人教版 物理 选修3-3 第七章 分子动理论 寒假测试 （解析版）

绝密★启用前
人教版 物理 选修3-3 第七章 分子动理论 寒假测试
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分
分卷I
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.已知水银的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则水银分子的直径是(　　)
A． ()
B． ()
C．
D．
【答案】A
【解析】1 mol水银的体积V＝，1个水银分子的体积V0＝＝，把水银分子看成球体，则V0＝πd3，所以d＝()．把水银分子看成立方体，则V0＝d3，所以d＝()，故正确答案为A．
2.根据分子动理论，设两个分子之间的距离为r0时分子间的引力和斥力相等，以下关于分子力、分子势能与它们之间距离的关系的说法中正确的是(　　)
A． 若两分子之间距离在r0的基础上增大，则分子间的引力增大，斥力减小，分子力表现为引力
B． 两分子之间距离为r0时，分子势能最小，在r0的基础上距离增大或减小，分子势能都变大
C． 两分子之间距离越大，分子力越小；两分子间距离越小，分子力越大
D． 两分子之间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能越小
【答案】B
【解析】当两分子之间的距离为r0时，分子间的引力和斥力相等，分子力为零，若分子间距在r0的基础上增大、分子间的引力和斥力同时减小，因斥力减小得快，故分子力表现为引力，A错误；由分子势能与分子间距的关系图象可知，两分子之间距离为r0时，分子势能最小，当分子之间距离在r0的基础上增大时，分子间的作用力表现为引力，分子力做负功，分子势能增加，当分子间的距离在r0的基础上减小时，分子间的作用力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加，故B正确；从分子力随分子间距变化的图象可知，分子力的变化不具有单调性，故C错误；同时，分子势能随距离变化的图象也不具有单调性，故D错误．
3.有关热平衡的说法正确的是(　　)
A． 如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态
B． 热平衡定律只能研究三个系统的问题
C． 如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态
D． 两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小的差别
【答案】C
【解析】处于热平衡状态的系统，如果受到外界的影响，状态参量会随之变化，温度也会变化，故A错；热平衡定律对多个系统也适用，故B错；由热平衡的意义知，C正确；温度是热平衡的标志，必须相同，故D错．
4.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ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为mmol(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA，已知1克拉＝0．2 g，则(　　)
A．a克拉钻石所含有的分子数为
B．a克拉钻石所含有的分子数为
C． 每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)
D． 每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)
【答案】C
【解析】a克拉钻石物质的量μ＝，所含分子数为n＝μNA＝，A、B错误；钻石的摩尔体积为Vmol＝(单位为m3/mol)，每个钻石分子体积为V0＝＝，设钻石分子直径为d，则V0＝π·()3，联立解得d＝，C正确，D错误．
5.下列关于布朗运动的说法中正确的是(　　)

A． 布朗运动就是分子的无规则运动
B． 布朗运动是扩散现象的一种特殊情形

C． 悬浮的颗粒越大，布朗运动越明显
D． 布朗运动是永不停息且无规则的
【答案】D
【解析】布朗运动并不是分子的运动，而是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，故A错；布朗运动和扩散现象是两种不同的现象，故B错；悬浮的颗粒越大，布朗运动越不显著，故C错；布朗运动是由分子的无规则运动造成的，由于分子的无规则运动是永不停息的，所以布朗运动也是永不停息无规则的，故D对．
6.纳米材料具有广泛的应用前景，在材料科学中纳米技术的应用使材料科学日新月异，在1 nm的长度上可以排列的分子(其直径约为10－10m)个数最接近于(　　)
A． 1个
B． 10个
C． 100个
D． 1 000个
【答案】B
【解析】纳米是长度的单位，1 nm＝10－9m，即1 nm＝10×10－10m，所以排列的个数接近于10个，故B项正确．
7.关于布朗运动，下列说法中正确的是(　　)
A． 布朗运动是英国植物学家布朗发明的一种健身运动方法
B． 布朗运动是液体分子的运动，直接说明分子永不停息地做无规则运动
C． 布朗运动是固体分子的运动，间接说明分子永不停息地做无规则运动
D． 布朗运动是悬浮微粒的运动，间接说明分子永不停息地做无规则运动
【答案】D
【解析】
8.利用油膜法可估测分子的大小，关于实验中油膜面积的测量方法，下列说法正确的是(　　)
A． 油酸酒精溶液滴入水中后，应立即用刻度尺去测量油膜的面积
B． 油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去测量油膜的面积
C． 油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画到玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积
D． 油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能散开稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后再利用坐标纸去计算油膜的面积
【答案】D
【解析】油酸酒精液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，形成单分子油膜，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸计算油膜的面积，由于油膜不规则，无法用刻度尺去测量油膜的面积，故A、B、C错误，D正确．
9.有关分子动能、分子势能、内能的说法正确的是(　　)
A． 分子的平均动能和分子势能的总和叫做这个分子的内能
B． 温度相同时，不同物体的分子平均动能相同
C． 物体内部的分子势能是由物体的温度和体积决定的
D． 当物体的速度变化时，物体的内能也变化
【答案】B
【解析】一个分子不能谈内能，内能是物体内大量分子具有的，A错．温度相同时，不同物体的分子平均动能相同，B对．物体内部的分子总势能是与物体的体积有关的，C错．物体的速度与物体的内能无必然的联系，D错．
10.根据下图判断，人们选择的温度计中的测量物质及其依据是(　　)

A． 水，水的密度小
B． 水，水的密度出现异常现象
C． 汞，汞的密度大
D． 汞，汞的密度与温度呈规则的线性关系
【答案】D
【解析】由于水的密度和温度关系的曲线是不规则曲线，如果选水为测温物质，则温度计刻度不均匀；汞的密度与温度呈规则的线性关系，选汞为测温物质，温度计刻度均匀．故正确答案为D．
二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)
11.(多选)在观察布朗运动的实验过程中，每隔5秒记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A． 由图可以看出布朗运动是无规则的
B． 图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹
C． 若对比不同温度下的轨迹，可以看出温度高时布朗运动显著
D． 若对比不同颗粒大小时的轨迹，可以看出颗粒小时布朗运动显著
【答案】ACD
【解析】
12.(多选)用油膜法测分子大小时，采用的理想化条件是(　　)
A． 把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜
B． 把形成单分子油膜的分子看做紧密排列的球形分子
C． 把油膜视为单分子油膜，但需考虑分子间隙
D． 将单分子视为立方体模型
【答案】AB
【解析】由用油膜法估测分子的大小的实验可知，将体积为V的油膜液滴滴在水面上，形成面积为S的油膜，由此可以估算出油酸分子的直径为d＝，这显然是将油膜视为单分子层，将油酸分子视为球形且认为分子是紧密排列的，公式d＝中，并没有将分子间隙所占体积除外，所以，本题的正确选项应为A、B．
13.(多选)关于分子间作用力，下列说法中正确的是(　　)
A． 分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大
B． 当分子间距的数量级大于10－9m时，分子力已微弱到可以忽略
C． 两个分子之间的距离从rD． 碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离太大，几乎没有分子力
【答案】BCD
【解析】分子之间的距离越小，引力和斥力都增大，但是斥力增加得更快，A错误；当分子间距的数量级大于10－9m时，分子力已微弱到可以忽略，碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离太大，几乎没有分子力，B、D正确；两个分子之间的距离从r14.(多选)有甲、乙、丙三个温度不同的物体，将甲和乙接触一段时间后分开，再将乙和丙接触一段时间后分开，假设只有在它们相互接触时有热传递，不接触时与外界没有热传递，则(　　)
A． 甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态
B． 只有乙、丙达到了平衡态，甲没有达到平衡态
C． 乙、丙两物体都和甲达到了热平衡
D． 乙、丙两物体达到了热平衡
【答案】AD
【解析】乙和丙分开后，甲、乙、丙三个物体与外界没有热传递，它们中各处的宏观性质将不随时间而变化且具有确定的状态，所以甲、乙、丙三个物体都达到了平衡态，A正确，B错误．甲和乙接触一段时间后分开，甲和乙达到了热平衡，但乙和丙接触一段时间后，乙的温度又发生了变化，甲和乙的热平衡被破坏，乙和丙两物体达到了热平衡，C错误，D正确．
分卷II
三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
15.取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄膜，测出这一薄膜的面积为0．2 m2，已知油酸分子的直径为5×10－10m,1 cm3的油酸酒精溶液有50滴，试估算原油酸酒精溶液的体积浓度(×100%)．
【答案】0．5%
【解析】每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0＝Sd＝1×10－10m3；体积浓度为ρ＝×100%＝0．5%．
16.对于固体和液体来说，其内部分子可看成是一个挨一个紧密排列的小球，若某固体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA．
(1)该固体分子质量的表达式为m0＝________．
(2)若已知汞的摩尔质量为M＝200．5×10－3kg/mol，密度为ρ＝13．6×103kg/m3，阿伏加德罗常数为NA＝6．0×1023mol－1，试估算汞原子的直径大小(结果保留两位有效数字)．
【答案】(1)　(2)3．6×10－10m
【解析】(1)该固体分子质量的表达式m0＝．
(2)将汞原子视为球形，其体积V0＝πd3＝
汞原子直径的大小d＝≈3．6×10－10m．
17.已知水的密度ρ＝1．0×103kg/m3，水的摩尔质量Mmol＝1．8×10－2kg/mol，求：(阿伏加德罗常数为6．02×1023mol－1)
(1)1 cm3水中有多少个分子；
(2)估算一个水分子的直径为多大．
【答案】(1)3．3×1022个　(2)3．9×10－10m或3．1×10－10m
【解析】水的摩尔体积为
Vmol＝＝m3/mol＝1．8×10－5m3/mol．
(1)1 cm3水中水分子的数目为
n＝NA＝个≈3．3×1022个．
(2)建立水分子的球形模型，有πd3＝．
水分子的直径为
d＝＝m≈3．9×10－10m．
再如建立水分子的立方体模型，有d3＝，
水分子的直径为
d＝＝m≈3．1×10－10m．
18.在伦敦奥运会上，江苏选手陈若琳获得女子双人十米跳台和个人十米跳台两枚金牌，为祖国赢得了荣誉．已知十米跳台比赛的水池长25 m、宽25 m，水深5．4 m，设水的密度ρ＝1．0×103kg/m3，水的摩尔质量M＝1．8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6．02×1023mol－1，试估算水池中的水分子个数．(结果保留一位有效数字)
【答案】1×1032
【解析】水池中的水质量m＝ρV，
n＝NA≈1×1032个．