2019—2020学年高中物理人教版选修3-3:第七章 分子动理论 单元检测试题(解析版)

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名称 2019—2020学年高中物理人教版选修3-3:第七章 分子动理论 单元检测试题(解析版)
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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 2020-06-18 20:38:21

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2019—2020学年人教版选修3-3
分子动理论
单元检测试题1(解析版)
1.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)
2.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法错误的是(  )
A.在r>阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小
B.在r<阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小
C.在r=时,分子势能最小,动能最大
D.分子动能和势能之和在整个过程中不变
3.下列说法中正确的是(  )
A.物体的内能变化,它的温度并不一定发生变化
B.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均增大
C.当分子间距离增大时,分子势能一定增大
D.布朗运动就是液体分子的无规则运动
4.某固体物质的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏伽德罗常数为NA,则每个分子的质量和分子直径分别为(

A.,
B.,
C.,
D.,
5.关于分子动理论,下列说法中正确的是(

A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的
C.当r=r0时,分子间的引力和斥力均为零
D.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均增大
6.关于分子动理论,下列说法中正确的是(  )
A.花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子在永不停息地做无规则运动
B.悬浮颗粒越大,同一时刻与它碰撞的液体分子越多,布朗运动越不明显
C.物体的温度越高,分子平均动能越大
D.一定质量的冰变成同温度的水,内能一定增加
7.下列说法正确的是(  )
A.用温度计测量温度是根据热平衡的原理
B.温度相同的棉花和石头相接触,需要经过一段时间才能达到热平衡
C.若a与b、c分别达到热平衡,则b、c之间也达到了热平衡
D.两物体温度相同,可以说两物体达到热平衡
8.若以表示水的摩尔质量,表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,表示在标准状态下水蒸气的密度,为阿伏加德罗常数,、分别表示每个水分子的质量和体积,下面四个关系式中正确的是(

A.
B.
C.
D.
9.关于分子运动,下列说法中正确的是(  )
A.扩散现象说明了分子间存在着空隙
B.悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越不明显
C.悬浮在液体中的固体微粒的布朗运动是固体颗粒分子无规则运动的反映
D.布朗运动的剧烈程度跟温度有关,因此也可以叫做热运动
10.下列说法中正确的是_______。
A.甲物体温度比乙物体温度高,则甲物体的分子平均速率比乙物体的大。
B.在两个分子间的距离由很远()减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增大后减小
C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,且温度越高,扩散进行得越快
E.
热量可以从低温物体传递到高温物体
11.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入标注250mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250mL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1mL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2cm×2cm。
(1)由图可以估算出油膜的面积是________cm2(保留2位有效数字),由此估算出油酸分子的直径是________m(保留1位有效数字)。
(2)在实验中发现,将油酸酒精溶液从离水平面大约2cm高度处滴入水面形成油膜时,油膜的面积会先扩张后又收缩了一些,这是为什么呢?请写出你分析的原因:________
12.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤
①往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是___;(填写步骤前面的数字)
(2)将的油酸溶于酒精,制成的油酸酒精溶液;测得的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是。由此估算出油酸分子的直径为___m;(结果保留1位有效数字)
(3)用油膜法测分子直径的实验中做了哪些科学的近似___
A.把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜
B.把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子
C.将油膜视为单分子油膜,但需要考虑分子间隙
D.将油酸分子视为立方体模型。
13.空调在制冷过程中,室内水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水,经排水管排走,空气中水分越来越少,人会感觉干燥。某空调工作一段时间后,排出液化水的体积V=1.0×103cm3。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=6.0×1023mol-1。试求:(结果均保留1位有效数字)
(1)该液化水中含有水分子的总数N;
(2)一个水分子的直径d。
14.空气的摩尔质量M=29g/mol,则空气中气体分子的平均质量为多少?标况下,成年人做一次深呼吸约吸入450cm3的空气,试估算做一次深呼吸,吸入的空气质量是多少?所吸入的气体分子数大约是多少?(阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1
,标况下Vm=22.4L/mol)(结果取两位有效数字)。
15.已知水的密度,摩尔质量,阿伏伽德罗常数估算:
(1)每个水分子的质量;
(2)每个水分子所占的体积.(计算结果保留两位有效数字)
16.研究分子势能是研究物体内能的重要内容。已知某物体中两个分子之间的势能Ep与两者之间距离r的关系曲线如图所示。
(1)由图中可知,两分子间距离为r0时,分子势能最小,请说出r=r0时两分子间相互作用力的大小,并定性说明曲线斜率绝对值的大小及正负的物理意义;
(2)假设两个质量相同的分子只在分子力作用下绕两者连线的中点做匀速圆周运动,当两者相距为r1时,分子的加速度最大,此时两者之间的分子势能为Ep1,系统的动能与分子势能之和为E。请在如图所示的Ep—r曲线图象中的r轴上标出r1坐标的大致位置,并求出此时两分子之间的分子作用力大小。
参考答案
1.C
【解析】
AB.?a克拉钻石的摩尔数为:n=0.2a/mmol,所含的分子数为:N=nNA=0.2aNA/mmol,故A错误,B错误;
CD.
钻石的摩尔体积为:V=m3/mol
每个钻石分子体积为:V0=
该钻石分子直径为d,则:V0=
由上述公式可求得:d=(单位为m)故C正确,D错误
故选:C
【点睛】
通过求解出a克拉钻石的摩尔数,求解出所含分子数;利用摩尔体积求解出每个分子的体积,再根据球的体积公式计算出分子直径.
2.B
【解析】
A.r大于平衡距离,分子力表现为引力,相互靠近时F做正功,分子动能增加,势能减小,A正确;
B.当r小于时,分子间的作用力表现为斥力,F做负功,分子动能减小,势能增加,B错误;
C.由以上分析可知,当r等于时,分子势能最小,动能最大,C正确;
D.由于没有外力做功,分子动能和势能之和在整个过程中不变,D正确。
本题选错误的,故选B。
3.A
【解析】
A.物体的内能变化,它的温度并不一定发生变化,如0℃的冰融化为0℃的水要吸热,内能增加,故A正确;
B.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,故B错误;
C.分子力做功等于分子势能的减小量,当在r>r0范围内,分子间距离增大时,分子势能减小,故C错误;
D.布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动,反映了周围液体分子的无规则运动,故D错误。
故选A。
4.D
【解析】
每个分子的质量
摩尔体积为
每个分子的体积
又分子的体积
所以分子的直径,故D正确,ABC错误。
故选D。
5.B
【解析】
A.布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动,故A错误;
B.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的,故B正确;
C.当r=r0时,分子间的引力和斥力大小相等,方向相反,但两力均不为零,故C错误;
D.当分子间距增大时,分子间的引力和斥力均减小,故D错误。
故选B。
6.BCD
【解析】
A.花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子在永不停息地做无规则运动,选项A错误;
B.悬浮颗粒越大,同一时刻与它碰撞的液体分子越多,布朗运动越不明显,选项B正确;
C.温度是分子平均动能的标志,则物体的温度越高,分子平均动能越大,选项C正确;
D.一定质量的0℃冰变成同温度的水要吸收热量,内能一定增加,选项D正确。
故选BCD。
7.AC
【解析】
A.用温度计测量温度的原理是根据热平衡的原理,当两物体达到热平衡状态时,它们的温度相同,A正确;
B.温度相同的棉花和石头相接触,不会发射热传递,B错误;
C.若a与b、c分别达到热平衡,说明a与b、c温度相同,故b、c之间也达到了热平衡,C正确;
D.两个彼此接触的物体温度相同,两个物体达到热平衡,D错误。
故选AC。
8.AC
【解析】
A.,故选项A正确;
B.对水蒸气,由于分子间距的存在,并不等于摩尔体积,故选项B错误;
C.单个分子的质量=摩尔质量÷阿伏伽德罗常数,故选项C正确;
D.对水蒸气,由于分子间距的存在,摩尔体积处于阿伏加德罗常数等于每个分子占据的空间体积,但并不等于分子体积,故选项D错误;
故选AC。
9.AB
【解析】
A.不同物质分子彼此进入对方的现象是扩散现象,扩散现象说明了分子间存在着空隙,A正确;
B.布朗运动是悬浮在液体中的微粒受到液体分子的各个方向的撞击而产生的不规则的运动,微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,各个方向的撞击越趋向均衡,布朗运动越不明显,B正确;
CD.布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动,是由大量液体分子撞击形成的,是液体分子无规则运动的反映,布朗运动是固体微粒的无规则运动,不是热运动,CD错误。
故选AB。
10.CDE
【解析】
甲物体温度比乙物体温度高,则甲物体的分子平均动能比乙物体的平均动能大,但分子质量大小不确定,所以甲物体的分子平均速率不一定比乙物体大,故A错误;在两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增大、后减小、再增大,故B错误;分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大,故C正确;扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,且温度越高,扩散进行得越快,故D正确;热量可以从低温物体传递到高温物体,但要引起其它变化,例如电冰箱工作时就是热量可以从低温物体传递到高温物体,但消耗了电能,故E正确。
11.2.6×102
8×10-10
水面受到落下油滴的冲击,先陷下后恢复水平,因此油膜的面积扩张;而后溶液中酒精挥发,使液面收缩
【解析】
(1)[1][2].由图可知,油膜的面积大约为65个格子,其面积为
S=65×2cm×2cm=2.6×102cm2
两滴油酸溶液含纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
(2)[3].水面受到落下油滴的冲击,先陷下后恢复水平,因此油膜的面积扩张;而后溶液中酒精挥发,使液面收缩.
12.④①②⑤③
【解析】
(1)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。
(2)用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积,恰好就是油酸分子的直径。
(3)明确“用油膜法估测分子的大小”的实验原理:油酸以单分子呈球型分布在水面上,且一个挨一个,从而由油酸的体积与油膜的面积相除求出油膜的厚度,即可正确解答。
【详解】
(1)
[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:
配制酒精油酸溶液(教师完成,记下配制比例)测定一滴酒精油酸溶液的体积(题中的④准备浅水盘(①)形成油膜(②)描绘油膜边缘(⑤)测量油膜面积(③)计算分子直径(③)
故选④①②⑤③。
(2)[2]先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积
分子直径
(3)[3]在“用油膜法估测分子的大小”实验中,做这样的近似:
①油膜是呈单分子分布的;②把油酸分子看成球形;③分子之间没有空隙,紧密排列;故A、B正确,C、D错误;
故选AB。
【点评】
本题是以油酸分子呈球型分布在水面上,且一个靠着一个,分子之间无间隙,油膜为单层分子,从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度。
13.(1)3×1025个;(2)4×10-10
m
【解析】
(1)水的摩尔体积为
水分子数
(2)建立水分子的球体模型有
可得水分子直径
14.,,个
【解析】
根据题意可得空气分子的平均质量为
成年人做一次深呼吸吸入的空气质量
这些空气含有的分子为数为


15.(1)m=3.0×10kg
;(2)V=3.0×10m
【解析】
(1)摩尔质量即阿伏伽德罗常数个分子的总质量,所以
每个水分子的质量
m=
代入数据解得:
m=3.0×10kg
(2)摩尔体积就是摩尔质量除以摩尔密度,也就等于阿伏伽德罗常数个分子的总体积
每个水分子所占的体积
V=
代入数据解得
V=3.0×10m
16.(1)当r=r0时两分子间相互作用力0,曲线斜率绝对值的大小表示分子间作用力的大小,曲线斜率为正时,分子力表现为引力,曲线斜率为负时,分子力表现为斥力;(2)见解析,此时两分子之间的分子作用力大小为
【解析】
(1)分子力包括分子引力和分子斥力,这两个力的合力就是分子间相互作用力,有
根据能量守恒,分子势能的减少量等于分子作用力做的功,即
图像斜率为
由图象可知,分子间距离为时,分子势能最小,;当小于时,分子势能随的增大而减小,作用力表现为斥力,此时图像斜率为负,当大于时,分子势能随的增大而增大,作用力表现为引力,此时图像斜率为正,当时,分子间作用力为零,此时图像斜率为零;根据上述分析,曲线斜率绝对值的大小表示分子间作用力的大小,曲线斜率为正时,分子力表现为引力,曲线斜率为负时,分子力表现为斥力。
(2)由于做的是匀速圆周运动,分子作用力表现应该是引力,此时分子的加速度最大,即分子力最大,故在势能与两者之间距离的关系曲线中,在右边曲线斜率最大的点上,如下图所示
由题意可知
联立解得