第一章 分子动理论 章末检测卷(一)（含答案解析）

章末检测卷(一)
(时间：90分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分
)
1．下列说法正确的是(　　)
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．液体中悬浮的微粒越大，布朗运动越显著
C．物体的温度升高，其分子的平均动能增大
D．当两分子间距离增大时，分子引力增大，分子斥力也增大
答案　C
解析　布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则热运动的反映．故A错误；固体微粒越大，同一时刻与之碰撞的液体分子越多，固体微粒各个方向受力越衡，布朗运动越不明显，故B错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大．故C正确；分子间的距离增大，分子间的引力和斥力都减小，故D错误．
2．PM2.5是指直径小于2.5微米的颗粒，其悬浮在空气中很难自然沉降到地面．则空气中的PM2.5(　　)
A．不受重力作用
B．运动不是分子热运动
C．运动是分子热运动
D．颗粒越大，无规则运动越明显
答案　B
解析　PM2.5受到重力作用，故A错误；PM2.5是固体小颗粒，它的无规则运动不是分子的热运动，是固体小颗粒的运动，故B正确，C错误；PM2.5的无规则运动可以看做布朗运动，颗粒越大，无规则运动越不明显，故D错误．
3．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，其飘浮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．矿物燃料燃烧排放的烟尘是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中正确的是(　　)
A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B．PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸小
C．PM2.5的运动轨迹是由气流的运动决定的
D．PM2.5必然有内能
答案　D
解析　PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，A、B错误；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，C错误；PM2.5内部的热运动不可能停止，故PM2.5必然有内能，D正确．
4．下列说法中正确的是(　　)
A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能相同
B．分子动能指的是由于分子定向运动具有的能
C．10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能
D．温度高的物体中的每一个分子的运动速率一定大于温度低的物体中的每一个分子的运动速率
答案　A
解析　温度相同，物体分子的平均动能相同，故A正确；分子动能指的是由于分子做无规则热运动而具有的能，B错误；物体内能是对大量分子而言的，对于10个分子无意义，故C错误；温度高的物体分子的平均运动速率大(相同物质)，但具体的每一个分子的运动速率是不确定的，可能大于平均运动速率，也可能等于平均运动速率，也可能小于平均运动速率，故D错误．
5．雨滴下落，温度逐渐升高，在这个过程中，下列说法中正确的是(　　)
A．雨滴内分子的势能都在减小，动能在增大
B．雨滴内每个分子的动能都在不断增大
C．雨滴内水分子的平均动能不断增大
D．雨滴内水分子的势能在不断增大
答案　C
解析　根据题目只可以确定分子的平均动能在增大．
6．关于机械能和内能，下列说法中正确的是(　　)
A．机械能大的物体，其内能一定很大
B．物体的机械能损失时，内能却可以增加
C．物体的内能损失时，机械能必然减少
D．物体的内能可以为0，机械能不可以为0
答案　B
解析　内能和机械能是两种不同形式的能量，两者无必然联系．只有在系统的能量转化只发生在机械能与内能之间时，机械能的损失才等于内能的增加，故选项A、C错误，B正确；因为物体的分子总在不停地做无规则运动，故内能不可能为0，选项D错误．
7．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是(　　)
答案　B
解析　当rr0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep增大．当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小．故选项B正确．
8．两个分子从靠得不能再靠近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上．这一过程中，关于分子间的相互作用力的下列说法中正确的是(　　)
A．分子间的引力和斥力都在增大
B．分子间的斥力在减小，引力在增大
C．分子间的相互作用力的合力在逐渐减小
D．分子间的相互作用力的合力，先减小后增大，再减小到零
答案　D
解析　由分子力随距离的变化关系得，分子距离由靠得不能再靠近变化到大于分子直径10倍以上时，引力和斥力都在减小，故A、B错．相互作用的合力的变化如图所示，应为先减小再增大，再减小到零，C错，D对．
二、双项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分)
9．以下说法正确的是(　　)
A．一般分子直径的数量级为10－10m
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．分子引力和分子斥力不能同时存在
D．扩散现象说明分子做无规则运动
答案　AD
解析　由分子动理论可知选项C错误，D正确；一般分子直径的数量级为10－10m，选项A正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，但布朗运动间接反映了液体或气体分子在不停地做无规则运动，B选项错误．故正确答案为A、D.
10．关于布朗运动，下列说法中正确的是(　　)
A．布朗运动是微粒的运动，但牛顿运动定律仍然适用
B．布朗运动是液体分子无规则运动的反映
C．随着时间的推移，布朗运动逐渐变慢，最终停止
D．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
答案　AB
解析　布朗运动的运动规律遵循牛顿运动定律，选项A正确；布朗运动虽然是固体小颗粒的运动，但却反映了液体分子的无规则运动，选项B正确；布朗运动永不停息，选项C错误；热运动指分子的无规则运动，布朗运动不能称为热运动，选项D错误．
11．有温度相同的m克水、m克冰、m克水蒸气(　　)
A．它们的分子平均动能一样大
B．它们的分子势能一样大
C．它们的内能一样大
D．它们的分子数一样多
答案　AD
解析　分子的平均动能只与温度有关，水、冰、水蒸气温度相同，故它们的分子平均动能一样大，A正确．由冰变成水吸热，由水变为水蒸气也要吸热增加分子势能，故它们的分子势能不同，B错误．三者的质量相同，摩尔质量相同，故三者摩尔数相同，它们的分子数一样多，D正确．由内能的决定因素知水蒸气的内能最大，冰的内能最小，故C错误．
12．根据分子动理论可知，下列说法中正确的是(　　)
A．已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，可以求出该物质分子的质量
B．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
C．布朗运动是指悬浮在液体分子的无规则运动
D．气体总是很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
答案　AB
解析　阿伏加德罗常数表示1mol物质内含有的分子数，已知阿伏加德罗常数和物质的摩尔质量，可求得分子的质量；当分子力为引力时，在分子间距离增大过程中分子力做负功，分子势能增大；布朗运动中的运动颗粒不是分子；气体分子间距很大，分子间作用力表现为引力且很微弱，因而气体总是很容易充满整个容器．
13．下列说法正确的是(　　)
A．在10°C时，一个氧气分子的分子动能为Ek，当温度升高到20°C时，这个分子的分子动能为Ek′，则Ek′B．在10°C时，每一个氧气分子的温度都是10°C
C．在10°C时，氧气分子平均速率为，氢气分子平均速率为，则<
D．在任何温度下，各种气体分子的平均速度都相同
答案　CD
解析　单个分子的动能、速率是随时变化的，因而是没有意义的，温度是大量分子做热运动平均动能的标志，对个别分子也是没有意义的．
氧气与氢气温度相同，分子平均动能相等：k1＝k2，即m1＝m2，又因为m1>m2，则1<2，选项C正确．速度是矢量，气体分子向各个方向运动的机会均等，所有分子的速度矢量和为0，故任何温度下，气体分子的平均速度都为0，故选项D正确．
14．关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是(　　)
A．某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的
B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的
C．某一时刻向任意一个方向运动的分子数目可以认为是相等的
D．某一温度下所有气体分子的速率都不会发生变化
答案　BC
解析　本题考查气体分子的运动规律，解决本题的关键是要明确：具有任一速率的分子数目并不是相等的，而是呈“中间多，两头少”的统计分布规律，选项A错误．由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变运动速度的大小和方向，因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，选项B正确．虽然每个分子的速度瞬息万变，但是大量分子的整体存在着统计规律．由于分子数目巨大，在某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别，可以认为是相等的，选项C正确，某一温度下，每个分子的速率仍然是瞬息万变的，只是分子运动的平均速率不变，选项D错误．
15．当氢气和氧气温度相同时，下列说法中正确的是(　　)
A．两种气体的分子平均动能相等
B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率
C．两种气体分子热运动的总动能相等
D．两种气体分子热运动的平均速率相等
答案　AB
解析　因为温度是分子平均动能的标志，所以选项A正确．因为氢气和氧气的分子质量不同，所以两种气体分子的平均速率不同，由Ek＝可得，分子质量大的平均速率小，故选项B正确，D错误．虽然两种气体分子平均动能相等，但由于两种气体的质量不清楚，即分子数目关系不清楚，故选项C错误．
16.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1中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则(　　)
图1
A．乙分子从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少
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
答案　BC
解析　乙分子从a到b再到c的过程中，分子间的作用力一直表现为引力(F<0)，所以该过程由于分子力的作用会使乙分子做加速运动，分子力做正功、分子势能减少；乙分子到达c处时分子力为零，加速度为零，此时分子的动能最大、分子势能最小；乙分子再从c到d的过程中，分子力表现为斥力，由于分子力的作用会使乙分子做减速运动，直至速度减为零，该过程分子力做负功、分子势能增加、分子动能减少．
三、实验题(本题共2小题，共12分)
17．(4分)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，若用直径为0.5m的浅圆盘盛水，让油酸在水面上形成单分子薄膜，那么油酸滴的体积不能大于____________m3(保留一位有效数字)．
答案　2×10－11
解析　由于油酸膜面积最大为圆盘面积，则油酸的最大体积为V＝πR2d＝3.14×()2×10－10m3≈2×10－11m3.
18．(8分)在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．
(1)这种估测方法是将每个分子视为________，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为______________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．
(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为__________m3，油膜面积为__________m2，求得的油膜分子直径为____________m．(结果全部取2位有效数字)
答案　(1)球形　单分子油膜　直径
(2)4.0×10－12　8.1×10－3　4.9×10－10
解析　(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V＝×mL＝4.0×10－6mL＝4.0×10－12m3
形成油膜的面积S＝1.0×(67＋14)
cm2＝8.1×10－3m2
油酸分子的直径d＝≈4.9×10－10m.
四、计算题(本题共2小题，共24分)
19．(10分)已知汞的摩尔质量为M＝200.5g/mol，密度为ρ＝13.6×103
kg/m3，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)
答案　3.3×10－22g　2.4×10－29m3
解析　由原子质量＝得：
m＝g≈3.3×10－22g
由原子体积＝得：
V＝m3≈2.4×10－29m3.
20．(14分)很多轿车中有安全气囊以保障驾乘人员的安全．轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V＝56L，囊中氮气密度ρ＝2.5kg/m3，已知氮气摩尔质量M＝0.028
kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol－1.试估算：
(1)囊中氮气分子的总个数N；
(2)囊中氮气分子间的平均距离．(结果保留1位有效数字)
答案　(1)3×1024个　(2)3×10－9m
解析　(1)设N2的物质的量为n，则n＝，
氮气的分子总数N＝NA，
代入数据得N＝3×1024个．
(2)每个分子所占的空间为V0＝，
设分子间平均距离为a，则有V0＝a3，即a＝＝，代入数据得a≈3×10－9m.