选择性必修 第三册第1章 　分子动理论　内能　用油膜法估测分子的大小 Word版含解析

1.(多选)下列叙述正确的是
(　　)
A.扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动
B.布朗运动就是液体分子的运动
C.分子间距离增大,分子间的引力和斥力一定都减小
D.物体的温度越高,分子运动越激烈,每个分子的动能一定都越大
E.两个铅块压紧后能连在一起,说明分子间有引力
2.(多选)我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作.PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5
μm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,吸入后对人体产成危害.矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要原因.下列关于PM2.5的说法中正确的是
(　　)
A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C.PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流运动决定的
D.倡导低碳生活,减少煤和石油等燃料的使用,能有效减小PM2.5在空气中的浓度
E.PM2.5一定有内能
3.(多选)关于物体的内能,下列叙述中正确的是
(　　)
A.温度高的物体比温度低的物体内能大
B.物体的内能不可能为零
C.内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同
D.内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能相同
E.物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关
4.(多选)下列说法正确的是
(　　)
A.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏伽德罗常数
B.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显
C.在使两个分子间的距离由很远(r>10-9
m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
D.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有分子的速率都增大
E.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关
5.(多选)关于分子动理论的基本观点和实验依据,下列说法正确的是
(　　)
A.大多数分子直径的数量级为10-10
m
B.扫地时扬起的尘埃在空气中的运动不是布朗运动
C.悬浮在液体中的微粒越大,布朗运动就越明显
D.在液体表面分子力表现为引力
E.随着分子间距离的增大,分子势能一定增大
6.(多选)将一个分子P固定在O点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放,两分子之间的作用力与间距关系的图像如图K32-1所示,则下列说法正确的是(　　)
图K32-1
A.分子Q由A点运动到C点的过程中,先加速再减速
B.分子Q在C点时分子势能最小
C.分子Q在C点时加速度大小为零
D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中,加速度先增大后减小再增大
E.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律
7.(多选)[2019·四川南充高中模拟]
关于热现象和热学规律,以下说法正确的是
(　　)
A.布朗运动表明,构成悬浮微粒的分子在做无规则运动
B.两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小
C.热量可以从低温物体传递到高温物体
D.物体的摄氏温度变化1
℃,其热力学温度变化273
K
E.两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,它们的分子势能先减小后增大
8.(多选)甲分子固定在坐标原点O,只在两分子间的作用力作用下,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep随两分子间距离x的变化关系如图K32-2所示,设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0,则下列说法正确的是
(　　)
图K32-2
A.乙分子在P点时加速度为0
B.乙分子在Q点时分子势能最小
C.乙分子在Q点时处于平衡状态
D.乙分子在P点时动能最大
E.乙分子在P点时,分子间引力和斥力大小相等
9.(多选)如图K32-3所示,横轴r表示两分子间的距离,纵轴F表示两分子间引力、斥力的大小,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.下列说法正确的是
(　　)
图K32-3
A.ab为引力曲线,cd为斥力曲线
B.ab为斥力曲线,cd为引力曲线
C.若两分子间的距离增大,则分子间的斥力减小得比引力更快
D.若r=r0,则分子间没有引力和斥力
E.当分子间距从r0开始增大时,分子势能一定增大
10.(多选)两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力,它们随分子之间距离r的变化关系如图K32-4所示.图中虚线是分子斥力和分子引力曲线,实线是分子合力曲线.当分子间距为r=r0时,分子之间合力为零,则图K32-5中关于该两分子组成系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线可能正确的是
(　　)
图K32-4
图K32-5
11.(多选)一般情况下,分子间同时存在分子引力和分子斥力.若在外力作用下两分子的位置不能再靠近时,固定甲分子不动,乙分子可自由移动,去掉外力后,当乙分子运动到很远时,速度为v,则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m)
(　　)
A.乙分子的动能变化量为mv2
B.分子力对乙分子做的功为mv2
C.分子引力比分子斥力多做的功为mv2
D.分子斥力比分子引力多做的功为mv2
E.乙分子克服分子力做的功为mv2
12.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,某同学操作步骤如下:
①取一定量的无水酒精和油酸,配制成一定浓度的油酸酒精溶液;
②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;
③在蒸发皿内盛一定量的水,再滴入一滴溶液,待散开稳定;
④在蒸发皿上覆盖玻璃板,描出油酸薄膜形状,用透明方格纸测量油酸薄膜的面积.
请指出错误或有遗漏的步骤,并改正其错误:
错误的步骤:　;?
有遗漏的步骤:　.?
13.测量分子大小的方法有很多,如油膜法、显微法.
(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,用移液管量取0.25
mL油酸,倒入标注250
mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250
mL的溶液.然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入50滴溶液,溶液的液面达到量筒中1
mL的刻度,再用滴管取配好的油酸酒精溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1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K32-6甲所示.坐标格中每个小正方形方格的大小为2
cm×2
cm.由图可以估算出油膜的面积是　　　　
cm2,由此估算出油酸分子的直径是　　　　m(结果保留一位有效数字).?
图K32-6
(2)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片.这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10-8
m的圆周而组成的.由此可以估算出铁原子的直径为　　　　m(结果保留两位有效数字).?
1.ACE　[解析]
扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动,选项A正确;布朗运动是液体分子无规则运动的反映,不是液体分子的运动,选项B错误;分子之间同时存在着引力和斥力,分子间距离增大时,引力和斥力均减小,选项C正确;物体的温度越高,分子运动越激烈,分子平均动能越大,但并非每个分子的动能一定都越大,选项D错误;两个铅块压紧后,由于分子间存在引力,所以能连在一起,选项E正确.
2.CDE　[解析]
PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5
μm的悬浮颗粒物,大于氧分子尺寸的数量级,A错误;PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动,不是分子的热运动,B错误;PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子碰撞的不平衡和气流运动共同决定的,C正确;减少矿物燃料的燃烧,能有效减小PM2.5在空气中的浓度,D正确;PM2.5是大量分子组成的颗粒物,一定具有内能,E正确.
3.BDE　[解析]
温度高低反映分子平均动能的大小,但对于不同物体,分子数目和所处物态不明确时,无法比较内能的大小,选项A错误;由于分子都在做无规则运动,因此任何物体的内能都不可能为零,选项B正确;内能相同的物体,它们的分子平均动能不一定相同,选项C错误;内能不同的两个物体,它们的温度可能相同,即它们的分子平均动能可能相同,选项D正确;物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关,选项E正确.
4.ADE　[解析]
只要知道水的摩尔质量M和水分子的质量m,就可以计算出阿伏伽德罗常数NA=,故A正确;悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,受力越趋于平衡,布朗运动越不明显,B错误;在使两个分子间的距离由很远(r>10-9
m)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,分子势能先减小后增大,C错误;温度是分子平均动能的标志,温度高说明分子平均动能增大,不代表所有分子的动能都增大,故D正确;根据分子动理论的统计规律可知,物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关,故E正确.
5.ABD　[解析]
大多数分子直径的数量级为10-10
m,选项A正确;扫地时尘埃在空气中的运动是由空气的流动造成的,不是布朗运动,选项B正确;悬浮在液体中的微粒越大,布朗运动就越不明显,选项C错误;液体表面分子之间距离较大,分子力表现为引力,选项D正确;分子势能变化与分子力做功有关,在平衡距离以内,斥力大于引力,分子力表现为斥力,若在此范围内分子间距离增大,则分子力做正功,分子势能减小,在平衡距离以外,引力大于斥力,分子力表现为引力,若分子间距离增大,则分子力做负功,分子势能增大,选项E错误.
6.BCD　[解析]
分子Q由A点运动到C点的过程中,一直受引力作用,速度一直增大,动能增加,分子势能减少,在C点的分子势能最小,选项A错误,B正确;分子Q在C点时受到的分子力为零,故在C点时的加速度大小为零,选项C正确;分子Q由A点释放后运动到C点过程中,受到先增大后减小的引力,然后再向C点左侧运动时则受到逐渐增大的斥力,故加速度先增大后减小再增大,选项D正确;此图只能表示固、液两种状态下分子力随分子间距变化的规律,气体分子间距一般大于10r0,选项E错误.
7.BCE　[解析]
布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动,表明液体分子在做无规则运动,选项A错误;两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,选项B正确;根据热力学第二定律可知,热量可以从低温物体传递到高温物体,但要引起其他的变化,选项C正确;物体的摄氏温度变化1
℃,其热力学温度变化1
K,选项D错误;两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,它们的分子势能先减小后增大,选项E正确.
8.ADE　[解析]
由图像可知,乙分子在P点时,分子势能最小,此时乙分子受力平衡,甲、乙两分子间引力和斥力大小相等,乙分子所受合力为0,加速度为0,A、E正确;乙分子在Q点时的分子势能为0,大于乙分子在P点时的分子势能,B错误;乙分子在Q点时,与甲分子间的距离小于平衡距离,分子引力小于分子斥力,合力表现为斥力,所以乙分子在Q点时合力不为0,故不处于平衡状态,C错误;乙分子在P点时,其分子势能最小,由能量守恒定律可知,此时乙分子动能最大,D正确.
9.ACE　[解析]
因为斥力比引力变化得更快,所以ab为引力曲线,cd为斥力曲线,故A、C正确,B错误;
当r=r0时,分子引力和分子斥力大小相等,其合力为零,故D错误;r=r0是平衡位置,分子势能最小,当r从r0开始增大时,分子力表现为引力,分子力做负功,分子势能增大,故E正确.
10.BC　[解析]
当分子间距r>r0时,分子间表现为引力,此时分子间距r减小,则分子力做正功,分子势能减小,当r11.ABD　[解析]
当甲、乙两分子间距离最小时,两者都处于静止状态,当乙分子运动到分子力的作用范围之外时,乙分子不再受力,此时速度为v,故在此过程中乙分子的动能变化量为mv2,选项A正确;在此过程中,分子斥力始终做正功,分子引力始终做负功,即W合=W斥-W引,由动能定理得W斥-W引=mv2,故分子力对乙分子做的功为mv2,分子斥力比分子引力多做的功为mv2,选项B、D正确.
12.见解析
[解析]
要测出一滴油酸酒精溶液的体积,需要在量筒中滴入N滴溶液,测出其体积V,则一滴该溶液的体积为V1=.
为了使一滴油酸酒精溶液散开后界面比较清晰,要在水面上先撒上痱子粉.
因此错误的步骤是:②应在量筒中滴入多滴溶液后测量它的体积;
有遗漏的步骤是:③为能看清油膜的形状,要先在水面上撒上薄薄的一层痱子粉,再滴入油酸酒精溶液.
13.(1)256　8×10-10　(2)9.4×10-10
[解析]
(1)数油膜的正方形格数,大于半格的算一格,小于半格的舍去,得到油膜的面积S=64×2
cm×2
cm=256
cm2.溶液浓度为,每滴溶液体积为
mL,1滴溶液中所含油酸体积为V=2×10-5
cm3,油膜厚度即油酸分子的直径是d=≈8×10-10
m.
(2)直径为1.43×10-8
m的圆周周长为D=πd≈4.49×10-8
m,可以估算出铁原子的直径为d'=
m≈9.4×10-10
m.