人教版高中物理选修3-3第七章《 分子动理论》单元测试题（解析版）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-3第七章《 分子动理论》单元测试题（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 66.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-11-01 12:56:13 | ||
图片预览
文档简介
第七章《 分子动理论》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.一木块从斜面上匀速下滑，在下滑的过程中，木块的温度不断升高则( )
A． 分子势能减小，分子平均动能不变
B． 机械能减小，内能增大
C． 机械能不变，内能增大
D． 分子势能不变，分子平均动能增大
2.在观察布朗运动时，从微粒在a点开始计时，每隔30 s记下微粒的一个位置，得到b、c、d、e、f、g等点，然后用直线依次连接．如图所示，则( )
A． 图中记录的是分子无规则运动的情况
B． 图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹
C． 微粒在75 s末时的位置一定在cd的中点
D． 微粒在75 s末时的位置可能在cd连接以外的某一点
3.在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中，关于分子间的作用力F和分子间的势能Ep的说法中，正确的是( )
A．F不断减小，Ep不断减小
B．F先增大后减小，Ep不断增大
C．F不断增大，Ep先减小后增大
D．F、Ep都是先减小后增大
4.甲分子固定于坐标原点O，乙分子从远处静止释放，在分子力作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是( )
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
5.两个分子相距为r1，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，则下面说法正确的是( )
A． 相距为r1时，分子间没有斥力存在
B． 相距为r2时，分子间的斥力大于相距为r1时的斥力
C． 相距为r2时，分子间没有引力存在
D． 相距为r1时，分子间的引力大于相距为r2时的引力
6.两个分子相距较远时，可以忽略它们之间的分子力，若规定此时它们的分子势能为零，当分子间距逐渐减小到不能再靠近的过程中( )
A． 分子势能逐渐减小，其值总是负的
B． 分子势能逐渐增大，其值总是正的
C． 分子势能先减小后增大，其值先为负后为正
D． 分子势能先增大后减小，其值先为正后为负
7.从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( )
A． 水的密度和水的摩尔质量
B． 水的摩尔质量和水分子的体积
C． 水分子的体积和水分子的质量
D． 水分子的质量和水的摩尔质量
8.目前世界上最大的强子对撞机在法国和瑞士的边境建成，并投入使用．加速器工作时，需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却，冷却的最低温度可达到零下271摄氏度，请将该温度用热力学温标来表示( )
A． 2 K B． 271 K C． 4 K D． 0．1 K
9.下列说法正确的是( )
A． 铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变
B． 物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大
C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能
D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同
10.下列关于布朗运动的说法，正确的是( )
A． 布朗运动是液体分子的无规则运动
B． 布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C． 布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力
D． 观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈
11.关于热运动，下列说法正确的是( )
A． 0 ℃时，分子的热运动停止了
B． 物体温度越高，热运动越剧烈
C． 气体分子的热运动最剧烈，固体分子没有热运动
D． 运动物体比静止物体的分子热运动剧烈
12.酒精和水混合后体积减小表明( )
A． 分子间有相互作用力 B． 分子间有空隙
C． 分子永不停息地运动 D． 分子是微小的
13.对悬浮在水中的微粒的布朗运动，正确的说法是( )
A． 微粒足够小时，各瞬间撞击微粒的水分子少，布朗运动不明显
B． 微粒足够大时，各瞬间撞击微粒的水分子数多，布朗运动较明显
C． 微粒足够小时，水分子从各个方向撞击微粒的不平衡性明显，布朗运动也明显
D． 微粒足够大时，水分子从各个方向撞击微粒的不平衡性明显，布朗运动也明显
14.气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )
A． 气体分子可以做布朗运动
B． 气体分子的动能都一样大
C． 相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D． 相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
15.清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，水分子间的( )
A． 引力消失，斥力增大 B． 斥力消失，引力增大
C． 引力、斥力都减小 D． 引力、斥力都增大
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.(多选)较大的颗粒不做布朗运动是因为 ( )
A． 液体分子停止运动
B． 液体温度太低
C． 跟颗粒碰撞的分子数较多，多方面的撞击相互平衡
D． 分子冲击力小，不易改变大颗粒的运动状态
17.(多选)关于分子力，正确的说法是( )
A． 分子间的相互作用力是万有引力的表现
B． 分子间的作用力是由分子内带电粒子相互作用和运动所引起的
C． 当分子间距离r>r0时，随着r的增大，分子间斥力在减小，引力在增大，合力显引力
D． 当分子间距离大于1×10－9m时，分子间的作用力几乎等于零
18.(多选)下列是小明吃砂锅粥时碰到的现象，属于扩散现象的是( )
A． 米粒在水中上下翻滚
B． 粥滚时，香味四处飘逸
C． 盐块放入水中，水变味道
D． 石油气被风吹灭时，周围可闻到石油气味
19.(多选)关于“用油膜法估测分子大小”的实验下列说法中正确的是( )
A． 单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径
B． 测量结果表明，分子直径的数量级是10－10m
C． 实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上
D． 处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径
20.(多选)关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是( )
A． 热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等
B． 热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃
C． 热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃
D． 某物体摄氏温度为10 ℃，即热力学温度为10 K
三、实验题
21.在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1．0 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；
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1．0 mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，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，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1．0 cm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)这种粗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的酒精溶液含油酸为________ m3，油膜面积为________ m2，求得的油酸分子直径为________ m．(结果全部取2位有效数字)
22.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0．6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为1 cm．
(1)实验中为什么要让油膜尽可能散开？
(2)实验测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)
(3)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，试写出阿伏加德罗常数的表达式．
23.测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法．
(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0．25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示．坐标格的正方形大小为2 cm×2 cm．由图可以估算出油膜的面积是________ cm2(保留两位有效数字)，由此估算出油酸分子的直径是________ m(保留一位有效数字)．
(2)如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1．43×10－8m的圆周而组成的．由此可以估算出铁原予的直径约为______ m(结果保留两位有效数字)．
四、计算题
24.用放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒(碳)体积为0．1×10－9m3，碳的密度为2．25×103kg/m3，摩尔质量是1．2×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数为6．02×1023mol－1，则：
(1)该小碳粒含分子数约为多少个？(取一位有效数字)
(2)假设小碳粒中的分子是紧挨在一起的，试估算碳分子的直径．
25.2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳取代石油成为可能．假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6g的水分解为氢气和氧气．已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1.试求：(结果均保留一位有效数字)
(1)被分解的水中含有水分子的总数N；
(2)一个水分子的体积V.
答案解析
1.【答案】B
【解析】一木块从斜面上匀速下滑，在下滑的过程中，木块的温度不断升高属于摩擦做功生热．机械能减小，内能增大．这与分子势能变化没有关系，所以A、C、D项错误．
2.【答案】D
【解析】图中记录的是每隔30 s微粒位置的连线，不是微粒运动的轨迹，也不是分子的无规则运动，而是微粒的无规则运动，故选项A、B错误；微粒做布朗运动，它在任意一小段时间内的运动都是无规则的，题中观察到的各点，只是某一时刻微粒所在的位置，在两个位置所对应的时间间隔内微粒并不一定沿直线运动，故D正确，C错误．
3.【答案】B
【解析】分子间距r＝r0时，分子力F＝0；随r的增大，分子力表现为引力，F≠0；当r＝10r0时，F＝0，所以F先增大后减小．在分子间距由r0至10r0的过程中，始终克服分子引力做功，所以分子势能一直增大，所以选项B正确，其他选项错误．
4.【答案】D
【解析】
5.【答案】B
【解析】分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，这两种力同时存在，实际的分子力是引力和斥力的合力，故A、C错误；两个分子相距为r1，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，故r1>r2；分子间的引力和斥力随着分子间距的增加而减小，故相距为r2时分子间的斥力大于相距为r1时的斥力，相距为r1时分子间的引力小于相距为r2时的引力，故B正确，D错误．
6.【答案】C
【解析】开始时由于两分子之间的距离大于r0，因此分子力表现为引力，当相互靠近时，分子力做正功；当分子间距小于r0，分子力表现为斥力，相互靠近时，分子力做负功，所以分子势能先减小后增大，其值先为负后为正，故只有C正确．
7.【答案】D
【解析】水的摩尔质量除以水分子的质量等于一摩尔水分子的个数，即阿伏加德罗常数，故D正确．
8.【答案】A
【解析】由热力学温标与摄氏温标的关系式T＝t＋273 K和t＝－271 ℃得T＝2 K，故A项正确．
9.【答案】D
【解析】解答本题的关键是对温度和内能这两个概念的理解．温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子热运动动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化，A项错误；两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由k＝m2知，分子的平均速率可能不同，故D项正确；最易出错的是认为有热量从A传到B，A的内能肯定大，其实有热量从A传到B，只说明A的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能这些因素，故C项错误；机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关，故B项错误．故选D.
10.【答案】D
【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，小颗粒由许多分子组成，所以布朗运动不是分子的无规则运动，也不是指悬浮颗粒内固体分子的无规则运动，故A、B选项错误；布朗运动虽然是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但其重要意义是反映了液体分子的无规则运动，而不是反映了分子间的相互作用，故C选项错误；观察布朗运动会看到固体颗粒越小、温度越高，布朗运动越明显，故D选项正确．
11.【答案】B
【解析】
12.【答案】B
【解析】酒精与水混合后，由于酒精分子进入了水分子间的空隙内，故总体积在减小，故本现象说明分子间是有空隙的．
13.【答案】C
【解析】微粒越小时，瞬间撞击微粒的分子数越少，各个方向撞击的效果的不均衡性越明显，布朗运动越明显．
14.【答案】C
【解析】布朗运动本身并不是分子运动，因此A错；分子做无规则的热运动，各个分子的动能不同，B错；气体分子平均距离较远，所以分子力十分微弱，C正确；由于无规则的热运动，每个气体分子之间的距离是变化的，D错．
15.【答案】D
【解析】当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些．
16.【答案】CD
【解析】当悬浮微粒比较大时，由于同时跟它碰撞的分子数比较多，来自各个方向的冲击力的效果可以是相互平衡的，且颗粒比较大时，受到较小的冲击力，很难改变原有的运动状态．
17.【答案】BD
【解析】分子力是由于分子内带电粒子的相互作用和运动而引起的，由于分子的质量非常小，分子间的万有引力忽略不计，A错误，B正确；分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，且斥力和引力都随着分子间距离的增大而减小，且分子力为短程力，当分子间距离r>r0时，分子间相互作用的斥力小于引力，分子力表现为引力．故C错误，D正确
18.【答案】BCD
【解析】米粒在水中翻滚是米粒的运动，不是分子运动，不属于扩散现象；香味四处飘逸，是分子扩散到空气中的结果，是扩散现象；盐块放入水中，水变味道是盐分子运动到水分子中去了，这盐和水的扩散现象；石油气被风吹灭时，是石油分子运动到空气中，这是扩散现象．
19.【答案】AB
【解析】油膜为单分子紧密排列的，因此单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径，故A正确；分子直径很小，其数量级是10－10m，故B正确；为了使油酸分子紧密排列，实验时先将痱子粉均匀洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，C错误；一滴油酸酒精溶液的体积并非为油酸体积，要根据油酸酒精溶液中所含油酸的比例，求出所含油酸体积，故D错误．
20.【答案】AC
【解析】热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准下的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化1 K与摄氏温标中变化1 ℃是相同的，故A、C对，B错．摄氏温度为10 ℃的物体，热力学温度为283 K，D错．
21.【答案】(1)球形 单分子油膜 直径
(2)4．0×10－11 8．1×10－3 4．9×10－9
【解析】(2)一滴酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V＝×mL＝4×10－5mL＝4．0×10－11m3
形成油膜的面积S＝1×(67＋14) cm2＝8．1×10－3m2
油酸分子的直径d＝≈4．9×10－9m
22.【答案】(1)为使油膜在水面上形成单分子油膜．
(2)6．3×10－10m (6．2×10－10～6．4×10－10m均可)
(3)NA＝
【解析】(1)为使油膜在水面上形成单分子油膜．
(2)由图可知油膜覆盖方格数约为120个，设油酸分子的直径为d，
××10－6m＝120×1×10－4d
解得d≈6．3×10－10m (6．2×10－10～6．4×10－10m都对)
(3)设阿伏加德罗常数为NA，
每个分子的体积V0＝π()3
由NAρV0＝M，得NA＝．
23.【答案】(1)2．6×102 8×10－10 (2)9．4×10－10
【解析】(1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到估算出油膜的面积是S＝64×2 cm×2 cm≈2．6×102cm2．
溶液浓度为，每滴溶液体积为mL，2滴溶液中所含油酸体积为V＝2×10－5cm3．
油膜厚度即油酸分子的直径是d＝＝8×10－10m．
(2)直径为1．43×10－8m的圆周周长为πd＝4．5×10－8m，可以估算出铁原子的直径约为m＝9．4×10－10m．
24.【答案】(1)5×1010个 (2)2．6×10－10m
【解析】(1)设小颗粒边长为a，放大600倍后，则其体积为V＝(600a)3＝0．1×10－9m3．
实际体积为V′＝a3＝m3
质量为m＝ρV′≈1．0×10－15kg
含分子数为
n＝NA＝×6．02×1023个≈5×1010个．
(2)将碳分子看成球体模型，则有
＝π()3＝
得d＝＝m≈2．6×10－10m．
25.【答案】见解析
【解析】(1)水分子数：N＝≈3×1016个．
(2)水的摩尔体积为：V0＝，水分子体积：
V＝＝≈3×10－29m3.
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.一木块从斜面上匀速下滑，在下滑的过程中，木块的温度不断升高则( )
A． 分子势能减小，分子平均动能不变
B． 机械能减小，内能增大
C． 机械能不变，内能增大
D． 分子势能不变，分子平均动能增大
2.在观察布朗运动时，从微粒在a点开始计时，每隔30 s记下微粒的一个位置，得到b、c、d、e、f、g等点，然后用直线依次连接．如图所示，则( )
A． 图中记录的是分子无规则运动的情况
B． 图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹
C． 微粒在75 s末时的位置一定在cd的中点
D． 微粒在75 s末时的位置可能在cd连接以外的某一点
3.在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中，关于分子间的作用力F和分子间的势能Ep的说法中，正确的是( )
A．F不断减小，Ep不断减小
B．F先增大后减小，Ep不断增大
C．F不断增大，Ep先减小后增大
D．F、Ep都是先减小后增大
4.甲分子固定于坐标原点O，乙分子从远处静止释放，在分子力作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是( )
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
5.两个分子相距为r1，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，则下面说法正确的是( )
A． 相距为r1时，分子间没有斥力存在
B． 相距为r2时，分子间的斥力大于相距为r1时的斥力
C． 相距为r2时，分子间没有引力存在
D． 相距为r1时，分子间的引力大于相距为r2时的引力
6.两个分子相距较远时，可以忽略它们之间的分子力，若规定此时它们的分子势能为零，当分子间距逐渐减小到不能再靠近的过程中( )
A． 分子势能逐渐减小，其值总是负的
B． 分子势能逐渐增大，其值总是正的
C． 分子势能先减小后增大，其值先为负后为正
D． 分子势能先增大后减小，其值先为正后为负
7.从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( )
A． 水的密度和水的摩尔质量
B． 水的摩尔质量和水分子的体积
C． 水分子的体积和水分子的质量
D． 水分子的质量和水的摩尔质量
8.目前世界上最大的强子对撞机在法国和瑞士的边境建成，并投入使用．加速器工作时，需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却，冷却的最低温度可达到零下271摄氏度，请将该温度用热力学温标来表示( )
A． 2 K B． 271 K C． 4 K D． 0．1 K
9.下列说法正确的是( )
A． 铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变
B． 物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大
C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能
D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同
10.下列关于布朗运动的说法，正确的是( )
A． 布朗运动是液体分子的无规则运动
B． 布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C． 布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力
D． 观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈
11.关于热运动，下列说法正确的是( )
A． 0 ℃时，分子的热运动停止了
B． 物体温度越高，热运动越剧烈
C． 气体分子的热运动最剧烈，固体分子没有热运动
D． 运动物体比静止物体的分子热运动剧烈
12.酒精和水混合后体积减小表明( )
A． 分子间有相互作用力 B． 分子间有空隙
C． 分子永不停息地运动 D． 分子是微小的
13.对悬浮在水中的微粒的布朗运动，正确的说法是( )
A． 微粒足够小时，各瞬间撞击微粒的水分子少，布朗运动不明显
B． 微粒足够大时，各瞬间撞击微粒的水分子数多，布朗运动较明显
C． 微粒足够小时，水分子从各个方向撞击微粒的不平衡性明显，布朗运动也明显
D． 微粒足够大时，水分子从各个方向撞击微粒的不平衡性明显，布朗运动也明显
14.气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )
A． 气体分子可以做布朗运动
B． 气体分子的动能都一样大
C． 相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D． 相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
15.清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，水分子间的( )
A． 引力消失，斥力增大 B． 斥力消失，引力增大
C． 引力、斥力都减小 D． 引力、斥力都增大
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.(多选)较大的颗粒不做布朗运动是因为 ( )
A． 液体分子停止运动
B． 液体温度太低
C． 跟颗粒碰撞的分子数较多，多方面的撞击相互平衡
D． 分子冲击力小，不易改变大颗粒的运动状态
17.(多选)关于分子力，正确的说法是( )
A． 分子间的相互作用力是万有引力的表现
B． 分子间的作用力是由分子内带电粒子相互作用和运动所引起的
C． 当分子间距离r>r0时，随着r的增大，分子间斥力在减小，引力在增大，合力显引力
D． 当分子间距离大于1×10－9m时，分子间的作用力几乎等于零
18.(多选)下列是小明吃砂锅粥时碰到的现象，属于扩散现象的是( )
A． 米粒在水中上下翻滚
B． 粥滚时，香味四处飘逸
C． 盐块放入水中，水变味道
D． 石油气被风吹灭时，周围可闻到石油气味
19.(多选)关于“用油膜法估测分子大小”的实验下列说法中正确的是( )
A． 单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径
B． 测量结果表明，分子直径的数量级是10－10m
C． 实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上
D． 处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径
20.(多选)关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是( )
A． 热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每1 ℃大小相等
B． 热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃
C． 热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃
D． 某物体摄氏温度为10 ℃，即热力学温度为10 K
三、实验题
21.在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1．0 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；
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1．0 mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，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，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1．0 cm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)这种粗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的酒精溶液含油酸为________ m3，油膜面积为________ m2，求得的油酸分子直径为________ m．(结果全部取2位有效数字)
22.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0．6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为1 cm．
(1)实验中为什么要让油膜尽可能散开？
(2)实验测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)
(3)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，试写出阿伏加德罗常数的表达式．
23.测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法．
(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0．25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示．坐标格的正方形大小为2 cm×2 cm．由图可以估算出油膜的面积是________ cm2(保留两位有效数字)，由此估算出油酸分子的直径是________ m(保留一位有效数字)．
(2)如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1．43×10－8m的圆周而组成的．由此可以估算出铁原予的直径约为______ m(结果保留两位有效数字)．
四、计算题
24.用放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒(碳)体积为0．1×10－9m3，碳的密度为2．25×103kg/m3，摩尔质量是1．2×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数为6．02×1023mol－1，则：
(1)该小碳粒含分子数约为多少个？(取一位有效数字)
(2)假设小碳粒中的分子是紧挨在一起的，试估算碳分子的直径．
25.2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳取代石油成为可能．假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6g的水分解为氢气和氧气．已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1.试求：(结果均保留一位有效数字)
(1)被分解的水中含有水分子的总数N；
(2)一个水分子的体积V.
答案解析
1.【答案】B
【解析】一木块从斜面上匀速下滑，在下滑的过程中，木块的温度不断升高属于摩擦做功生热．机械能减小，内能增大．这与分子势能变化没有关系，所以A、C、D项错误．
2.【答案】D
【解析】图中记录的是每隔30 s微粒位置的连线，不是微粒运动的轨迹，也不是分子的无规则运动，而是微粒的无规则运动，故选项A、B错误；微粒做布朗运动，它在任意一小段时间内的运动都是无规则的，题中观察到的各点，只是某一时刻微粒所在的位置，在两个位置所对应的时间间隔内微粒并不一定沿直线运动，故D正确，C错误．
3.【答案】B
【解析】分子间距r＝r0时，分子力F＝0；随r的增大，分子力表现为引力，F≠0；当r＝10r0时，F＝0，所以F先增大后减小．在分子间距由r0至10r0的过程中，始终克服分子引力做功，所以分子势能一直增大，所以选项B正确，其他选项错误．
4.【答案】D
【解析】
5.【答案】B
【解析】分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，这两种力同时存在，实际的分子力是引力和斥力的合力，故A、C错误；两个分子相距为r1，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，故r1>r2；分子间的引力和斥力随着分子间距的增加而减小，故相距为r2时分子间的斥力大于相距为r1时的斥力，相距为r1时分子间的引力小于相距为r2时的引力，故B正确，D错误．
6.【答案】C
【解析】开始时由于两分子之间的距离大于r0，因此分子力表现为引力，当相互靠近时，分子力做正功；当分子间距小于r0，分子力表现为斥力，相互靠近时，分子力做负功，所以分子势能先减小后增大，其值先为负后为正，故只有C正确．
7.【答案】D
【解析】水的摩尔质量除以水分子的质量等于一摩尔水分子的个数，即阿伏加德罗常数，故D正确．
8.【答案】A
【解析】由热力学温标与摄氏温标的关系式T＝t＋273 K和t＝－271 ℃得T＝2 K，故A项正确．
9.【答案】D
【解析】解答本题的关键是对温度和内能这两个概念的理解．温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子热运动动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化，A项错误；两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由k＝m2知，分子的平均速率可能不同，故D项正确；最易出错的是认为有热量从A传到B，A的内能肯定大，其实有热量从A传到B，只说明A的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能这些因素，故C项错误；机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关，故B项错误．故选D.
10.【答案】D
【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，小颗粒由许多分子组成，所以布朗运动不是分子的无规则运动，也不是指悬浮颗粒内固体分子的无规则运动，故A、B选项错误；布朗运动虽然是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但其重要意义是反映了液体分子的无规则运动，而不是反映了分子间的相互作用，故C选项错误；观察布朗运动会看到固体颗粒越小、温度越高，布朗运动越明显，故D选项正确．
11.【答案】B
【解析】
12.【答案】B
【解析】酒精与水混合后，由于酒精分子进入了水分子间的空隙内，故总体积在减小，故本现象说明分子间是有空隙的．
13.【答案】C
【解析】微粒越小时，瞬间撞击微粒的分子数越少，各个方向撞击的效果的不均衡性越明显，布朗运动越明显．
14.【答案】C
【解析】布朗运动本身并不是分子运动，因此A错；分子做无规则的热运动，各个分子的动能不同，B错；气体分子平均距离较远，所以分子力十分微弱，C正确；由于无规则的热运动，每个气体分子之间的距离是变化的，D错．
15.【答案】D
【解析】当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些．
16.【答案】CD
【解析】当悬浮微粒比较大时，由于同时跟它碰撞的分子数比较多，来自各个方向的冲击力的效果可以是相互平衡的，且颗粒比较大时，受到较小的冲击力，很难改变原有的运动状态．
17.【答案】BD
【解析】分子力是由于分子内带电粒子的相互作用和运动而引起的，由于分子的质量非常小，分子间的万有引力忽略不计，A错误，B正确；分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，且斥力和引力都随着分子间距离的增大而减小，且分子力为短程力，当分子间距离r>r0时，分子间相互作用的斥力小于引力，分子力表现为引力．故C错误，D正确
18.【答案】BCD
【解析】米粒在水中翻滚是米粒的运动，不是分子运动，不属于扩散现象；香味四处飘逸，是分子扩散到空气中的结果，是扩散现象；盐块放入水中，水变味道是盐分子运动到水分子中去了，这盐和水的扩散现象；石油气被风吹灭时，是石油分子运动到空气中，这是扩散现象．
19.【答案】AB
【解析】油膜为单分子紧密排列的，因此单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径，故A正确；分子直径很小，其数量级是10－10m，故B正确；为了使油酸分子紧密排列，实验时先将痱子粉均匀洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，C错误；一滴油酸酒精溶液的体积并非为油酸体积，要根据油酸酒精溶液中所含油酸的比例，求出所含油酸体积，故D错误．
20.【答案】AC
【解析】热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准下的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化1 K与摄氏温标中变化1 ℃是相同的，故A、C对，B错．摄氏温度为10 ℃的物体，热力学温度为283 K，D错．
21.【答案】(1)球形 单分子油膜 直径
(2)4．0×10－11 8．1×10－3 4．9×10－9
【解析】(2)一滴酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V＝×mL＝4×10－5mL＝4．0×10－11m3
形成油膜的面积S＝1×(67＋14) cm2＝8．1×10－3m2
油酸分子的直径d＝≈4．9×10－9m
22.【答案】(1)为使油膜在水面上形成单分子油膜．
(2)6．3×10－10m (6．2×10－10～6．4×10－10m均可)
(3)NA＝
【解析】(1)为使油膜在水面上形成单分子油膜．
(2)由图可知油膜覆盖方格数约为120个，设油酸分子的直径为d，
××10－6m＝120×1×10－4d
解得d≈6．3×10－10m (6．2×10－10～6．4×10－10m都对)
(3)设阿伏加德罗常数为NA，
每个分子的体积V0＝π()3
由NAρV0＝M，得NA＝．
23.【答案】(1)2．6×102 8×10－10 (2)9．4×10－10
【解析】(1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到估算出油膜的面积是S＝64×2 cm×2 cm≈2．6×102cm2．
溶液浓度为，每滴溶液体积为mL，2滴溶液中所含油酸体积为V＝2×10－5cm3．
油膜厚度即油酸分子的直径是d＝＝8×10－10m．
(2)直径为1．43×10－8m的圆周周长为πd＝4．5×10－8m，可以估算出铁原子的直径约为m＝9．4×10－10m．
24.【答案】(1)5×1010个 (2)2．6×10－10m
【解析】(1)设小颗粒边长为a，放大600倍后，则其体积为V＝(600a)3＝0．1×10－9m3．
实际体积为V′＝a3＝m3
质量为m＝ρV′≈1．0×10－15kg
含分子数为
n＝NA＝×6．02×1023个≈5×1010个．
(2)将碳分子看成球体模型，则有
＝π()3＝
得d＝＝m≈2．6×10－10m．
25.【答案】见解析
【解析】(1)水分子数：N＝≈3×1016个．
(2)水的摩尔体积为：V0＝，水分子体积：
V＝＝≈3×10－29m3.