2019—2020学年高中物理教科版选修3-3：第一章 分子动理论与统计思想 单元检测试题2（解析版）

分子动理论与统计思想
单元检测试题（解析版)
1．下列说法正确的是（
）．
A．扩散现象说明分子间存在斥力
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．悬浮颗粒越大，布朗运动越显著
D．液体温度越高，布朗运动越显著
2．关于布朗运动，下列说法中正确的是
A．布朗运动反映了花粉颗粒内部分子的无规则运动
B．悬浮在水中的花粉颗粒越大，布朗运动就越明显
C．温度升高，布朗运动和分子热运动都会变得剧烈
D．布朗运动是由于液体各个部分的温度不同引起的
3．下列关于布朗运动的说法，正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力
D．观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈
4．假如全世界60亿人同时数1
g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol－1)
A．10年
B．1千年
C．10万年
D．1千万年
5．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物。某检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料，以下叙述正确的是（　　）
A．PM10表示直径小于或等于1.0×10-6m的悬浮颗粒物
B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力
C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大
6．在“油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的单分子层，这体现的物理思想方法是（　　）
A．等效替代法
B．控制变量法
C．理想模型法
D．累积法
7．铜摩尔质量为M，密度为?，阿伏加德罗常数为NA；1个铜原子所占的体积是（
）
A．
B．
C．
D．
8．关于分子动理论，下列说法正确的是（
）
A．分子直径的数量级约为10-15m
B．压缩气体时，要用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ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则单位体积的分子数为
D．水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动
9．在用油膜法估测分子大小的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为，且滴溶液体积为。现取1滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为的坐标纸上，算出油膜的面积。关于本实验，下列说法正确的是（　　）
A．不用痱子粉，直接将1滴溶液滴入浅水盘也可以完成实验
B．水面上形成的油酸薄膜的体积为
C．估测油酸分子的直径为
D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数以计算油膜的面积采用的是近似法
E.用配制的油酸酒精溶液的原因是因为易于形成油酸的单分子油膜
10．如图所示，甲分子固定在坐标系原点O，只在两分子间的作用力下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能EP与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示，设分子间所具有的总能量为0，则（
）
A．乙分子在Q点时处于平衡状态
B．乙分子在P点时动能最大
C．乙?分子在P点时加速度为零
D．乙分子在Q点时分子势能最小
11．小明同学在“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，具体操作如下：
①取油酸0.3mL注入500mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500mL的刻度为止，用玻璃棒充分搅动使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。
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1.0mL为止，恰好共滴了100滴。
③在边长约35cm的浅盘内注入约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，在玻璃板上绘出油膜的形状。
⑤将画有油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86个，大于半格的有14个，小于半格的有16个。
（ⅰ）利用上述具体操作中的有关数据可知，一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为_________，求得的油膜分子直径为_________m。（结果均保留两位有效数字）
（ⅱ）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的_________（填选项字母）。
A．摩尔质量
B．摩尔体积
C．质量
D．体积
12．（1）利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是___________
A．一滴油的体积和它的密度
B．一滴油的体积和它散成油膜的最大面积
C．一滴油的质量和它的密度
D．一滴油形成油膜的厚度和它的密度
（2）某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于_____
A．油酸中含有大量酒精
B．将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
C．计算油膜面积时，把所有不足一格的方格都看成一格了
D．水面上痱子粉撒得多，油膜面展的太开
（3）油酸酒精溶液的浓度为p，用滴管向量筒内滴n滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1cm3，若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。若油酸薄膜的面积约为S；根据上述数据，估算油酸分子的的直径为____________m。
13．某同学在做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，将V0=1mL的油酸溶于酒精制成V=500mL的油酸酒精溶液，若1mL的油酸酒精溶液有70滴，试估算一滴油酸酒精溶液中油酸分子的个数．已知阿伏伽德罗常数为NA=6×1023mol-1，油酸的摩尔体积为Vm=314mL/mol．（结果保留两位有效数字）
14．目前，环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台．再严重下去，瓶装纯净空气也会上市．设瓶子的容积为500
mL，空气的摩尔质量M＝29×10－3
kg/mol.按标准状况计算，NA＝6.0×1023
mol－1，试估算：
(1)空气分子的平均质量是多少？
(2)一瓶纯净空气的质量是多少？
(3)一瓶中约有多少个气体分子？
15．已知地球的半径R=6.4×106m,地球表面重力加速度g=9.8m/s2,大气压Po=1.0×105Pa,空气的平均摩尔质量M=2.9×10-2kg/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1,在下列问题的探索中还可以查用其他数据．（结果保留两位有效数字）
（1）估算地球周围大气层的空气分子数
（2）假如把地球大气全部变为液体而分布在地球表面，地球的体积将增加多少？
16．试估算（1）水分子的直径（2）标准状态下气体分子间的平均距离．
(水，水，球
，为直径，
)（保留一位有效数字）
参考答案
1．D
【解析】
扩散现象说明了分子间存在间隙，分子在做永无停息的无规则运动，故A错；布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，故B错；悬浮颗粒越小，布朗运动越显著，故C错；液体温度越高，布朗运动越显著，故D正确．故选D．
2．C
【解析】
布朗运动是花粉颗粒的无规则运动，表明了液体分子的无规则运动，选项A错误；悬浮在水中的花粉颗粒越小，布朗运动就越明显，选项B错误；温度升高，布朗运动和分子热运动都会变得剧烈，选项C正确；布朗运动是由于液体分子对悬浮在液体表面的花粉颗粒的不平衡的撞击引起的，选项D错误.
3．D
【解析】
AB．布朗运动是指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反映，选项AB错误；
C．布朗运动不能说明液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力，选项C错误；
D．观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈，选项D正确。
4．C
【解析】
1
g水的分子个数个，则完成任务所需时间t=
=6×1018小时，约为1000年．
5．C
【解析】
A．由题意知：PM10表示直径小于或等于的10μm=10-5m悬浮颗粒，故A错误；
BCD．由题意知，PM10、PM2.5是直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物，在空气分子作用力的合力作用下做无规则运动，合力不可能始终大于其受到的重力，所以PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动，PM10、PM2.5的浓度随高度的增加略有减小，故C正确，BD错误。故选C。
6．C
【解析】
考查实验“用油膜法估测分子大小”。
【详解】
在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的，估算出油膜面积，从而求出分子直径，这里用到的方法是：理想模型法。C正确，ABD错误。
故选C。
7．A
【解析】
铜的摩尔体积
1个铜原子所占的体积
A．，与结论相符，选项A正确；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
8．C
【解析】
A.分子大小通常其直径是在10-10m的数量级，选项A错误；
B.气体分子的平均距离较大，一般是分子直径数量级的十倍，故分子间基本不考虑相互作用力。而压缩气体之所以要用力，是因为要对气体做功，选项B错误；
C.
已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，可知气体的摩尔体积，已知阿伏加德罗常数为NA，则单位体积的分子数为，选项C正确；
D.分子永不停息地做无规则运动，水结为冰后水分子热运动剧烈程度降低，但不会停止热运动，选项D错误。
故选C。
9．BDE
【解析】
A．由于油酸薄膜在水面上不易观察，撒痱子粉是为了便于确定油酸薄膜的轮廓，A错误；
B．1滴溶液中油酸酒精溶液的体积为，1滴溶液中油酸的体积为，即水面上形成的油酸薄膜的体积为，B正确；
C．将油酸分子看作球体且一个一个的单层排列，忽略空隙，估测油酸分子的直径为
C错误；
D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以作为油膜的面积，采用的是近似法，D正确；
E．因为纯油酸粘滞力较大，很难形成单分子油膜，油酸酒精溶液滴在水面上，酒精易挥发，易形成油酸的单分子油膜，E正确。
故选BDE。
10．BC
【解析】
ACD.由图看出，乙分子在P点（x=x2）时，分子势能最小，此时分子位于平衡位置，分子力为零，则加速度为零，故C正确，AD错误。
B.乙分子在P点（x=x2）时，分子势能最小，由能量守恒定律则知，分子的动能最大。故B正确。
11．
B
【解析】
（ⅰ）[1][2]．一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
形成油膜的面积为
油膜的厚度可视为油酸分子的直径，则
。
（ⅱ）[3]．设一个油酸分子体积为，则
由可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油酸的摩尔体积，故B正确。
12．B
B
【解析】
（1）[1]．根据实验原理：油酸分子是紧密排列的，在水面上形成单分子油膜，用纯油酸的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．所以需要测量的量有纯油酸的体积和纯油酸在水面上形成油膜的面积．故B正确，ACD错误．
故选B．
（2）[2]．计算油酸分子直径的公式是，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．
A、计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故A错误；
B、计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸，体积偏大，则d偏大，故B正确；
C、计算油膜面积时，把所有不足一格的方格都看成一格了，S将偏大，故得到的分子直径将偏小，故C错误；
D、水面上痱子粉撒得较多，油膜展的太开，则测量面积偏大，根据公式可知，测出的直径偏小，故D错误。
故选B。
（3）[3]．每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积
薄膜的面积S；把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则分子的直径为
13．
【解析】
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为：
一滴油酸溶液中油酸分子的个数为：
14．(1)4.8×10－26kg　(2)6.5×10－4kg　(3)1.3×1022个
【解析】
试题分析：根据摩尔质量与阿伏伽德罗常数求出空气分子的平均质量．
根据瓶子的体积求出瓶中气体的摩尔数，结合摩尔质量求出一瓶纯净空气的质量．根据瓶中分子质量求出分子数．
（1）空气分子的平均质量为：
（2）瓶中气体的质量为：
(3)分子数个．
点睛：解决本题的关键知道摩尔质量、质量、摩尔数之间的关系，知道分子数等于质量与分子质量的比值．分子数也可以通过摩尔量与阿伏伽德罗常数的乘积求解．
15．(1)；(2)
【解析】
(1)因为大气压强是由大气的重力产生的，所以大气的总质量为：
地球周围大气层中空气分子总数为：
；
(2)
虽然各种液体的密度不同，但数量级都是103kg/m3，故我们认为液化空气的密度数量级也是103kg/m3，可得液化空气的体积为：
.
16．(１）（2）
【解析】
解：(1)水的摩尔体积：
阿伏伽德罗常数是，故水分子的体积：
将水分子看成球形，则
解得：
(2)在标准状态下，1mol任何气体的体积都是：V=22.4L
则每个气体分子平均占有的空间大小为：
将每个气体分子占据的空间看成立方体形，则
解得：