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1（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．若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的是(　　)
A．NA＝
B．
C．
D．
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r0。相距很远的两分子仅在分子力作用下，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，下列说法正确的是（　　）
A．分子间的引力逐渐减小、斥力逐渐增大
B．在r>r0阶段，F做正功，分子势能减小
C．在rD．在r=r0时，分子动能最大，分子势能为零
3．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（单位为），摩尔质量为（单位为），阿伏加德罗常数为。已知1克拉克，则（　　）
A．克拉钻石所含有的分子数为
B．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）
E.每个钻石分子的质量为
4．下列说法正确的是__________。
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性
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．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素
E.当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大
5．下列说法正确的是（　　）
A．温度相等的物体内分子的平均动能相等
B．体积相等的物体内分子的势能相等
C．质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等
D．内能较大的物体，分子热运动较激烈，分子热运动的平均动能较大
6．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．布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动
C．气体分子的运动是布朗运动
D．液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显
7．关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是花粉颗粒分子的无规则运动
B．液体温度越高，悬浮粒子越大，布朗运动越剧烈
C．布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的
D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
8．在国际单位制中，阿伏加德罗常数是NA，铜的摩尔质量是，密度是，则下列说法正确的是（　　）
A．一个铜原子的质量为
B．一个铜原子所占的体积为
C．1m3铜中所含的原子数为
D．mkg铜所含有的原子数为mNA
9．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（
）
A．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10-10m
B．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10-10m
C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力
D．若两个分子间距离越大，则分子势能亦越大
10．如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于正x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则（　　）
A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10-15m
B．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10-10m
C．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10-15m
D．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10-10m
11．在“用油膜法估测分子直径”的实验中，某同学配置好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为
V，之后又进行了下列操作，其中错误的一项是____；其余正确操作的合理顺序是____。
A．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜
B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜
C．向浅水盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S，再根据d
=估算出油酸分子直径
E.将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上
12．在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.0mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动容量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40cm的浅水盘内注入约2cm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1.0cm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，求得的油膜分子直径为________m。（结果全部取2位有效数字）
13．电压力锅是传统高压锅和电饭锅的升级换代产品，它结合了压力锅和电饭锅的优点，实现了全密封烹调，达到了省时省电的目的．
(1)如果某电压力锅的锅内气体的体积为V，气体的摩尔体积为VA，阿伏加德罗常数为NA，则锅内气体分子的个数有多少？
(2)如果压力锅正常工作时锅内的温度能保持在117
℃，此时室温为27
℃，试用热力学温度表示锅内温度和室温，并计算锅内食物升高了多少K?
14．在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气．已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：
（1）标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；
（2）它们中各有多少水分子；
（3）它们中相邻两个水分子之间的平均距离．
15．很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全．轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V＝56
L，囊中氮气密度ρ＝2.5
kg/m3，已知氮气摩尔质量M＝0.028
kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023
mol－1.试估算：
(1)囊中氮气分子的总个数N；
(2)囊中氮气分子间的平均距离．(结果保留1位有效数字)
16．请估算早上第一个到学校上学的小明走进教室时，教室里有多少个空气分子排到教室外？（假设教室里的温度和气体压强均不变，小明的体重为=60
kg，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023
mol–1，人的平均密度约为=1.0×103
kg/m3，空气的密度约为=1.29
kg/m3，且保持不变，空气的摩尔质量为=29
g·mol–1，计算结果保留两位有效数字）
参考答案
1．ACD
【解析】
AD．由于μ＝ρV，则
NA＝＝
变形得
m＝
故AD正确；
BC．由于分子之间有空隙，所以NAv＜V，水蒸气的密度为
ρ＝＜
故C正确，B错误。
故选ACD。
2．BC
【解析】
A．分子间的斥力和引力都随r减小而增大，故A错误；
B．在r>r0阶段，分子力表现为引力，两分子靠近时，F做正功，分子动能增加，分子势能减小；若两分子相距无穷远时分子势能为零，则r=r0时，分子势能为负；故B正确；
C．在rD．据BC两项分析知，在r=r0时，分子动能最大，分子势能为负，故D错误。
故选BC。
3．ACE
【解析】
AB．a克拉钻石的摩尔数为
所含的分子数为
故A正确，B错误；
CD．钻石的摩尔体积为
每个钻石分子体积为
该钻石分子直径为d，则有
由上述公式可求得
故C正确，D错误；
E．每个钻石分子的质量等于总质量除以分子个数，取一摩尔，则每个钻石分子的质量为，故E正确。
故选ACE。
4．ACD
【解析】
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性，选项A正确；
B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强作用的缘故，与气体分子间的斥力无关，选项B错误；
C．当rr0时，分子势能随着分子间距离的增大而增大；则分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，选项C正确；
D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，选项D正确；
E．当温度升高时，物体内分子的平均速率变大，并非每一个分子热运动的速率都增大，选项E错误。
故选ACD。
5．AC
【解析】
A．温度是分子的平均动能的标志，温度相等的物体内部分子的平均动能相等，故A正确；
B．体积相等的不同种类的物质，物体内部分子的势能不一定相等，故B错误；
C．物体内能与物质的量有关，质量相等的不同种类的物质，物质的量不一定相等，故C正确；
D．温度是分子的平均动能的标志，温度高的物体，内部分子热运动较激烈，分子热运动的平均动能较大，故D错误。
故选AC。
6．D
【解析】
AB.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，AB错误；
C.气体分子的运动不是布朗运动，C错误；
D.布朗运动的剧烈程度与液体的温度以及颗粒的大小有关，液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显，D正确。
故选D。
7．D
【解析】
A．布朗运动是固体小颗粒的运动，不是颗粒分子的运动，故A错误；
B．布朗运动的剧烈程度取决于温度和布朗粒子的大小，液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈，故B错误；
CD．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，故C错误，D正确。
故选D。
8．A
【解析】
A．铜的摩尔质量是，故一个铜原子的质量为
故A正确；
BC．1m3铜的质量为kg，物质的量为，故原子的个数为
1m3铜中所含的原子数为，故一个铜原子所占的体积为
故BC错误；
D．mkg铜的物质的量为，故含有的原子数目为
故D错误。
故选A。
9．A
【解析】
AB.在F-r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级10-10m时，引力等于斥力，故A正确，B错误；
C.若两个分子间距离小于e点的横坐标，分子间的斥力大于引力，则分子间的作用力表现为斥力，若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为引力，故C错误；
D.若分子力表现为引力，分子间距离越大，分子力做负功，分子势能越大；若分子力表现为斥力，分子间距离越大，分子力做正功，分子势能越小，故D错误．
10．B
【解析】
分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力变化得更快。交点e表示的是分子间的平衡位置，平衡位置的横坐标约为，故可知ab线表示斥力，cd线表示引力，故ACD错误，B正确。
故选B。
11．A
CBED
【解析】
[1]A项是错误操作，如果将一滴纯油酸滴到水面上，油不溶于水，由于液体表面张力，形成的油膜太厚不能形成单分子油膜，因此测量的厚度也不是分子直径，因此A错误。
[2]根据实验原理，可知顺序为CBED。
12．球形
单分子油膜
直径
【解析】
(1)
[1][2][3]这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径。
(2)[4]1滴溶液中纯油的体积
[5]油膜面积为
[6]油酸分子的直径
13．(1)
NA　(2)390
K　300
K　90
K
【解析】
(1)分子个数N＝nNA＝NA
(2)根据热力学温度和摄氏温度的关系，锅内温度T1＝t1＋273
K＝390
K
室温T2＝t2＋273
K＝300
K
升高的温度ΔT＝T1－T2＝90
K．
14．(1)相等
(2)
(3)
【解析】
(1)标准状况下,它们的温度均为0
℃,所以水分子与水蒸气分子的平均动能相等.
(2)体积为V的水,质量为M=ρV①
分子个数为
N=NA②
联立①?②得
N=NA③
对体积为V的水蒸气,分子个数为
N′=NA.④
(3)设相邻的两个水分子之间的平均距离为d,将水分子视为球形,每个分子的体积为V0=πd3⑤
解③?⑤得:d=⑥
设水蒸气中相邻的两个水分子之间距离为d′,将水分子占的空间视为正方体,则其体积为V′0==d3⑦
联立④?⑦得d′=.⑧
(3)
15．(1)3×1024个　(2)3×10－9
m
【解析】试题分析：先求出N2的物质量，再根据阿伏加德罗常数求出分子的总个数；根据总体积与分子个数，从而求出一个分子的体积，建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长。
(1)设N2的物质的量为n，则
氮气的分子总数
代入数据得N＝3×1024个．
(2)每个分子所占的空间为,
设分子间平均距离为a，则有V0＝a3，即，代入数据得.
点睛：本题是加强对基本概念的记忆，基本方法的学习利用，是学好3-3的基本方法。
16．排出的空气分子数为
【解析】
小明的体积为：
当他进入教室时排到室外的空气体积也为V，因此排出的空气分子数为