2019-2020学年高中物理沪科版选修3-3：1.5用统计思想解释分子运动的宏观表现 课时作业5（含解析)

1.5用统计思想解释分子运动的宏观表现
课时作业（含解析)
1．关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是指微粒的无规则运动
B．布朗运动是指液体分子的无规则运动
C．布朗运动说明了微粒分子的无规则运动
D．微粒越大，液体温度越高，布朗运动越剧烈
2．关于扩散运动和布朗运动，下列说法中正确的是：（　　）
A．扩散运动和布朗运动是由外部原因引起的液体分子的运动
B．布朗运动虽然不是分子的运动，但它能反映出分子的运动规律
C．布朗运动的剧烈程度与悬浮颗粒的大小有关，这说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关
D．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动
3．关于分子的热运动，下列说法正确的是（　　）
A．扩散现象说明分子间存在斥力
B．物体对外做功，其内能一定减少
C．温度升高，物体的每一个分子的动能都增大
D．气体密封在容积不变的容器内，若温度升高，则气体的压强增大
4．自2020年初开始，我国发生了新冠肺炎疫情。面对疫情，中华儿女众志成城，科学战“疫”，现在疫情已经得到了有效控制。2020年3月3日，国家卫健委、国家中医药管理局印发《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）的通知》，指出新型冠状病毒的传播途径：经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径，在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒，如云、雾、细菌、尘埃、烟尘等。气溶胶中的粒子具有很多动力学性质、光学性质，比如布朗运动，光的反射、散射等。关于封闭环境中的气溶胶粒子，下列说法正确的是（　　）
A．在空气中会缓慢下沉到地面
B．在空气中会缓慢上升到空中
C．在空气中做无规则运动
D．受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力
5．以下关于布朗运动的说法正确的是(
)
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚．这说明温度越高布朗运动越激烈
D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动
6．5月11日复学日，由于疫情防控需要，志愿者老师用额温枪给小明测量了额温，液晶屏显示有36.8C，如果该温度用热力学温标来表示为（
）
A．309.8K
B．36.8K
C．336.8K
D．236.2K
7．2019年12月1日，粤东农批·2019球王故里五华马拉松赛在五华粤东农批广场激情开跑。此次活动能圆满举行离不开一群可爱的志愿者，他们到了午餐时间也只是吃点自热米饭，对于自热米饭很多人还不是很了解，自热米饭盒内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，盖上盒盖便能在10～15分钟内迅速加热食品。自内热米饭的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸。有关自热米饭盒爆炸的说法，正确的是（
）
A．自热米饭盒爆炸，是盒内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．在自热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体内能增加
C．在自热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体温度降低
D．自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，标志着每一个气体分子速率都增大了
8．如图所示，关于布朗运动的实验，下列说法正确的是(
)
A．上图记录的是分子无规则运动的情况
B．上图记录的是微粒做布朗运动的轨迹
C．实验中可以看到，微粒越大，布朗运动越明显
D．实验中可以看到，温度越高，布朗运动越激烈
9．如图所示，是家庭生活中用壶烧水的情景。下列关于壶内分子运动和热现象的说法正确的是________。
A．气体温度升高，所有分子的速率都增加
B．—定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能增加
C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和
D．一定量气体如果失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
10．温度都是0℃的10克冰和10克水比较，它们的（　　）
A．分子数相同，分子无规则运动的平均动能也相同
B．质量相同，温度相同，内能也相同
C．就分子的平均动能而言，水分子较大
D．水的内能比冰大
11．美国普林斯顿大学生态学和进化生物学专业的一名一名研究生Dylan
Morris说道:"目前，新型冠状病毒主要的传播途径还是以大的呼吸道飞沫的形式出现……而不是小气溶胶悬浮颗粒，幸运的是，飞沫的重量足够大，它们不会飞很远，而是在飞行几英尺后从空中落下”。一般的工作生活条件下，
只要我们正确佩戴好口罩，做好防护措施，就不会被感染。下列有关飞沫和气溶胶在空气中的运动的说法，正确的是（
）
A．气溶胶悬浮在空气中的运动是布朗运动
B．飞沫在空气中的运动是布朗运动
C．温度越高，气溶胶在空气中的运动越剧烈
D．温度越高，飞沫在空气中的运动越剧烈
12．目前，我省已开展空气中浓度的监测工作是指空气中直径等于或小于的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害矿物燃料燃烧的排放物是形成的主要原因下列关于的说法中正确的是　　
A．的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B．在空气中的运动属于分子热运动
C．的运动轨迹只是由大量空气分子对无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的
D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小在空气中的浓度
E.必然有内能
13．气体的压强是由于组成气体的________向各个方向运动，撞击器壁而产生的；对此，我们可以通过小钢球自由落下不断撞击托盘后弹出，并使磅秤上有一持续示数的实验（如图）来进行________（选填“观察”“类比”“分析”或“综合”）．
14．组成物体的分子在做永不停息的热运动，温度升高时，分子热运动的平均动能________(选填“增大”、“不变”或“减小”).1987年2月我国研制成的超导体起始超导温度为-173℃，用热力学温度表示为______K.
15．如图为密闭钢瓶中的理想气体分子在两种不同温度下的速率分布情况，可知，一定温度下气体分子的速率呈现______（选A或B）（A“两头多中间少”或B“两头少中间多”）的分布规律；T1温度下气体分子的平均动能______（填“大于”“等于”或“小于”）T2温度下气体分子的平均动能。
16．如图所示，A、B、C三个点代表某容器一定质量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是TA、TB、TC；用NA、NB、NC分别表示这三种状态下气体分子在单位时间撞击容器壁上单位面积的次数，则
_______，_______，_______（填大于、小于或等于）
17．已知常温常压下CO2气体的密度为ρ，CO2的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则在该状态下容器内体积为V的CO2气体含有的分子数为____________．在3km的深海中，CO2浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将CO2分子看做直径为d的球，则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为_____________．
参考答案
1．A
【解析】
ABC．悬浮在液体中的固体微粒由于受到周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起无规则运动，因此布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，不是固体小颗粒分子的运动，故A正确，BC错误；
D．布朗运动是液体分子撞击的冲力不平衡而引起的，因此颗粒越小，温度越高，运动越剧烈，故D错误。
故选A。
2．B
【解析】
A．扩散现象指不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象，是由内部原因引起的分子的运动；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故A错误；
B．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，虽然不是分子的运动，但它能反映出液体分子的运动规律，选项B正确；
C．颗粒越小布朗运动越明显，分子的运动与悬浮颗粒的大小无关，故C错误；
D．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，扩散现象是分子的热运动，布朗运动不是分子的热运动，选项D错误。
故选B。
3．D
【解析】
A．扩散现象表明了一切物体的分子都在不停地做无规则运动且分子间有间隙，不能说明分子之间存在着斥力，故A错误；
B．物体对外做功，如同时从外界吸收更多的热量，根据热力学第一定律可知若吸收的热量大于对外做的功，则内能增加，故B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，不是第一个分子的动能都增大，故C错误；
D．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则分子热运动的平均动能增加，而分子数密度不变，故气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，则气体的压强增大，故D正确；
故选D。
4．C
【解析】
ABC．封闭环境中的气溶胶粒子的运动属于布朗运动，所以在空气中做无规则运动，AB错误C正确；
D．做布朗运动的粒子受力不平衡，所以才能做无规则运动，D错误。
故选C。
5．D
【解析】
A．布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动，显微镜中看到的是颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动．故A错误．
B．布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，所以布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是组成固体小颗粒的分子在做无规则运动．故B错误．
C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，是水的对流引起的，不是布朗运动，故C错误．
D．显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘，受到液体分子频繁碰撞，而出现了布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动．故D正确．
故选D。
6．A
【解析】
热力学温度T与摄氏温度t的关系是，所以该温度用热力学温标来表示为：，BCD选项错误，A正确；
故选：A。
7．C
【解析】
A.
自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，由分子动理论知，体积不变，气体分子间分子力(引力)可忽略不计，分子间相互作用力不变，选项A错误；
BC.
根据热力学第一定律，爆裂前气体温度升高，内能应增大，突然爆裂的瞬间气体对外界做功，其内能应减少，温度也会有所下降，选项B错误，C正确；
D.
自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，分子平均动能增加，但并不是每一个气体分子速率都增大，故D选项错误；
故选：C。
8．D
【解析】
AB．图中记录的微粒每隔一定时间的位置，并不是微粒做布朗运动的轨迹，更不是分子运动的轨迹，故AB错误；
C．微粒越大，表面积越大，同一时刻撞击微粒的液体分子越多，冲力越平衡，合力越小，布朗运动越不明显，故C错误．
D．实验中，温度越高，液体分子运动越激烈，使得布朗运动也越激烈，故D正确．
故选D.
9．C
【解析】
A．气体温度升高，分子的平均速率变大，但是并非所有分子的速率都增加，选项A错误；
B．—定量100℃的水变成100℃的水蒸气，因温度不变，则分子平均动能不变，选项B错误；
C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和，选项C正确；
D．一定量气体如果失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子杂乱无章的做无规则运动的缘故，选项D错误。
故选C。
10．AD
【解析】
A．10克冰和10克水，分子数相同，温度相同，分子无规则运动的平均动能也相同，故A正确；
B．的10克冰和10克水，温度相同，平均动能相同，但冰吸热融化为水，因此内能不相同，故B错误；
C．温度是平均动能的标志，温度相同，分子无规则运动的平均动能也相同，故C错误；
D．冰融化为水吸热，内能增大，因此水的内能比冰大，故D正确。
故选AD。
11．AC
【解析】
A.
气溶胶是固体小颗粒，是固体小颗粒悬浮在空气中，受到气体分子撞击不均匀造成的小颗粒的运动，它不是空气分子的运动，但可以反映空气分子的运动，是布朗运动，故A正确；
B.
飞沫重量大，布朗运动是固体小颗粒的运动，飞沫不是固体小颗粒，故其运动不能看成是布朗运动，故B错误；
C.
温度越高，布朗运动越剧烈，故气溶胶在空气中的运动越剧烈，故C正确；
D.飞沫运动不是分子运动，与分子运动无关，所以温度变化，飞沫在空气中的运动不一定越剧烈，故D错误；
故选：AC。
12．CDE
【解析】
“PM2.5”是指直径小于等于2.5μm的颗粒物，PM2.5尺度大于空气中氧分子的尺寸的数量级．PM2.5在空气中的运动是固体颗粒、是分子团的运动，不是分子的热运动．组成物质的所有分子动能与分子势能的和统称为物体内能，一切物体都有内能．
【详解】
“PM2.5”是指直径小于等于2.5μm的颗粒物，PM2.5尺度大于空气中氧分子的尺寸的数量级，A错误；PM2.5在空气中的运动是固体颗粒分子团的运动，不是分子的热运动，B错误；PM2.5的无规则运动是由于大量空气分子对其撞击碰撞的冲力不平衡和气流引起的，其轨迹由碰撞的不平衡和气流的运动决定，C正确；倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度，D正确；组成物质的所有分子热运动的动能与分子势能的总和统称为物体的内能，由于分子永不自息地做无规则，所以一切物体都有内能，可知，PM2.5必然有内能，E正确．
13．
分子
类比
【解析】
气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力；类比的思想，用台秤示数类比气体压力，是抽象问题形象化；
点睛：气体压强的产生：大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强．单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．
14．增大
100
【解析】
[1]．组成物体的分子在做永不停息的热运动，温度升高时，分子热运动的平均动能增大；
[2]．1987年2月我国研制成的超导体起始超导温度为-173℃，用热力学温度表示为273+(-173)=100K.
15．B
小于
【解析】
（1）如图所示气体的速率分布图，一定温度下气体分子的速率呈现两头少中间多，所以此空选B。
（2）温度是分子平均动能的标志，温度升高时，分子速率小的所占的百分比减小，速率大的所占百分比变大，根据图象知，T1温度下气体分子的平均动能小于T2温度下气体分子的平均动能，所以此空填小于。
16．等于
大于
大于
【解析】
第一空.因为
，根据理想气体的状态方程得：=。故第一空应该填“等于”。
第二空.因为AB过程是一个体积不变过程，压强减小，温度降低，气体分子在单位时间撞击容器壁上单位面积的次数减小，所以>，故第二空应该填“大于”。
第三空.因为BC过程是一个压强不变过程，压强体积增大，温度升高，分子撞击器壁时产生的作用力越大，但压强不变，说明气体分子在单位时间撞击容器壁上单位面积的次数减小，所以>，故第三空应该填“大于”。
17．
【解析】
试题分析：体积为V
的CO2气体质量m=ρV，则分子数．CO2浓缩成近似固体的硬胶体，分子个数不变，则该容器内CO2气体全部变成硬胶体后体积约为：
考点：阿伏伽德罗常数
【名师点睛】本题关键抓住二氧化碳气体变成固体后，分子数目不变．再根据质量与摩尔质量的关系求出分子数，即可求出固体二氧化碳的体积．