1.1 分子动理论的基本内容 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第三册

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1.1 分子动理论的基本内容 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第三册
一、单选题
1．“冷”“热”二词常闻于生活，与之相关的“热现象”无所不在、无时不有。这一宏观现象与系统中大量微观粒子的无规则运动密切联系。下列说法中正确的是（　　）
A．当物体温度下降到0℃时，物体分子的热运动就会停止
B．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动
C．悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显
D．在阳光照射下的教室里，眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动
2．分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图所示，r0为分子间的平衡位置。下列说法正确的是（　　）

A．当r = r0时，分子间的作用力最小
B．当r = r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．分子间的作用力总是随分子间距离增大而减小
D．分子间的作用力总是随分子间距离增大而增大
3．下列关于分子动理论的说法，正确的是（　　）
A．固体、液体和气体中，都能发生布朗运动和扩散现象
B．分子间的作用力是由原子核内质子和中子之间的相互作用引起的
C．用高倍的光学显微镜能够观察到物质表面原子的排列
D．水和酒精混合后的总体积变小，表明液体分子间存在着空隙
4．福建南平茶文化久负盛名，“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。人们在泡大红袍茶时茶香四溢，下列说法正确的是（　　）
A．茶香四溢是扩散现象，说明分子间存在着相互作用力
B．茶香四溢是扩散现象，泡茶的水温度越高，分子热运动越剧烈，茶香越浓
C．茶香四溢是布朗运动现象，说明分子间存在着相互作用力
D．茶香四溢是布朗运动现象，说明分子在永不停息地做无规则运动
5．雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中如灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是PM2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报，统称为“雾霾天气”。霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1~2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。从物理学的角度认识雾霾，下列说法正确的是（　　）
A．雾霾天气中霾粒子的运动是布朗运动
B．霾粒子的运动是分子的运动
C．霾粒子的扩散形成霾
D．霾粒子的运动与温度无关
6．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为），阿伏加德罗常数为，已知1克拉=0.2g，则下列说法正确的是（　　）
A．a克拉钻石所含有的分子数为
B．每个钻石分子的质量为
C．每个钻石分子直径的表达式为
D．含有的钻石分子个数为
7．已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强为，重力加速度大小为g。由此估算得（　　）
A．地球大气层空气的总重力为
B．地球大气层空气分子总数为
C．每个空气分子所占空间为
D．空气分子之间的平均距离为2
8．晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细、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，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，铁质晶须内的铁原子可看作紧密排列的小球，则下列说法中正确的是（ ）
A．铁质晶须单位体积内铁原子的个数为
B．铁原子的直径为
C．断面内铁原子的个数为
D．相邻铁原子之间的相互作用力为
二、多选题
9．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
10．如图所示是分子间引力与分子间斥力随分子间距离r变化的关系曲线，根据曲线，下列说法正确的是（　　）

A．随r的增大而增大
B．随r的增大而增大
C．时，引力与斥力大小相等
D．引力与斥力都随分子间距离r的增大而减小
11．石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，结构非常稳定。已知单层石墨烯的厚度约为0.33nm，每个六边形的面积约为，碳的摩尔质量为12g/mol，阿伏伽德罗常数取。对质量为10g的单层石墨烯，下列说法正确的（　　）

A．包含有个碳原子
B．包含有个碳原子
C．所占有的空间体积约为
D．所占有的空间体积约为
12．由于地球引力的作用，大气被“吸”向地球，因而产生了压力，大气压强与液体产生的压强类似，测得地球表面大气压强为，大气层的厚度为h，空气的平均摩尔质量为M。已知地球大气层的厚度远小于地球的半径R，阿伏加德罗常数为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）
A．地球表面空气的总体积约为 B．空气分子的平均密度为
C．空气分子的总数为 D．空气分子间的平均距离为
三、解答题
13．金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质。已知金刚石的密度ρ=4560 kg/m3碳原子的摩尔质量为1.2×10-2 kg/mol，现有一块体积V=5.7×10-8 m3的金刚石，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1（计算结果保留2位有效数字）
（1）它含有多少个碳原子？
（2）假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，把金刚石中的碳原子看成球体，试估算碳原子的直径。
14．目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术，实验发现，在水深300m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体，设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，将二氧化碳分子看作直径为D的球，则
（1）在该状态下体积为V的二氧化碳气体所含分子数为多少
（2）变成硬胶体后体积约为多少﹖
15．如图所示为食盐晶体结构示意图，食盐的晶体是由钠离子和氯离子组成的，这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列的。已知食盐的摩尔质量是M，食盐的密度是ρ，阿伏加德罗常数为，求：
（1）食盐的摩尔体积多大；
（2）试估算食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离。
参考答案
1．B
A．物体分子做永不停息的热运动，温度即使为零度，分子热运动也不会停止，故A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，故B正确；
C．悬浮在液体中的颗粒越小，碰撞的不平衡性越明显，布朗运动越明显，故C错误；
D．布朗运动是微小粒子表现出的无规则运动，肉眼不可见，故D错误。
故选B。
2．A
A. 当r = r0时，分子间的作用力为零，最小，故A正确；
B. 当r = r1时，分子间的作用力表现为引力，故B错误；
CD. 当r r0时，分子间的作用力随分子间距离增大先增大后减小，故CD错误。
故选A。
3．D
A．固体、液体和气体中都能发生扩散现象，液体和气体中都能发生布朗运动，固体中不能发生布朗运动，故A错误；
B．分子间的作用力是由原子内部的带电粒子相互作用引起的，而不是原子核内核子之间的相互作用引起的，故B错误；
C．原子很小，用高倍的光学显微镜无法观察到物质表面原子的排列，故C错误；
D．水和酒精混合后的总体积变小，表明液体分子间存在着空隙，故D正确。
故选D。
4．B
CD．“茶香四溢”是扩散现象，故C、D错误；
A．茶香四溢是因为茶水的香味分子不停地做无规则的运动，扩散到空气中，故A错误：
B．物体温度越高，分子的无规则运动越剧烈，所以茶水温度越高，分子的热运动越剧烈，茶香越浓，故 B正确。
故选B。
5．A
AB．雾霾天气中霾固体颗粒悬浮在空气中做无规则运动，是布朗运动，不是分子运动，选项A正确，B错误；
C．扩散现象是分子的无规则运动引起的，则霾粒子不是扩散形成霾，选项C错误；
D．布朗运动的激烈程度与温度有关，则霾粒子的运动与温度有关，选项D错误。
故选A。
6．C
A．a克拉钻石物质的量
所含分子数
A错误；
B．每个钻石分子的质量
B错误；
C．每个钻石分子的体积
设分子直径为d，则
解得
C正确；
D．含有的钻石物质的量
所含分子数
D错误。
故选C。
7．B
A．大气中的压强由大气的质量重力产生，即
A错误；
B．地球大气层空气分子总数为
B正确；
C．大气的体积为
每个空气分子所占空间为
C错误；
D．气体分子之间的距离为
D错误。
故选B。
8．D
A．单个铁原子的质量
铁质晶须单位体积内铁原子的个数为
故A错误；
B．铁的摩尔体积
单个分子的体积
又
所以分子的半径
分子的直径
故B错误；
C．分子的最大截面积
断面内铁原子的个数为
故C错误；
D．相邻铁原子之间的相互作用力为
故D正确。
故选D。
9．AD
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。
故选AD。
10．CD
由图可知，分子引力与分子斥力都随分子间距离r的增大而减小。时，引力与斥力大小相等。
故选CD。
11．BC
AB．质量为10g的单层石墨烯，物质的量为
则包含有碳原子的个数为
个
故A错误，B正确；
CD．因为石墨烯最小的六元环上有6个碳原子，每个碳原子被3个环占用，所以10g的单层石墨烯占有的空间体积约为
故C正确，D错误；
故选BC。
12．ABD
A．大气的体积为
故A正确；
B．根据上述
解得
故B正确；
C．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
故C错误；
D．气体分子之间的距离为
故D正确。
故选ABD。
13．（1）1.3×1022个；（2）2.0×10-10 m
（1）金刚石的质量
m=ρV=4560×5.7×10-8kg=2.6×10-4 kg
摩尔数为
碳原子数为
N=nNA=2.17×10-2×6.02×1023≈1.3×1022个
（2）一个碳原子的体积为
把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式
代入数据可得碳原子直径为
d≈2.0×10-10m
14．（1）；（2）
（1）体积为V的二氧化碳气体的质量为
则在该状态下体积为V的二氧化碳气体所含分子数为
（2）二氧化碳气体变成硬胶体后，可以看成是分子一个个紧密排列在一起，其体积为
15．（1）；（2）
（1）已知食盐的摩尔质量是M，食盐的密度是ρ，则食盐的摩尔体积为
（2）食盐晶体的每个分子的体积为
每个钠离子占有的体积为
正方体的边长为
则两个最近的钠离子中心间的距离为
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