第一章 分子动理论 章末测评验收卷（一）（学生版+教师版）

第一章 分子动理论 章末测评验收卷(一)
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)
A.若已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求出一个气体分子的体积
B.气体温度升高时，速率较大的分子占总分子数的比例减小
C.布朗运动不是分子运动，但它能间接反映液体分子在做无规则的运动
D.分子间的引力随分子间距的增大而增大
2.下列关于热运动的说法中，正确的是(　　)
A.0 ℃的物体中的分子不做无规则运动
B.存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动
C.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动
D.运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈
3.下列现象中，不能用分子动理论来解释的是(　　)
A.白糖放入杯中，杯中的水会变甜
B.大风吹起时，地上的尘土飞扬
C.一滴红墨水滴入一杯水中，过一会儿杯中的水变成了红色
D.把两块纯净的铅块用力压紧，两块铅合在了一起
4.标准状况下气体的摩尔体积为22.4 L/mol，在此状态下，平均每个气体分子所占的空间约为分子自身体积的多少倍(阿伏加德罗常数近似取为6.0×1023 mol－1)(　　)
A.10 B.103 C.105 D.107
5.分子间势能由分子间距r决定。规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，两分子间势能与分子间距r的关系如图所示。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点无限远向O点运动。下列说法正确的是(　　)
A.在两分子间距从无限远减小到r2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小
B.在两分子间距从无限远减小到r1的过程中，分子之间的作用力表现为引力
C.在两分子间距等于r1处，分子之间的作用力等于0
D.对于标准状况下的气体，绝大部分分子的间距约为r2
6.一定量的气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横轴表示分子速率，纵轴表示单位速率间隔的分子数占总分子的百分比，从图中可得(　　)
A.温度升高，曲线峰值向左移动
B.实线对应的温度较高
C.虚线对应的分子平均动能较大
D.与实线相比，虚线对应的速率在300～400 m/s间隔内的分子数较少
7.两分子之间的分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系分别如图甲、乙所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。下列说法正确的是(　　)
A.甲图表示分子势能与分子间距离的关系
B.当r＝r0时，分子势能为零
C.两分子从相距r＝r0开始，随着分子间距离的增大，分子力先减小，然后一直增大
D.两分子在相互靠近的过程中，在r>r0阶段，F做正功，分子动能增大，分子势能减小
8.运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是(　　)
A.气体分子单位时间内和器壁单位面积碰撞的次数仅与温度有关
B.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
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.水流流速越快，说明水分子的热运动越剧烈，但并非每个水分子运动都剧烈
9.关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)
A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B.图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C.图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从r0增大时，分子力先变小后变大
D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高
10.甲分子固定于坐标原点，乙分子位于x轴上，现把乙分子从A处由静止释放，规定无穷远处分子势能为0，A、B、C、D为x轴上的四个特殊位置，甲、乙两分子间作用的某物理量随分子间距r变化情况如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.若纵轴表示分子间作用力F，则从A到C过程中分子力先变小后变大
B.若纵轴表示分子间作用力F，则从A到C过程中分子力先变大后变小
C.若纵轴表示乙分子的势能Ep，则乙分子到达C点时势能最小
D.乙分子从A到C的运动过程中一直加速
二、非选择题(本题共5小题，共60分。)
11.(15分)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格子的边长为1 cm，则可求得：
(1)油酸薄膜的面积是________cm2。
(2)油酸分子的直径是________m。(结果保留2位有效数字)
(3)某同学在该实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于________。
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D.水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
(4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为________。
12.(8分)在某一水库中，一艘年久失修的快艇在水面上违规行驶，速度为8 m/s，导致油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油处共用时t＝1.5 min。测量时，漏出的油已在水面上形成宽约为a＝100 m的长方形厚油层。已知快艇匀速运动，漏出油的体积V＝1.44×10－3 m3，求：
(1)该厚油层的平均厚度D；
(2)该厚油层的厚度D约为油分子直径d的多少倍。(已知油分子的直径约为10－10 m)
13.(8分)如图所示为一个防撞气包，包内气体在标准状况下体积为336 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积V0＝22.4 L/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，求气包内(结果均保留2位有效数字)
(1)气体的分子个数；
(2)气体在标准状况下每个分子所占的体积。
14.(13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。
15.(16分)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NaN3)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V＝56 L，气囊中氮气的密度ρ＝1.25 kg/m3，已知氮气的摩尔质量M＝28 g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1。请估算：(结果保留1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。
第一章 分子动理论 章末测评验收卷(一)
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)
A.若已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求出一个气体分子的体积
B.气体温度升高时，速率较大的分子占总分子数的比例减小
C.布朗运动不是分子运动，但它能间接反映液体分子在做无规则的运动
D.分子间的引力随分子间距的增大而增大
答案　C
解析　由气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出气体分子所占的空间体积，但是得不到气体分子的体积，故A错误；根据速率分布规律图，气体温度升高时，速率较大的分子占总分子数的比例升高，故B错误；布朗运动是指悬浮在液体中微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，间接反映液体分子在做无规则的运动，故C正确；分子间的引力随着分子间距离的增大可能先增大后而减小，故D错误。
2.下列关于热运动的说法中，正确的是(　　)
A.0 ℃的物体中的分子不做无规则运动
B.存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动
C.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动
D.运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈
答案　B
解析　0 ℃的物体中的分子仍然不停地做无规则运动，A错误；存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动，B正确；分子的无规则运动叫热运动，布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，布朗运动不是热运动，C错误；物体温度越高分子无规则运动越剧烈，物体的运动是机械运动，运动物体中的分子热运动不一定比静止物体中的分子热运动激烈，D错误。
3.下列现象中，不能用分子动理论来解释的是(　　)
A.白糖放入杯中，杯中的水会变甜
B.大风吹起时，地上的尘土飞扬
C.一滴红墨水滴入一杯水中，过一会儿杯中的水变成了红色
D.把两块纯净的铅块用力压紧，两块铅合在了一起
答案　B
解析　白糖加入水中，水变甜，说明糖分子在永不停息地做无规则运动，故A项可以用分子动理论解释；大风吹起时，地上的尘土飞扬，是尘土微粒在运动，属于机械运动，故B项不能用分子动理论解释；红墨水滴入水中，水变成了红色，是由分子的无规则运动引起的，故C项可以用分子动理论解释；把两块纯净的铅块用力压紧后，分子间作用力使两个铅块结合在一起，故D项可以用分子动理论来解释。
4.标准状况下气体的摩尔体积为22.4 L/mol，在此状态下，平均每个气体分子所占的空间约为分子自身体积的多少倍(阿伏加德罗常数近似取为6.0×1023 mol－1)(　　)
A.10 B.103 C.105 D.107
答案　C
解析　平均每个气体分子所占的空间约为V1＝ L≈10－23 L，每个分子体积为V2＝πd3＝×3.14×(1.0×10－10)3 m3≈10－31 m3＝10－28 L，体积之比为＝＝105，故C正确。
5.分子间势能由分子间距r决定。规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，两分子间势能与分子间距r的关系如图所示。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点无限远向O点运动。下列说法正确的是(　　)
A.在两分子间距从无限远减小到r2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小
B.在两分子间距从无限远减小到r1的过程中，分子之间的作用力表现为引力
C.在两分子间距等于r1处，分子之间的作用力等于0
D.对于标准状况下的气体，绝大部分分子的间距约为r2
答案　A
解析　由图可知，r2处分子势能最小，则r2处分子之间的作用力等于0，所以在两分子间距从很大减小到r2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小，选项A正确；由于r16.一定量的气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横轴表示分子速率，纵轴表示单位速率间隔的分子数占总分子的百分比，从图中可得(　　)
A.温度升高，曲线峰值向左移动
B.实线对应的温度较高
C.虚线对应的分子平均动能较大
D.与实线相比，虚线对应的速率在300～400 m/s间隔内的分子数较少
答案　B
解析　根据分子速率分布的特点知，温度越高，速率大的分子占的比例越大，可知温度升高，曲线峰值向右移动，实线对应的温度较高，故A错误，B正确；题图中实线对应的温度高，则实线对应的分子平均速率较大，分子平均动能较大，故C错误；由题图可知，与实线相比，虚线对应的速率在300～400 m/s间隔内的分子数较多，故D错误。
7.两分子之间的分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系分别如图甲、乙所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。下列说法正确的是(　　)
A.甲图表示分子势能与分子间距离的关系
B.当r＝r0时，分子势能为零
C.两分子从相距r＝r0开始，随着分子间距离的增大，分子力先减小，然后一直增大
D.两分子在相互靠近的过程中，在r>r0阶段，F做正功，分子动能增大，分子势能减小
答案　D
解析　当r＝r0时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以题图乙表示分子势能与分子间距离的关系，故A、B错误；由题图甲可知，两分子从相距r＝r0开始，随着分子间距离的增大，分子力先增大，然后一直减小，故C错误；在r>r0阶段，分子力表现为引力，两分子在相互靠近的过程中，分子力F做正功，分子动能增大，分子势能减小，故D正确。
8.运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是(　　)
A.气体分子单位时间内和器壁单位面积碰撞的次数仅与温度有关
B.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
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.水流流速越快，说明水分子的热运动越剧烈，但并非每个水分子运动都剧烈
答案　C
解析　气体分子单位时间与器壁单位面积碰撞的次数不仅与温度有关，还与单位体积内的分子数有关，故A错误；由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，气体分子之间的距离大于分子直径，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常数，故B错误；扩散可以在固体中进行，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，故C正确；水流速度是机械速度，不能反映水分子的热运动情况，故D错误。
9.关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)
A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B.图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C.图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从r0增大时，分子力先变小后变大
D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高
答案　D
解析　图甲的实验中应先撒痱子粉，油酸滴在痱子粉上，测油酸展开的面积，故A错误；图乙中所示位置是不同时刻炭粒的位置，无法表示炭粒的运动轨迹，故B错误；图丙中r0是分子力等于零的位置，从图像可知，分子间距从r0增大时，分子力先增大后减小，故C错误；根据分子运动速率分布图像可知，温度越高分子热运动越剧烈，故D正确。
10.甲分子固定于坐标原点，乙分子位于x轴上，现把乙分子从A处由静止释放，规定无穷远处分子势能为0，A、B、C、D为x轴上的四个特殊位置，甲、乙两分子间作用的某物理量随分子间距r变化情况如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.若纵轴表示分子间作用力F，则从A到C过程中分子力先变小后变大
B.若纵轴表示分子间作用力F，则从A到C过程中分子力先变大后变小
C.若纵轴表示乙分子的势能Ep，则乙分子到达C点时势能最小
D.乙分子从A到C的运动过程中一直加速
答案　B
解析　若题图中纵轴表示分子间作用力F，则从A到C过程中分子力表现为引力，先变大后变小，在C点时分子力为零，选项A错误，B正确；若题图中纵轴表示乙分子的势能Ep，则乙分子到达B点时势能最小，选项C错误；若题图中纵轴表示分子间作用力F，则乙分子从A到C的运动过程中分子力一直为引力，乙分子一直加速；若题图中纵轴表示乙分子的势能Ep，则乙分子在B点时分子力为零，乙分子从A到C的运动过程中，分子力先是引力后是斥力，则乙分子先加速后减速，选项D错误。
二、非选择题(本题共5小题，共60分。)
11.(15分)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格子的边长为1 cm，则可求得：
(1)油酸薄膜的面积是________cm2。
(2)油酸分子的直径是________m。(结果保留2位有效数字)
(3)某同学在该实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于________。
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D.水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
(4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为________。
答案　(1)72　(2)8.7×10－10　(3)CD　(4)
解析　(1)因为每个正方形格子的边长为1 cm，所以每一个正方形格子的面积就是1 cm2，估算油膜面积时超过半格的按一格计算，小于半格的舍去，估算出72个格子，则油膜面积为72 cm2。
(2)1滴油酸酒精溶液的体积V1＝ mL，由纯油酸与溶液体积比为0.5∶1 000，可得1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积V2＝× cm3＝6.25×10－12 m3，而1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积S′＝72×10－4 m2，所以油酸分子的直径d＝＝ m＝8.7×10－10 m。
(3)计算时利用的是纯油酸的体积，如果油膜中含有大量未溶解的酒精，则测出的油膜面积偏大，则直径的测量值将偏小，即计算结果偏小，A错误；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则测得的面积偏大，会导致计算结果偏小，B错误；计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测得的面积偏小，导致计算结果偏大，C正确；水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则测量的面积偏小，导致计算结果偏大，D正确。
(4)已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，则分子的直径d＝，分子的体积V0＝π，而这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则摩尔体积Vmol＝，因此阿伏加德罗常数的表达式为NA＝＝。
12.(8分)在某一水库中，一艘年久失修的快艇在水面上违规行驶，速度为8 m/s，导致油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油处共用时t＝1.5 min。测量时，漏出的油已在水面上形成宽约为a＝100 m的长方形厚油层。已知快艇匀速运动，漏出油的体积V＝1.44×10－3 m3，求：
(1)该厚油层的平均厚度D；
(2)该厚油层的厚度D约为油分子直径d的多少倍。(已知油分子的直径约为10－10 m)
答案　(1)2×10－8 m　(2)200
解析　(1)油层长度L＝vt＝720 m
则油层厚度D＝＝2×10－8 m。
(2)n＝＝200。
13.(8分)如图所示为一个防撞气包，包内气体在标准状况下体积为336 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积V0＝22.4 L/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，求气包内(结果均保留2位有效数字)
(1)气体的分子个数；
(2)气体在标准状况下每个分子所占的体积。
答案　(1)9.0×1021个　(2)3.7×10－26 m3
解析　(1)由题意可知，分子数目为
N＝NA＝9.0×1021个。
(2)由题意可知气体在标准状况下每个分子所占的体积为
V′＝＝3.7×10－26 m3。
14.(13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)体积为V的水，质量为m＝ρV
分子个数为n1＝NA＝NA
体积为V的水蒸气，分子个数为
n＝NA。
(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＝＝
设水分子的平均直径为d1
则d1＝＝
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＝。
15.(16分)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NaN3)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V＝56 L，气囊中氮气的密度ρ＝1.25 kg/m3，已知氮气的摩尔质量M＝28 g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1。请估算：(结果保留1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　(1)5×10－26 kg　(2)2×1024个 　(3)3×10－9 m
解析　(1)一个氮气分子的质量m＝
解得m＝5×10－26 kg。
(2)设气囊内氮气的物质的量为n，则有
n＝
N＝nNA，解得N＝2×1024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r3＝，解得r＝3×10－9 m。