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

2019—2020学年人教版选修3-3
分子动理论
单元检测试题（解析版)
1．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
C．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的
D．分子间的引力和斥力总是随分子间距增大而增大
2．若以M表示水的摩尔质量，Vm表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏伽德罗常数，m和V分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如甲乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能EP=0）。下列说法正确的是（　　）
A．甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B．当r=r0时，分子势能为零
C．随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大
D．在r4．阿伏加德罗常数是NA
mol－1，铜的摩尔质量是μkg/mol，铜的密度是ρ
kg/m3，则下列说法不正确的是(　　)
A．1
m3铜中所含的原子数为
B．一个铜原子的质量是
C．1
kg铜所含有的原子数目是ρNA
D．一个铜原子所占的体积是
5．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能与两分子间距离的关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是（　　）
A．乙分子在P点时，加速度最大
B．乙分子在Q点时，其动能为
C．乙分子在Q点时，分子间的作用力的合力为零
D．乙分子的运动范围
6．—定质量的0
℃的冰，全部变成0
℃的水的过程中，体积减小，则它的能量变化情况是(
)
A．分子的平均动能增大，分子的势能减小
B．分子的平均动能减小，分子的势能增大
C．分子的平均动能不变，分子的势能增大
D．分子的平均动能不变，分子的势能减小
7．关于布朗运动，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．液体的温度越高，布朗运动越剧烈
C．只要时间足够长，布朗运动就会逐渐停止
D．肉眼观察到的阳光照射下的灰尘的无规则运动也是布朗运动
8．关于分子动理论的规律，下列说法正确的是(
)
A．分子直径的数量级为m
B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故
C．已知某种气体的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则该气体分子之间的平均距离可以表示为
D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能
9．关于分子力，下列说法中正确的是（
）
A．碎玻璃不能拼合在一起，说明玻璃分子间斥力起作用
B．用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞，说明气体分子间有斥力
C．固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力
D．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力
10．关于分子动理论，下列说法正确的是
A．分子的质量，分子的体积
B．扩散现象不仅可以在液体内进行，在固体间也可以进行
C．布朗运动反映了分子在永不停息地做无规则运动
D．两分子间距离大于r0时分子间的作用力只存在引力，小于r0时只存在斥力
E.两分子间距离大于r0时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大
11．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子会在水面上形成单分子层油膜。某实验小组同学要通过“油膜法”实验估算油酸分子的直径数量级，他们按照教材上的步骤进行了下面的实验：
（1）将体积为amL的纯油酸滴入到酒精中，配置成了体积为bmL的油酸酒精溶液，则该溶液的浓度为________×100％。
（2）用滴管将配制好的油酸酒精溶液逐滴的滴入到量筒中，当滴入了N滴溶液时，通过量筒读出这些液体的体积为V
mL，则一滴溶液的体积为________mL。
（3）用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入事先准备好的浅水盘中，形成单分子油膜，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示。已知坐标纸上每个小方格均为正方形，其边长为1cm。根据“数格法”（即超过半格记为1格，小于半格直接舍去），可知该油膜的面积为S
=
__m2。（结果仅保留一位有效数字）
（4）最终，根据油膜法原理可以求得油酸分子直径的数量级。
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50cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后，将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定，膜的边缘有痱子粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
②将0.1mL的油酸溶于酒精，制成200mL的油酸酒精溶液。用注射器将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1mL的油酸酒精溶液时的滴数为100滴，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
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；
(1)上述步骤中，正确排列顺序是_______（填写步骤前面的数字序号）；
(2)由题目中所给数据可以计算出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为_______，油膜面积如图所示，已知坐标纸中每一个小格的边长为1cm，由此估算出油酸分子的直径为_____m。（结果保留1位有效数字）
13．如图所示，一圆柱形绝热气缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m、横截面积为s，与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时停止加热，活塞上升了2h并稳定，此时气体的热力学温度为T1．已知大气压强为P0，重力加速度为g，活塞与气缸间无摩擦且不漏气。求：
①加热过程中气体的内能增加量；
②停止对气体加热后，在活塞上缓缓。添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好下降了h。求此时气体的温度。
14．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（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：（结果均保留一位有效数字）
(1)该液化水的质量；
(2)该液化水中含有水分子的总数N；
(3)一个水分子的直径d。
15．在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每mL溶液中有lmL油酸。用注射器测得lmL上述溶液有20滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，试求：
(1)油酸膜的面积是多少；
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少；
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。(结果保留两位有效数字)
16．一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管和。长为，顶端封闭，上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与相通；逐渐提升R直到中水银面与顶端等高，此时水银已进入，且中水银面比顶端低，如图（b）所示。设测量过程中温度、与相通的待测气体的压强均保持不变。已知和的内径均为，M的容积为，水银的密度为，重力加速度大小为。求：
(i)待测气体的压强
(ii)该仪器能够测量的最大压强
参考答案
1．C
【解析】
A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故A错误；
B．水流速度是机械运动速度，不能反映热运动情况，分子的热运动只与温度有关，与水流速度无关，故B错误；
C．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，故C正确；
D．分子间的引力和斥力总是随分子间距增大而减小，且斥力减小得更快，故D错误。
故选C。
2．C
【解析】
A．Vmρ等于水蒸气的摩尔质量，而m为每个分子的质量，故即为阿伏加德罗常数，故A错误；
B．由于水蒸气分子间距离较大，NAV并不等于水蒸气的摩尔体积，故B错误；
C．由于水蒸气分子间距离较大，NAV小于Vm，所以
故C正确；
D．单个分子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数，故D错误。
故选C。
3．D
【解析】
AB．在时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为0，故AB错误；
C．从平衡位置开始，随着分子间距离的增大，分子间作用力随分子间距离增大后减小，故C错误；
D．当时，分子力表现为斥力，当分子力减小时，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减少，故D正确。
故选D。
4．C
【解析】
1m3铜的质量为ρkg，物质量为moL，故原子个数为：N=×NA，故A正确；铜的摩尔质量是μ?kg/mol，故一个铜原子的质量是，故B正确；1?kg铜的物质量为，故含有的原子数目是×NA＝，故C错误；1m3铜中所含的原子数为，故一个铜原子所占的体积是：，故D正确；本题选错误的，故选C．
点睛：本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算，记住：物质量=质量÷摩尔质量；物质量=体积÷摩尔体积；原子个数=摩尔数×阿伏加德罗常数．
5．D
【解析】
A．乙分子在P点时，势能最小，分子力合力为零，加速度为零，A错误；
B．乙分子在Q点时，势能为0，由于总能量为0，因此其动能也为0，B错误；
C．乙分子在Q点时，分子间的作用力的合力表现为斥力，C错误；
D．当乙分子靠近甲分子的过程中，运动到Q点时，速度减小零，不能再靠近了，因此乙分子的运动范围，D正确。
故选D。
6．C
【解析】
0
℃的冰变成0
℃的水，温度不变，所以分子的平均动能不变.一定质量的0
℃的冰变成0
℃的水需要吸收热量，则水的内能增加，而分子平均动能不变，所吸收的热量用来增大分子的平均势能，故C正确。
7．B
【解析】
A.
布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，而组成颗粒的分子有成千上万个，颗粒的运动是大量分子集体的运动，并不是颗粒分子的无规则运动，也不是液体分子的运动，故A项不符合题意；
B.
悬浮在液体中的微粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著，故B项符合题意；
C.
布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不会停止，故C项不符合题意；
D.空气中飞舞的尘埃是由于空气的对流而形成的，不是布朗运动，故D项不符合题意．
8．C
【解析】
A．分子直径的数量级为10-10m，选项A错误；
B．对于气体分子间的距离远大于10r0，气体分子间不存在分子力，故选项B错误；
C．已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则一个分子的体积，把一个分子占据的空间看做立方体，则该气体分子之间的平均距离可以表示为，选项C正确；
D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度，不是内能，故D错误；
9．C
【解析】
A．碎玻璃不能拼合在一起，是由于分子间距达不到分子引力范围之内，并不是玻璃分子间斥力起作用，选项A错误；
B．用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞，是气体压强作用的缘故，不能说明气体分子间有斥力，选项B错误；
C．固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力，选项C正确；
D．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在间隔，选项D错误。
故选C。
10．BCE
【解析】
A、分子的质量，分子所占空间的体积，如果分子之间的间隙可以忽略不计，则表示的才是分子的体积;故A错误.
B、扩散现象就是物质分子的无规则运动．扩散现象不仅可以在液体内进行，在固体间也可以进行;故B正确.
C、悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，它反映了分子在永不停息地做无规则运动;故C正确.
D、分子的引力和斥力是同事存在的，两分子间距离大于r0时分子间的引力大于斥力，表现为引力，小于r0时斥力大于引力，表现为斥力;故D错误.
E、两分子间距离大于r0时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大;故E正确.
故选BCE.
11．
【解析】
(1)[1]
该溶液的浓度为
(2)[2]一滴溶液的体积为
(3)[3]总共有20个格，因此该油膜的面积为
12．②①④③
5×10-6
4×10-10
【解析】
(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②）→浅水盘中形成油膜（①）→→描绘油膜边缘（④）→测量油膜面积，计算分子直径（③），即操作步骤正确的顺序为：②①④③；
(2)[2][3]．先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例，即
由图可知，油膜的格子数约为125个，则油膜的面积约为
根据实验原理可知油酸分子直径为
13．（1）
（2）
【解析】
①等压过程气体的压强为，
则气体对外做功为
由热力学第一定律得，
解得；
②停止对气体加热后,活塞恰好下降了,气体的温度为
则初态，，热力学温度为，
末态，，热力学温度为，
由气态方程，解得．
【点睛】解答本题关键要注意：（1）确做功与热量的正负的确定是解题的关键；（2）对气体正确地进行受力分析，求得两个状态的压强是解题的关键．属于中档题．
14．（1）；（2）个；（3）m
【解析】
（1）根据
代入数据可得该液化水的质量
（2）V=1.0×103cm3水的摩尔数为
水分子数
N=nNA
联立并代入数据解得
个
（3）建立水分子的球模型设其直径为d，则可得每个水分子的体积为
又
联立并代入数据得水分子直径
m
15．(1)132cm2；(2)；(3)
【解析】
(1)面积超过正方形一半的正方形的个数为132个，则油酸膜的面积约为
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为
(3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为
16．(i)(ii)
【解析】
(i)中气体等温变化。初态为
末态为
由等温变化有
解得
(ii)气体等温变化。初态为
末态为
有，解得