，实验1中最大总拉力明显增大的原因是 .
④可能导致测量拉力的实验误差的原因有：读数不准、钢板有油污、 等等（答出两个即可）
四、解答题
13．课本中画出了布朗运动三个颗粒运动位置的连线图，这些连线是颗粒的运动轨迹吗？
14．根据实验测得的结果，气体分子的平均速率是很大的。如在时氢气为1760m/s，氧气为425m/s。可是在一个房间里，打开香水瓶时，却无法立即闻到它的香味，这是什么缘故？
15．如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面。如果你想使玻璃板离开水面，向上拉橡皮筋的力必须大于玻璃板的重量。请解释为什么。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
解析：AB．PM2.5尺度大于空气中氧分子的尺寸的数量级，故PM2.5的运动是布朗运动，温度越高， PM2.5的运动越激烈，故A说法正确，不符合题意，B说法错误，符合题意；
C．PM2.5的运动是布朗运动，是空气分子碰撞的不平衡性造成的，故C说法正确，不符合题意；
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，故D说法正确，不符合题意．
所以选B．
2．A
解析：试题分析:分子之间引力和斥力随着分子之间距离的变化关系是相同的，均随着距离增大而减小，随着距离的减小而增大，故A正确，B错误；由于不知开始时分子之间距离与r0的关系，因此不能确定随着分子间距离减小分子势能与分子力的变化情况，故C、D错误．
考点： 分子动理论
3．D
解析：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。
答案：D。
4．B
解析：A．从r=r2到r=r0，分子力一直做正功，分子势能一直在减小，故A错误；
B．从r=r2到r=r1，分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，故B正确；
C．从到分子力先增大后减小，分子的加速度先增大后减小，故C错误；
D．由图知，从r=r2到r=r0，分子力先增大后减小，在r=r0处分子力为零，故从r=r2到r=r1，分子力先增大后减小再增大，故D错误。
答案：B。
5．A
解析：A．已知某物质的摩尔质量和分子质量，阿伏加德罗常数等于摩尔质量与物质分子的质量的比值，故A正确；
B．已知某物质的摩尔质量和分子体积，需要再知道密度，才可以算出阿伏加德罗常数，故B错误；
C．当两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力都减小；当二者的合力表现为分子引力时，随距离的增大，合力先增大后减小；故C错误；
D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小；若二者的合力做正功，分子势能减小；若分子力的合力做负功，分子势能增大，故D错误。
答案：A。
6．D
解析：D．当分子力为零的时候，分子间势能最小，则由图像可知，虚线为图线，实线为图线，故D正确；
A．乙分子从到的过程中，甲、乙分子间作用力表现为引力，做正功，分子势能减小，故A错误；
B．为平衡位置，当分子间距离时，甲、乙分子间作用力F将表现为斥力，故B错误；
C．乙分子从到的过程中，分子间作用力表现为引力且逐渐增大，则加速度逐渐增大；而到的过程中，分子力仍然表现为引力，但此过程中分子力逐渐减小，到达时分子力减小为零，即加速度逐渐减小为零；到的过程中，分子力表现为斥力，且逐渐增大，即反向加速度逐渐增大，因此可知，乙分子从到的过程中，加速度a先增大，后减小，再增大，故C错误。
答案：D。
7．D
解析：AB．设分子平衡距离为r0，分子距离为r。当r＞r0时，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当r＜r0时，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当r＝r0时，分子力为0，分子势能最小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，AB错误；
CD．分子间同时存在引力和斥力，两个分子间的距离变大的过程中，分子斥力与分子引力都减小，分子间引力变化总是比斥力变化慢，分子间距离从小于平衡位置开始，分子间作用力的合力先减小后增大再减小，C错误，D正确。
答案：D。
8．AD
解析：A．PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，故A正确；
B．PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，故B错误；
C．PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，故C错误；
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，故D正确。
答案：AD。
9．AC
解析：A．r大于平衡距离，分子力表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，势能减小，故A正确；
B．当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力；相互靠近时F做负功，分子动能减小，势能增大，故B错误；
CD．由以上分析可知，当r等于r0时，分子势能最小，动能最大；若两分子相距无穷远时分子势能为零，r等于r0时，分子势能不为零，故C正确，D错误。
答案：AC。
10．AD
解析：A.综合题设及题图信息可知，分子势能选择了无穷远处或大于10r0处为零势能参考点，故A正确；
B.图甲中阴影部分面积表示分子势能差值，势能差值与零势能点的选取无关，故B错误；
CD.分子势能与分子间距图像中，图线切线的斜率的大小表示分子间作用力大小，故C错误，D正确。
答案：AD。
点拨：理解零势能参考点的选取规则。理解势能与分子力做功之间的关系，再结合功的定义，推导图像中斜率的含义。
11．CD
解析：A．乙分子从向O运动过程中，分子力先表现为引力，后表现为斥力，故A错误；
BC．根据分子间距离与分子力的图像可知，到分子力整体表现为引力且随着分子间距离的减小而增大，从到，分子间作用力仍然整体表现为引力，但随着分子间距离的减小分子力也逐渐减小，直至当时，分子力减小为零，因此可知，乙分子从到过程中，动能一直增大，即乙分子一直在做加速运动，到处时动能达到最大，故B错误，C正确；
D．根据分子间距离与分子力的图像可知，向O运动过程中，分子力一直在增大，且整体表现为斥力，因此乙分子从向O运动过程中，分子力始终做负功，分子动能始终减小，分子势能始终增大，所以乙分子从向O运动过程中，两分子的势能一直增大故，故D正确。
答案：CD。
12．①测力计（弹测力计、力传感器等等）
②13.3（允许误差±0.5） 0.27（允许误差±0.03）N
③分子之间存在引力，钢板与水面的接触面积大
④快速拉出、变速拉出、出水过程中角度变化、水中有油污、水面波动等等
解析：①因为本实验是要判断拉力的变化情况，故应用到测力计（弹簧测力计、力传感器等等）；
②实验一的最大拉力F1m=4.35N
实验二的最大拉力　F2m=3.75+0.025=3.78N
所以；
③钢板在水面下时，拉力F1=3.40N，
钢板出水后绳的拉力F2=3.78N
钢板在水中受到的浮力 F0=F2--F1=0.38N；
实验1中的最大拉力明显大于钢板的重力，是因为水分子与钢板分子间的相互作用力不同
应实验1中的接触面积大，故实验1中受到的分子之间的引力大；
④拉动时钢板匀速时最准确，故当快速拉出、变速拉出、出水过程中角度变化会引起数据的误差，另外水中有油污、水面波动等等都会导致实验误差较大．
13．不是
解析：三颗粒运动位置的连线图，是显微镜下追踪三个悬浮颗粒的运动，每隔30s把观察到的颗粒位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接起来所得到的连线图，从图中可以看出颗粒的运动是无规则的。在30s之间颗粒的运动也是很不规则的，不是沿直线运动，颗粒的实际运动情况比图中记录的还要复杂，因此，图中的连线不是颗粒运动的轨迹。
14．见解析
解析：分子的速率虽然很大，但由于单位体积内的气体分子数也非常巨大，所以一个分子要前进一段距离是“很不容易”的。分子在前进的过程中要与其他分子发生非常频繁的碰撞（标准状况下，1个分子在1s内大约与其他分子发生65亿次碰撞），每次碰撞后，分子速度的大小和方向都会发生变化，所以它所经历的路程是极其曲折的。不排除有个别香水分子迅速地运动到人的鼻子处，但要想使人闻到香味，必须有相当数量的分子扩散到人的鼻子处，还需要较长的时间。
15．因为玻璃板和水的分子间的分子引力大于斥力
解析：当玻璃板与水面接触时，玻璃板与水分子之间存在作用力，当用力向上拉时，水分子之间要发生断裂，还要克服水分子间的引力，所以拉力比玻璃板的重力要大，反映出水分子和玻璃板间存在引力作用。
答案第1页，共2页
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