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3(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3(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 2020-06-19 08:57:11

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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(解析版)
1.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是(  )
A.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增加
B.一定量的理想气体的内能等于其所有分子热运动动能
C.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子平均动能增加
D.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力
2.在“用油膜法估测分子直径大小”的实验中,关于油膜面积的测量方法,下列做法正确的是(

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在玻璃板上,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,再把油膜的轮廓画在玻璃板上,然后用坐标纸去计算油膜的面积
3.关于热运动的说法中,下列正确的是(
  )
A.热运动是物体受热后所做的运动
B.大量分子的永不停息的无规则运动
C.单个分子的永不停息的无规则运动
D.温度高的物体中的分子的无规则运动
4.关于内能和机械能的下列说法中正确的是(  )
A.内能和机械能各自包含动能和势能,因此,它们在本质上是一样的
B.物体的内能和机械能均不可能为零
C.一个物体的机械能可以为零,但它的内能永远不可能为零
D.物体的机械能变化时,它的内能可以保持不变
5.下列关于热力学温度的说法中正确的是(  )
A.-33℃=240K
B.温度变化1℃,也就是温度变化1K
C.摄氏温度与热力学温度都可能取负值
D.温度由t℃升至2t℃,对应的热力学温度升高了t+273K
6.我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作,PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物,可在显微镜下观察到,它漂浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后会进入血液对人体形成危害,矿物燃料燃烧时废弃物的排放是形成PM2.5的主要原因,下列关于PM2.5的说法中正确的是(

A.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
B.温度越高,PM2.5的无规则运动越剧烈
C.PM2.5的质量越小,其无规则运动越剧烈
D.由于周围大量空气分子对PM2.5碰撞的不平衡,使其在空中做无规则运动
7.两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.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小
B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能减小
C.在r=r0时,分子势能最小,动能最大
D.在r=r0时,分子势能为零
8.如图是氧气分子在不同温度(0
℃和100
℃)下的速率分布情况,由图可得信息
A.同一温度下,氧气分子速率分布呈现出“中间多,两头少”的分布规律
B.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大
C.随着温度的升高,氧气分子中速率较小的分子所占的比例降低
D.随着温度的升高,氧气分子中速率较大的分子所占的比例降低
9.在使两个分子间的距离由很远(r>10一9m)减小到平衡距离的过程中( )
A.分子间的引力和斥力一直增大,且二者的合力也一直增大
B.分子间的引力和斥力一直增大,但二者的合力先增大后减小
C.分子间的作用力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大
D.分子间的作用力一直做正功,分子势能一直减小
10.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从a处由静止释放,则(  )
A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动
B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大
C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直减少
D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增加
11.利用“油膜法估测分子直径”实验体现了构建分子模型的物理思想,也体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量方法.
(1)某同学的操作步骤如下:
A.取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;
B.在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;
C.在浅盘内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;
D.在浅盘上覆盖带方格的透明玻璃板,描出油膜形状,算出油膜的面积.
该同学上述实验步骤中有问题的是________(填字母代号).
(2)若该同学计算出滴在水面上油酸酒精溶液中油酸的体积为V,测得单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径D=________.
12.在一次“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①往浅盆里倒入适量的水,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;
③将玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,从而估算出油酸分子直径的大小;
④将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液,用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中,每滴入75滴,量筒内的溶液增加1mL;
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;
(1)上述步骤中,正确的顺序是_____________________;
(2)这次实验中一滴油酸溶液中含有的油酸体积为___________mL。油酸膜边缘轮廓如图所示(已知图中正方形小方格的边长为1cm),则可估算出油酸分子的直径约为____________m(结果保留一位有效数字);
(3)本实验中做了三点理想化假设:①将油酸分子视为球形;②将油膜看成单分子层;③___________。做完实验后,发现所测的分子直径d明显偏大,出现这种情况的原因可能是_____________。
A.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
B.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
C.求每滴溶液体积时,1mL的溶液的滴数多计了10滴
D.油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
13.已知空气的摩尔质量,则空气分子的平均质量为多大?成年人做一次深呼吸,约吸入的空气(视为标准状态下,空气体积为),所吸入的空气分子数约为多少?(阿伏加德罗常数为,计算结果保留2位有效数字)
14.很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题,在车灯的设计上选择了氙气灯,因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍,但是耗电量仅是普通灯的一半,氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍,很多车主会选择含有氙气灯的汽车,若氙气充入灯头后的容积V=1.6L,氙气密度ρ=6.0kg/m3.已知氙气摩尔质量M=0.131kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1.试估算:(结果保留一位有效数字)
(1)灯头中氙气分子的总个数N;
(2)灯头中氙气分子间的平均距离.
15.估算法是根据日常生活和生产中的一些物理数据对所求物理量的数值和数量级大致推算的一种近似方法。请进行下列估算:(结果均保留1位有效数字)
(1)在标准状况下,水蒸气的摩尔体积,,在标准状况下,水蒸气分子的间距约是水分子直径的多少倍?
(2)在标准状况下,空气体积为,试估算标准状况下空气分子间的平均距离。
16.晶须是由高纯度单晶生长而成的微纳米级的短纤维,是一种发展中的高强度材料,具有电、光、磁、介电、导电、超导电性质。它是一些非常细、非常完整的丝状(截面为圆形)晶体。现有一根铁晶,直径,用的力能将它拉断,将铁原子当作球形处理。(铁的密度,铁的摩尔质量为,)
(1)求铁晶中铁原子的直径;
(2)请估算拉断过程中最大的铁原子力。
参考答案
1.B
【解析】
A.温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,平均速率增大,但由于分子运动是无规则的,不是所有分子的速率都增大,故A错误;
B.由于理想气体分子间作用力很小,可以忽略,则其内能等于其所有分子热运动动能,故B正确;
C.100的水变成100的水蒸气,温度不变,其分子平均动能不变,故C错误;
D.气体分子间的作用力很小,可以忽略不计,气体分子不停地做无规则运动,气体分子可以充满整个容器,如果没有约束,气体将散开,故D错误。
故选B。
2.D
【解析】
明确用“油膜法”估测分子大小的实验原理:认为油酸分子是紧密排列的,而且形成的油膜为单分子油膜,然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度即为油酸分子直径,液滴入水中后,应让油膜尽可能散开,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;
【详解】
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,无法用刻度尺去量油膜的面积,故ABC错误,D正确;
故选D.
3.B
【解析】
所谓的热运动是指大量分子的永不停息的无规则运动,并非是物体受热后所做的运动,也并不是单个分子的永不停息的无规则运动,也不是温度高的物体中的分子的无规则运动,故选B.
4.CD
【解析】
A.内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能之和,而机械能是物体的动能和重力势能或弹性势能之和,两者本质上不同,A错误;
BC.由于分子永不停息的做无规则运动,因此物体的内能不可能为零,
而机械能可能为零,B错误,C正确;
D.当物体的位置、运动速度发生变化时,机械能发生变化,而物体内部分子热运动的动能以及分子间的势能可能不变,D正确。
故选CD。
5.AB
【解析】
A.由于
可知,?33°C相当于240K,A正确;
B.由
可知
即热力学温标温度的变化总等于摄氏温标温度的变化,温度变化1℃,也就是温度变化1K,B正确;
C.因为绝对零度不能达到,故热力学温度不可能取负值,而摄氏温度可以取负值,C错误;
D.初态温度为,末态温度为,热力学温度也升高了t,D错误。
故选AB。
6.BCD
【解析】
PM2.5是固体小颗粒,不是分子,故A错误;温度越高,PM2.5的无规则运动越剧烈,故B正确;PM2.5的质量越小,其无规则运动越剧烈,故C正确;由于周围大量空气分子对PM2.
5碰撞的不平衡,使其在空中做无规则运动,故D正确.所以BCD正确,A错误.
7.AC
【解析】
A.r0为分子间的平衡距离;大于平衡距离时分子间为引力,小于平衡距离时,分子间为斥力;
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,故A正确;
B.当r小于r0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,故B错误;
C.由以上分析可知,当r等于r0时,分子势能最小,动能最大,故C正确;
D.但是由于分子势能的零势能面是人为确定的,故r等于r0时,分子势能不一定为零,故D错误.
故选AC.
8.AC
【解析】
A、根据图像可得,同一温度下,氧气分子速率分布呈现出“中间多,两头少”的分布规律,A正确
B、随着温度的升高,大部分的粒子速率是增大的,B错误
CD、随着温度的升高,氧气分子中速率较小的分子所占的比例降低,速率较大的分子所占的比例升高,C正确D错误
9.BD
【解析】
AB.
分子间的引力和斥力一直增大,且二者的合力表现为引力,先增大后减小,故A错误,B正确;
CD.
分子间的作用力表现为引力,则随分子间距减小,分子力一直做正功,分子势能一直减小,故C错误,D正确。
故选BD。
10.BC
【解析】
A、乙分子从a到b再到c的过程中,分子间的作用力一直表现为引力(F<0),所以该过程由于分子力的作用会使乙分子做加速运动,分子力做正功、分子势能减少,故选项A错误;
B、乙分子到达c处时分子力为零,加速度为零,速度最大,此时分子的动能最大、分子势能最小,故选项B正确;
C、乙分子再从c到d的过程中,分子力表现为斥力,由于分子力的作用会使乙分子做减速运动,直至速度减为零,该过程分子力做负功、分子势能增加、分子动能减少,故选项C正确,D错误.
点睛:解决本题的关键是通过分子力做功去判断动能和分子势能的变化:分子力做正功,动能增加,分子势能减小.
11.BC
V/s
【解析】
①步骤B中在量筒中滴入N滴该溶液,测出它含有的油酸的体积;步骤D中为了测量油膜的面积,应撒入痱子粉,再滴入油酸溶液.
②油酸分子直径为

12.④①②⑤③
8×10-6
8×10-10
油酸分子紧密排列无间隙
AB
【解析】
(1)[1]实验应首先测定一滴油酸溶液体积,然后准备浅水盘,形成油膜,接着描绘油膜边缘,测量油膜面积,最后计算分子直径。故正确的顺序是④①②⑤③。
(2)[2][3]一滴油酸溶液中含有的油酸体积为一滴酒精油酸溶液的体积与配置比例的乘积,即
油膜面积为
则油酸分子的直径为
(3)[4][5]本实验中做的第三点理想化假设是油酸分子紧密排列无间隙。
A.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开,则测量的面积S偏小,导致结果计算偏大,故A正确;
B.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算,则计算所用体积数值偏大,导致计算结果偏大,故B正确;
C.求每滴溶液体积时,1mL的溶液的滴数多计了10滴,则测量的纯油酸体积偏小,导致结果计算偏小,故C错误;
D.油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度变大,则会导致计算结果偏小,故D错误。
故选AB。
13.;

【解析】
设空气分子的平均质量为,阿伏加德罗常数用表示,则
要估算成年人一次深呼吸吸入的空气分子数,应先估算出吸入空气的物质的量,则
因此吸入的空气分子数为

14.(1)N个;(2)3×10-9m.
【解析】
(1)
设疝气的物质的量为n,则
疝气分子的总数:;
(2)
每个分子所占的空间为:
设分子间平均距离为a,则有:
则.
15.(1)9倍;(2)。
【解析】
(1)在标准状况下,每个水蒸气分子平均占有的空间体积为
把每个水蒸气分子所占体积看成一个小立方体分子的平均间距可以看成是相邻两个小立方体的中心间距,它等于每个小立方体的边长,即
水的摩尔体积
把水分子看成紧挨着的一个个小球,因此,其直径为
所以有

在标准状况下,水蒸气分子的间距约是水分子直径的9倍。
(2)标准状况下,空气体积为即。则每个空气分子所占空间体积为
设空气分子间的平均距离为L,由正方体模型得,即
16.(1);(2)
【解析】
(1)因为铁的摩尔质量
所以铁原子的体积
铁原子直径
(2)因原子力的作用范围在数量级,阻止拉断的原子力主要来自于断开截面上的所有原子对。当铁晶上的拉力分摊到一对铁原子上的力超过拉伸过程中的原子间最大原子力时,铁晶就被拉断。
单个原子球的截面积
铁晶断面面积
断面上排列的铁原子数
所以拉断过程中最大铁原子力