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4（解析版）

分子动理论与统计思想
单元检测试题（解析版)
1．设有一分子位于如图所示的坐标系原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间作用力的大小，两条曲线分别表示斥力和引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则(　　)
A．ab表示引力，cd表示斥力，e点的横坐标可能为10－15
m
B．ab表示斥力，cd表示引力，e点的横坐标可能为10－10
m
C．ab表示引力，cd表示斥力，e点的横坐标可能为10－10
m
D．ab表示斥力，cd表示引力，e点的横坐标可能为10－15
m
2．下列说法正确的是（　　）
A．一般固体难于拉伸，说明分子间有引力
B．一般液体易于流动，说明液体分子间有斥力
C．用气筒给自行车胎打气，越打越费力，说明压缩后的气体分子间有斥力
D．高压密闭的钢桶中的油从桶壁渗出，这是钢分子对油分子的斥力
3．下列关于布朗运动的说法中正确的是
A．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动；
B．布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮固体颗粒的无规则运动；
C．布朗运动是指液体分子的无规则运动；
D．布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动。
4．稻草一拉就断，而铁丝不易拉断。按照分子动理论的观点，这是因为（
）
A．稻草的分子间没有引力，铁丝的分子间有引力
B．稻草、铁丝的分子间都存在着引力，但稻草分子间的引力远小于铁丝分子间的引力
C．稻草的分子间存在斥力，铁丝的分子间没有斥力
D．稻草具有“一拉就断”的性质
5．已知水的密度，水的摩尔质量，在标准状况下，水蒸气的摩尔体积，水蒸气分子的间距约是水分子直径的（
）
A．1倍
B．10倍
C．100倍
D．1000倍
6．如图所示，把一块干净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中(
)
A．测力计示数始终等于玻璃板的重力
B．测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况
C．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力
D．因为拉起时还需要克服水分子间的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力
7．关于布朗运动，下列说法正确的是（
）
A．布朗运动就是悬浮在液体中小颗粒分子的无规则运动
B．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈
C．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
D．布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹
E.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动
8．设某种物质的摩尔质量为，原子间的平均距离为，已知阿伏加德罗常数为，下列判断正确的是（
）
A．假设分子为球体，该物质的密度
B．假设分子为正方体，该物质的密度
C．假设分子为正方体，该物质的密度
D．假设分子为球体，该物质的密度
E.假设分子为球体，该物质的密度
9．如图所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开．关于抽去玻璃板后所发生的现象(已知二氧化氮的密度比空气密度大)，下列说法正确的是(　　)
A．过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色
B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶中不会出现淡红棕色
C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色
D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致
10．下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是（
）
A．布朗运动和扩散现象都能在气体、液体和固体中发生
B．布朗运动和扩散现象都是分子的运动
C．布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
D．布朗运动和扩散现象都能说明分子的运动是永不停息的
11．往一杯清水中滴入一滴红墨水，过一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为________现象，是由于分子的________而产生的．
12．一水瓶中水的质量是2.2kg,它所包含的水分子的数目约为______
。（取二位有效数字，阿伏加德罗常数取6.0×1023mol－1）
13．________运动和________现象说明了分子在永不停息地做无规则运动，同时还说明了分子之间有间隙．
14．已知铁的密度为ρ、摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，将铁原子视为球体，求铁原子的直径d。（球体积公式V＝）
15．已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V.求相同体积的水和可视为理想气体的水蒸气中所含的分子数之比？
16．分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：
（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．
（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？
（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？
17．某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动，想估算地球周围大气层空气的分子个数。一学生通过网上搜索，查阅得到以下几个物理量数据：已知地球的半径R＝6.4×106m，地球表面的重力加速度g＝9.8m/s2，大气压强p0＝1.0×105Pa，空气的平均摩尔质量M＝2.9×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1。
(1)这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层空气的分子数吗？若能，请说明理由；若不能，也请说明理由。
(2)假如地球周围的大气全部液化成水且均匀分布在地球表面上，估算一下地球半径将会增加多少？(已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3)
参考答案
1．C
【解析】
试题分析：分子间有间隙，存在着相互作用的引力和斥力，当分子间距离增大时，表现为引力，当分子间距离减小时，表现为斥力，而分子间的作用力随分子间的距离增大先减小后增大，再减小；当分子间距等于平衡位置时，引力等于斥力，即分子力等于零．
表示引力的线与表示斥力的线的交点，横坐标表示分子间距r0，r0大约为10－10
m，由分子力特点可知当r>r0时，引力大于斥力，分子力表现为引力；当r考点：本题考查了分子间作用力与距离的关系．
点评:分子间既存在引力，也存在斥力，只是当分子间距离大于平衡距离时表现为引力，小于平衡距离时表现为斥力．
2．A
【解析】
A．固体难于拉伸，是分子间引力的表现，故A正确；
B．液体的流动性说明液体分子间的引力小于固体分子间的引力，不能说明液体分子间有斥力，故B错误；
C．越打越费力主要是气体压强的作用，气体压缩后，车胎内气体分子间距离仍然很大，不能表现出斥力，故C错误；
D．油从桶壁渗出，说明组成物质的分子间存在间隙，不能恰当地说明是钢分子对油分子的斥力，故D错误。
故选A。
3．B
【解析】
布朗运动是在显微镜下观察到的悬浮微粒的无规则运动，而组成小颗粒的分子有成千上万个，颗粒的运动是大量分子集体的运动，并不是颗粒分子的无规则运动，布朗运动是液体分子无规则运动的反映。故ACD错误，B正确。
4．B
【解析】
AC．分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，而不是只存在某一种相互作用力，选项AC错误。
B．虽然稻草和铁丝的分子间都存在着引力，但稻草分子间的引力较小，选项B正确；
D．此选项并不能根据分子动理论的观点说明为什么稻草一拉就断，选项D错误。
故选B。
5．B
【解析】
水蒸气是气体，在标准状况下的摩尔体积，每个水蒸气分子所占体积（包括水分子和它的周围空间即“势力范围”的体积）
把每个分子和它所占空间看成一个小立方体，分子间距等于每个立方体的边长，即
液体时水分子的摩尔体积
若建立液态水分子的球模型，有
水分子的直径
所以
故选B.
6．BD
【解析】
试题分析：分子间距离大于平衡位置而小于10倍r.时，分子间表现为引力
玻璃板被拉起时，要受到水分子间的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，与大气压无关，所以选B、D.
考点：本题考查了分子间引力的表现
点评:分子间既存在引力，也存在斥力，只是当分子间距离大于平衡距离时表现为引力，小于平衡距离时表现为斥力．解决本题的关键知道分子间存在引力和斥力，知道自然界中哪些现象是因为斥力或引力引起的．
7．BCE
【解析】
A．布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的运动，不是固体颗粒分子的无规则运动，是液体分子无规则运动的间接反映，选项A错误；
B．液体温度越高，液体分子无规则运动越剧烈，对悬浮粒子的撞击力越大，悬浮粒子越小，液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用不平衡的机会越多，布朗运动也就越剧烈，选项B正确；
C．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，选项C正确；
D．布朗运动图中不规则折线是将间隔相等时间描出的点用直线段连接起来得到的，不表示液体分子的运动轨迹，选项D错误；
E．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，选项E正确。
故选BCE。
8．BE
【解析】
BC．分子为正方体时，该物质的体积为，则
选项B正确，C错误。
ADE．分子为球体时，该物质的体积为，则
选项E正确，AD错误。
故选BE。
9．AD
【解析】
上面的瓶子里也变成红棕色了，下面瓶子的颜色变浅；这是由于上面的空气分子进入到下面的二氧化氮气体中，同时下面的二氧化氮气体进入到上面瓶子的空气中造成的；这是气体分子做无规则运动的结果；
所以答案选AD．
10．CD
【解析】
A．布朗运动可以在气体和液体中发生，但不能在固体中进行；而扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故A错误。
B．布朗运动是微小固体颗粒的运动，而扩散现象是分子的运动，故B错误。
C．温度越高，分子的无规则运动越剧烈，所以扩散现象在温度越高时越明显，而液体（或气体）分子的无规则运动加剧加大了它们对布朗颗粒的碰撞频率，所以布朗运动也是温度越高越明显，故C正确。
D．布朗运动和扩散运动都说明分子的运动是永不停息的，故D正确。
故选C。
11．扩散
无规则热运动
【解析】
不同物质彼此进入对方的现象，我们称为扩散现象，是由分子的无规则运动产生的，这一过程是有热运动的无序性向有序性进行的；因此往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色．这一现象在物理学中称为扩散现象，是由于分子的无规则运动而产生的．
12．7.3×1025
【解析】摩尔数为，水分子数目为，联立得：，代入得：
(个)
【点睛】根据水的质量，由质量除以摩尔质量得到摩尔数，摩尔数乘以阿伏加德罗常数即为分子数。
13．布朗
扩散
【解析】
[1][2]．布朗运动和扩散现象说明了分子在永不停息地做无规则运动，同时还说明了分子之间有间隙．
【点睛】
不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于液体分子规则的碰撞造成的，则布朗运动反映了液体中分子的无规则运动．
14．
【解析】取1mol的铁，则：
化简得到：
．
15．
【解析】设二者的体积均为V′，则水的质量为m=ρV′，分子个数为，
水蒸气分子的个数，故二者的分子个数比为
．
点睛：本题主要考查气体阿伏伽德罗常数的计算，阿伏加德罗常数NA是联系宏观与微观的桥梁，抓住它的含义，区分对气体还是液体的计算是解题的关键．
16．(1)在r0处分子势能最小(2)
分子势能可以大于零，也可以小于零，还可以等于零
(3)
在r≠r0时，分子势能将大于零，但随分子间距离的变化规律不变
【解析】
(1)当分子间距离时分子力为零，当分子间距离小于时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大，如果分子间距大于时，分子间的相互作用力表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大．
从以上两种情况综合分析，分子间距离以为基准，分子间距离不论减小或增大，分子势能都增大，所以说在处分子势能最小．
(2)由图可知，选两个分子相距无穷远时分子势能为零，时分子势能最低且小于零，故在这种情况下，分子势能可以大于零，也可以小于零，还可以等于零．
(3)若选时，分子势能为零，则
图象为：
故可知在时，分子势能将大于零，但随分子间距离的变化规律不变．
点睛：可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加．
17．(1)能　1.1×1044个　(2)10m
【解析】试题分析：大气压强是由地球附近大气层中空气的重力产生的，根据大气压强和地球的表面积求出地球周围大气层空气分子的总质量，再求出空气分子的个数；根据
可以求出液体的体积。
(1)能。因为大气压强是由大气重力产生的，由
，解得：
把查阅得到的数据代入上式得m＝5.2×1018kg，
所以大气层空气的分子数为个
(2)可求出液化后的体积为：
设大气液化后液体水分布在地球表面上时，地球半径增加h，
则有
得
考虑到h?R，忽略h的二次项和三次项，得
点睛：本题要注意大气压强与容器中气体压强产生的原因不同，容器中气体压强是由于大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的，大气压强是由大气的重力产生的。