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3（解析版）

分子动理论与统计思想
单元检测试题（解析版)
1．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．a克拉钻石所含有的分子数为
B．a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
D．每个钻石分子直径的表达式为?单位为
2．下列四种现象中属于扩散现象的是（
）
①海绵状塑料可以吸水
②揉面团时，加入小苏打，小苏打可以揉进面团内
③放一匙食糖于一杯开水中，水会变甜
④把盛开的蜡梅放入室内，会满室生香
A．①②
B．③④
C．①④
D．②③
3．下面所列举的现象中，哪个不是分子运动的（
）
A．将香水瓶盖打开后能闻得到香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
C．洒在地上的水，过一段时间就干了
D．悬浮在水中的花粉做无规则运动
4．关于布朗运动，下列说法正确的是（
）
A．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用
B．布朗运动是微粒内分子无规则运动的反映
C．强烈的阳光射入较暗的房间内，可以看到在光束中有浮在空气中的微尘不停地运动，这不是布朗运动
D．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动
5．通常把萝卜腌成咸菜需要几十天，而把萝卜炒成熟菜，使之有相同的咸味，只需几分钟，造成这种差别的主要原因是
A．盐的分子很小，容易进入萝卜中
B．盐分子间有相互作用的斥力
C．萝卜分子间有空隙，易扩散
D．炒菜时温度高，分子热运动剧烈
6．如图所示是用显微镜观察到的悬浮在水中的一个花粉微粒的布朗运动等时间间隔位置的连线，以微粒在A点开始计时，每隔记下一个位置，依次得到B、C、D、E、F、G、H、I、J、K各点。则在第末时微粒所在的位置是（
）
A．一定在、连线的中点
B．一定不在、连线的中点
C．一定在、连线上，但不一定在、连线的中点
D．不一定在、连线上
7．放在房间一端的香水，打开瓶塞后，位于房间另一端的人（
）
A．立即嗅到香味，因为分子热运动速率很大，穿过房间所需时间极短
B．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动的速率不大，穿过房间需要一段时间
C．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率虽然很大，但由于是无规则运动，且与空气分子不断碰撞，要嗅到香水味必须经过一段时间
D．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率不大，且必须有足够多的香水分子，才能引起嗅觉
8．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地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性
B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
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他元素
9．下列语句中，描述分子热运动的是（
）
A．酒香不怕巷子深
B．踏花归去马蹄香
C．影动疑是玉人来
D．风沙刮地塞云愁
10．关于分子动理论的规律，下列说法正确的是
A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动
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．布朗运动是指悬浮在液体里的微小颗粒的运动
D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能
E.
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，则该气体分子之间的平均距离可以表示为
11．某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验用油酸酒精溶液的浓度为每1000ml溶液中含有纯油酸1mL，1mL上述溶液有50滴，实验中用滴管吸收该油酸酒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶液．
（1）该实验中的理想化假设是_______
A．将油膜看作单分子层油膜
B．不考虑油分子间的间隙
C．不考虑油分子间的相互作用力
D．将油分子看成球形
（2）实验描出油酸薄膜轮廓如图，已知每一个小正方形的边长为2cm，则该油酸薄膜的面积为________m2（结果保留一位有效数字）
（3）经计算，油酸分子的直径为________m．（结果保留一位有效数字）
（4）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于_______
A．油酸未完全散开
B．油酸溶液浓度低于实际值
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴．
12．用油膜法估测分子的大小.
实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1
mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、胶头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(最小正方形边长为1
cm).则
(1)下面给出的实验步骤中，正确排序应为______(填序号)
为估算油酸分子的直径，请补填最后一项实验步骤D
A．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上
B．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1
mL油酸酒精溶液的滴数N
C．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05
%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央滴入一滴
D．_______________________________________________
_________________________________________________.
(2)利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为
___________________________________________.
13．已知水的密度，其摩尔质量，阿伏加德罗常数。试求：
（1）某人一口喝了的水，内含多少水分子？
（2）估计一个水分子的线度多大？
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．边长为的黑色正方体可以吸收光线，有一点光源位于正方体一个面的中心处，可以向各个方向发出单色光，折射率为，外层有一层透明球壳，球壳半径为，图示为侧视图，求透明球壳外表面发光区域的面积。
16．一种油的密度为，摩尔质量为．取体积为的油慢慢滴出，可滴滴．将其中一滴滴在广阔水面上，形成面积为的单分子油膜．由此可求出：
（1）该油分子的直径；
（2）阿伏加德罗常数；
（3）其中一滴油滴含有的分子数．
参考答案
1．C
【解析】
A、B、a克拉钻石的摩尔数为，则分子数故A、B错误．
C、D、每个钻石分子的体积，又，联立解得；故C正确，D错误．
故选C．
【点睛】
本题关键要建立物理模型：把固体分子（或原子）当作弹性小球．并假定分子（或原子）是紧密无间隙地堆在一起．
2．B
【解析】
海绵状塑料吸水是水滴进入塑料间隙，不是扩散现象；小苏打揉进面团，是机械外力作用的结果；食糖溶于开水中，蜡梅香气释放都是扩散现象，故B正确。
故选B。
3．B
【解析】
将香水瓶盖打开后能闻到香味，是香水的分子做扩散运动的结果，能说明分子是不断运动着，故A不符合题意；汽车开过后，公路上尘土飞扬，是由于尘土受到风的吹动，与分子的运动无关，故B符合题意；洒在地上的水，过一段时间就干了说明水分子扩散到了其他的地方，能说明分子是不断运动着，故C不符合题意；悬浮在水中的花粉做无规则的运动是布朗运动，它是分子的无规则运动的反映，故D不符合题意。
故选B。
4．C
【解析】
A．布朗微粒是由很多分子组成的，它的运动不是微观粒子的运动，牛顿运动定律仍然适用故A错误；
B．布朗运动反映了微粒周围液体分子的运动，并不反映微粒内分子的运动，故B错误；
C．浮在空气中的微尘不停地运动是微尘周围的气体对流的结果，不是布朗运动，故C正确；
D．布朗运动是液体分子对悬浮微粒的无规则撞击的不平衡性引起的；温度越高，分子热运动的平均动能越大，碰撞的不平衡性越明显；颗粒越小，碰撞的不平衡性越明显；布朗运动不是分子的热运动，而是反映了分子的热运动，故D错误。
故选C。
5．D
【解析】
A、萝卜分子间存在空隙，与分子的运动速度无关，不影响扩散的快慢，故A不符合题意；
B、盐分子与萝卜分子间存在相互作用的引力，与分子的运动速度无关，不影响扩散的快慢，故B不符合题意；
C、萝卜的运动不是分子的运动，与分子的运动速度无关，不影响扩散的快慢，故C不符合题意；
D、分子热运动加快，炒菜时，温度升高，盐分子的动能增大，分子热运动就加快了，故D符合题意。
故选D。
6．D
【解析】
在到时间内，微粒由运动到，但、连线并不是其轨迹，所以第末时微粒可能在、连线上，也可能不在、连线上，故D正确。
故选D。
7．C
【解析】
分子的运动是十分混乱、无规则的，分子热运动速率虽然很大，但无规则运动过程中与其他分子不断碰撞，使分子沿迂回曲折路线运动，要嗅到足够多的香水分子必须经过一段时间，故C正确。
故选C。
8．ACD
【解析】
墨水中的小炭粒受液体分子的撞击，由于各方向的撞击不均衡，而做无规则的运动，这反映了液体分子的无规则运动，A正确；当分子间距离小于r0时，分子间作用力随距离的增大而减小，故B错误；在r小于r0区间分子势能随分子间距离的增大，先减小后增大，所以C正确；分子间存在间隙，分子在做无规则的运动，所以不同的物质能够彼此进入对方，即扩散现象，温度越高，扩散现象越快，所以D正确．
9．AB
【解析】
AB．酒香在空气中传播,马蹄上的花香在空气中传播都属于扩散现象，是分子无规则运动引起的，AB正确；
C．影动是由光学因素造成的，与分子热运动无关，故C错误；
D．风沙刮地是沙子在自身重力和气流的作用下所做的运动，不是分子的运动，故D错误。
故选AB。
10．ACE
【解析】
扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动，选项A正确；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，选项B错误；布朗运动是指悬浮在液体里的微小颗粒的运动，选项C正确；如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是温度，不是内能，选项D错误；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，则每个分子的质量；每个分子运动占据的体积：，把每个分子占据的体积看做立方体，则该气体分子之间的平均距离可以表示为，选项E正确；故选ACE.
11．ABD
3×10﹣2
7×10﹣10
AC
【解析】
试题分析：掌握估算油膜面积的方法：所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去．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，估算出油膜面积，从而求出分子直径；用油膜法估测分子直径实验原理是：让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径．根据此原理分析误差．
（1）用油膜法测量分子的直径，不考虑分子间的减小，将油膜看成单分子油膜层，以及将油分子看成球形．故选ABD．
（2）由于每格边长为2cm，则每一格就是4cm2
，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出75格，则油酸薄膜面积为：．
（3）1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积：，由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为，
（4）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，油酸分子未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，A正确；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，B错误；计算油膜面积时舍去了所有不足1格的方格，导致油膜面积减小，那么计算结果偏大，C正确；求每滴油酸酒精溶液的体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，由可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误．
12．(1)BCA
将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1
cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S
(2)
【解析】
(1)根据实验原理可得，给出的实验步骤的正确排序为BCA，步骤D应为将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1
cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S.
(2)每滴油酸酒精溶液的体积为1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V=×0.05%
所以单个油酸分子的直径为
13．（1）个（2）
【解析】
（1）水的摩尔体积是：
中的水含有的分子数为：
个
（2）把水分子看成“球体”，并设其直径为，则有
所以：
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．
【解析】
作出光路如图所示：
设光线射到点的时候恰好发生全反射，在三角形中，由正弦定理得
解得
由几何关系可知
根据对称性可知，形成一束光柱，又因球形面积
则发光区域的面积为
16．（1）（2）（3）
【解析】
（1）一滴中含有油的体积为，根据体积公式可知，分子直径为
（2）一个分子的体积为，摩尔体积为，所以阿伏加德罗常数为，联立解得：
（3）一滴中含有分子数等于总体积除以一滴的体积：