人教版高二物理选修3—3第七章：分子动理论第1节 物体是由大量分子组成的 课时练

人教版高中物理选修3—3第七章：分子动理论
第1节《物体是由大量分子组成的》课时练
一、选择题
1．纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景．边长为1nm的立方体，可容纳液态氢分子(其直径约为10－10m)的个数最接近于(　　)
A．102个 B．103个 C．106个 D．109个

2．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(单位为mol－1)，已知1克拉＝0.2g，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)

3．某种油剂的密度为8×102kg/m3，取这种油剂0.8g滴在水面上，最后形成油膜的最大面积约为(　　)
A．10－10m2 B．104m2 C．1010cm2 D．104cm2

4．根据下列哪组物理量，可以估算出气体分子间的平均距离的是(　　)
A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量
B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度
C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积
D．该气体的密度、体积和摩尔质量

5．已知在标准状况下，1mol氢气的体积为22.4L，氢气分子间距约为(　　)
A．10－9m B．10－10m C．10－11m D．10－8m

6．(多选)若以μ表示氮气的摩尔质量，V表示在标准状况下氮气的摩尔体积，ρ是在标准状况下氮气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个氮气分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的是(　　)
A．NA＝ B．ρ＝ C．m＝ D．v＝

7．(多选)关于分子，下列说法中正确的是(　　)
A．分子看成小球是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球
B．所有分子大小的数量级都是10－10m
C．“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和离子
D．分子的质量是很小的，其数量级一般为10－26kg

8．(多选)某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m0和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为(　　)
A．NA＝ B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝
9．(多选)阿伏加德罗常数是NA(单位为mol－1)，铜的摩尔质量为M(单位为g/mol)，铜的密度为ρ(单位为kg/m3)，则下列说法正确的是(　　)
A．1m3铜所含的原子数目是
B．1个铜原子的质量是
C．1个铜原子占有的体积是
D．1g铜所含有的原子数目是ρNA

10．(多选)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，若已知油滴的摩尔质量为M(单位为kg/mol)，密度为ρ(单位为kg/m3)，油滴质量为m(单位为kg)，油滴在水面上扩散后的最大面积为S(单位为m2)，阿伏加德罗常数为NA(单位为mol－1)，那么(　　)
A．油滴分子直径d＝
B．油滴分子直径d＝
C．油滴所含分子数N＝NA
D．油滴所含分子数N＝NA

11．(多选)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法正确的是(　　)
A．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴溶液中含有油酸10－2mL
B．往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上
C．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状
D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积
E．根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d＝，即油酸分子的大小

二、实验部分：
12．某实验小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的体积分数为0.1%,1mL上述溶液有50滴，实验中用滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴．
(1)该实验中的理想化假设是________．
A．将油膜看作单分子层薄膜
B．不考虑油酸分子间的间隙
C．不考虑油酸分子间的相互作用力
D．将油酸分子看成球形
(2)实验中描出油酸薄膜轮廓如图所示，已知每一个正方形小方格的边长为2cm，则该油酸薄膜的面积为________m2.(结果保留一位有效数字)

(3)经计算，油酸分子的直径为________m．(结果保留一位有效数字)

13．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，1mL的油酸中加入酒精，直到总量达到1000mL，配制成油酸酒精溶液，1mL溶液通过滴管实验测得为80滴，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的浅水槽中，待油酸界面稳定后测得油膜面积为260cm2.
(1)试估算油酸分子的直径________．(结果保留一位有效数字)
(2)按照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一个敞口容器中，如果时间偏长，会影响分子尺寸测量结果，原因是_______________________________________________________.

14．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.2mL，用量筒和注射器测得1mL上述溶液有80滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，画出油酸薄膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm.(结果均保留两位有效数字)

(1)油酸薄膜的面积是________m2.
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______m3.
(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m．(结果保留两位有效数字)
(4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于________．
A．油酸未完全散开
B．油酸酒精溶液中含有大量酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴




15．在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中
(1)实验简要步骤如下：
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积S
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上
D．取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的油酸酒精溶液
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V
F．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数
G．由得到油酸分子的直径d
上述实验步骤的合理顺序是________________．(填写字母编号)
(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是______________________________________________________________________.
(3)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得1mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，由此可估测油酸分子的直径是_____m．
(保留一位有效数字)


三、计算题：
16．已知液态水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，液态水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，问：
(1)它们中各有多少水分子？
(2)它们中相邻两个水分子之间的平均距离各为多少？





17．已知水的密度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＝6.0×1023mol－1，试估算1g水中含有的水分子个数和水分子的直径．(结果均保留1位有效数字)







18．已知氧气分子的质量m＝5.3×10－26kg，标准状况下氧气的密度ρ＝1.43kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，求：
(1)氧气的摩尔质量；
(2)标准状况下氧气分子间的平均距离；
(3)标准状况下1cm3的氧气中含有的氧气分子数．(以上计算结果均保留两位有效数字)




















参考答案
1B 2C 3B 4B 5A 6AC 7AD 8BC 9ABC 10BD 11BDE
12. 答案　(1)ABD　(2)3×10－2　(3)7×10－10
解析　(1)用油膜法测量分子的直径，不考虑分子间的间隙，将油膜看成单分子层薄膜，将油酸分子看成球形．故选A、B、D.
(2)由于每个小方格的边长为2cm，则每一个小方格的面积就是4cm2，估算油膜面积时超过半格的按一格计算，小于半格的舍去，由题图所示，可估算出油酸薄膜占75格，则油酸薄膜面积S＝75×4cm2＝300cm2＝3×10－2m2.
(3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积V＝×0.1%mL＝2×10－5mL＝2×10－11m3
则油酸分子的直径
d＝＝m≈7×10－10m.

13. 答案　(1)5×10－10m　(2)酒精挥发使得溶液中油酸浓度变大
解析　(1)测得油膜面积为S＝260cm2＝2.6×10－2m2，
每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为：V＝×mL＝1.25×10－11m3.
油酸分子的直径：d＝＝m≈5×10－10m.
(2)油酸酒精溶液置于一个敞口容器中，如果时间偏长，酒精挥发，导致油酸浓度增大，因此分子直径测量结果比实际偏小．

14. 答案　(1)4.0×10－3　(2)2.5×10－12　(3)6.3×10－10　(4)D
解析　(1)由于每个小方格边长为1cm，则每一个小方格的面积就是1cm2，数出在油膜轮廓范围内的格子数(超过半格的以一格计算，小于半格的舍去)为40个，则油酸薄膜的面积S＝40cm2＝4.0×10－3m2.
(2)由题意知，80滴油酸酒精溶液的体积为1mL，且油酸酒精溶液的体积分数为0.02%，故每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V0＝×0.02%＝×0.02%×10－6 m3＝2.5×10－12 m3.
(3)油酸分子直径d＝＝m≈6.3×10－10m.
(4)计算油酸分子直径的公式是d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．若水面上痱子粉撒得较多，油酸未完全散开，即油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大，A错误；大量的酒精更易使油酸分子形成单分子层薄膜，会使测量结果更精确，B错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，计算结果将偏大，C错误；若在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴，则计算所得的V偏小，故d偏小，D正确．

15. 答案　(1)CDFEBAG(或DFECBAG)　(2)理想模型法　(3)6×1010
解析　(1)实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液中纯油酸的体积除以1滴此溶液形成的油酸薄膜的面积，恰好就是油酸分子的直径．故实验步骤的合理顺序为CDFEBAG(或DFECBAG)；
(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是理想模型法；
(3)由题图可知，油膜所占方格数为130个，则油膜的面积：S＝130×1×1cm2＝130cm2；每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：V＝×mL＝8×10－6mL
油酸分子的直径：d＝＝≈6×10－8cm＝6×10－10m.
在标准状况下，有体积为V的液态水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，

16. 答案　见解析
解析　(1)体积为V的液态水，质量为m＝ρV①
分子个数为N＝NA②
联立①②式可得N＝NA③
对体积为V的水蒸气，分子个数为N′＝NA
(2)设液态水相邻的两个水分子之间平均距离为d，将水分子视为球体，每个水分子的体积为V0＝＝πd3④
联立③④式可得d＝⑤
设水蒸气中相邻的两个水分子之间平均距离为d′，将水分子占据的空间视为立方体，每个水蒸气分子的体积V0′＝＝d′3⑥
解得d′＝.

17. 答案　3×1022个　4×10－10m
解析　1g水中含有的水分子个数N＝·NA＝×6.0×1023个≈3×1022个
一个水分子的体积V＝＝
根据球的体积公式，有V＝πd3
联立解得d＝＝m≈4×10－10m.

18. 答案　(1)3.2×10－2kg/mol　(2)3.3×10－9m(3)2.7×1019个
解析　(1)氧气的摩尔质量为M＝NAm＝6.02×1023×5.3×10－26kg/mol≈3.2×10－2kg/mol.
(2)标准状况下氧气的摩尔体积V＝，所以每个氧气分子所占空间体积V0＝＝，而每个氧气分子占有的体积可以看成是棱长为a的立方体，即V0＝a3，则a3＝，故
a＝＝m≈3.3×10－9m.
(3)1cm3氧气的质量为
m′＝ρV′＝1.43×1×10－6kg＝1.43×10－6kg
则1cm3氧气中含有的氧气分子个数
N＝＝个≈2.7×1019个．