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 章末复习精炼5（解析版）

分子动理论与统计思想
章末复习精炼（解析版)
1．PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面。下列说法中不正确的是
A．气温越高，PM2.5运动越剧烈
B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动
C．PM2.5在空气中的运动就是分子的热运动
D．倡导低碳生活有利于减小PM2.5在空气中的浓度
2．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
3．分子间同时存在引力和斥力，当分子间距减小时，分子间（　　）
A．引力增加，斥力减小
B．引力增加，斥力增加
C．引力减小，斥力减小
D．引力减小，斥力增加
4．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
5．关于分子间的作用力，下列说法正确的是
A．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而增大
B．分子间距离减小时，分子力一直做正功
C．分子间距离增大时，分子势能一直减小
D．分子间距离增大时，可能存在分子势能相等的两个位置
6．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
7．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
8．右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
9．己知阿伏加德罗常数为，铜的摩尔质量为M(kg)，密度为，下面的结论中正确的是
A．铜所含原子的数目为
B．1个铜原子质量为
C．1个铜原子的体积是
D．1kg铜所含原子的数目为
10．如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a，b，c，d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（　　）
A．乙分子从a至b做加速运动，由b至c做减速运动
B．乙分子由a至c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a至b的过程中，分子力一直做正功
D．乙分子由b至d的过程中，分子力一直做负功
11．已知阿伏加德罗常数为NA，空气的摩尔质量为M，室温下空气的密度为ρ（均为国际单位）。则1kg空气含分子的数目为______________；室温下相邻空气分子间的平均距离为_________________．
12．已知铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol，铜的密度ρ=8.9×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1.试估算：(计算结果保留两位有效数字)
(1)一个铜原子的质量__________．
(2)若每个铜原子可提供两个自由电子，则3.0×10-5m3的铜导体中有__________个自由电子
13．质量m=0.1kg的氢气在某状态下的体积V=1.92×10-4m3，则此时氢气分子的平均间距为多少？______________（结果保留一位有效数字，已知氢气的摩尔质量M=2g/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1．）
14．铁的密度、摩尔质量，阿伏加德罗常数可将铁原子视为球体，试估算：保留一位有效数字
克铁含有的分子数；
铁原子的直径大小．
15．若水汽在高空凝结成小水滴的直径为d，已知水的密度为ρ、摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA
．
球的体积公式为V=
πd3（d为球的直径）求：
（1）一个小水滴包含的分子数n；
（2）水分子的直径d0
．
16．2012年6月24日，我国三名潜航员乘坐“蛟龙号”深海潜水器在太平洋顺利下潜7000m到达大洋深处，实验表明，在2500m深海中，由于250多个标准大气压的作用二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．已知某种状态下二氧化碳的密度为ρ，则该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后的体积约为多大？（二氧化碳的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA
，
二氧化碳分子可以看做直径为D的球体，其体积为
πD3）
17．石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”。已知1g石墨烯展开后面积可以达到2600m2，试计算每1m2石墨烯所含碳原子的个数。(阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，碳的原子质量M=12g/mol，结果保留两位有效数字)
参考答案
1．C
【解析】
A.气温越高，空气分子热运动越剧烈，布朗运动越剧烈，故PM2.5运动越剧烈，故A正确；
B.布朗运动是固体颗粒的运动，PM2.5在空气中的运动是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，故B正确；
C.PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，热运动是指分子的运动，C错误；
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，故D正确。
本题选错误的，故选：C。
2．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。
3．B
【解析】
分子间同时存在引力和斥力，当分子间距减小时，引力和斥力同时增加，但斥力增加的更快，故ACD错误，B正确。
故选B。
4．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。
5．D
【解析】
A．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增加而减小，故A错误；
B．两分子之间的距离大于r0，分子力为引力，故当相互靠近时分子力做正功；当分子间距小于r0，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，故B错误；
C．两分子之间的距离大于r0，分子力为引力，故当分子之间的距离增加时，分子力做负功，分子势能增加，故C错误；
D．当两分子之间的距离等于r0，分子势能最小；从该位置起增加或减小分子距离，都是分子力做负功，分子势能增加，故分子之间的距离增大时，可能存在分子势能相等的两个点，故D正确．
6．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。
7．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。
8．BC
【解析】
因为当分子间相互作用力为零时，分子势能最小，从图中可得分子势能最小时，分子间的距离为r2，故当r等于r2时分子间作用力为零，故C正确；当r小于r1时，随着距离的减小，分子势能增大，即减小分子间距离分子力做负功，所以表现为斥力，B正确；当r大于r1时，当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，故从当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功，大于r2时分子力为引力，故AD错误；
【点睛】
正确理解分子力、分子势能与分子之间距离的变化关系，注意分子力与分子势能变化的一个临界点为r=
r2，注意将分子力与分子之间距离和分子势能与分子之间距离的图象比较进行学习
9．BC
【解析】
铜的物质量，故所含的原子数为，故A错误；1mol铜分子的质量为M，故1个铜原子的质量为，故B正确；铜的原子数为，故1个铜原子所占的体积为，故C正确；1kg铜所含原子的数目为：，故D错误；故选BC.
10．BC
【解析】
A．乙分子从a到c的过程中，分子力表现为引力，分子力的方向与运动方向相同，乙分子做加速运动，故A错误。
B．乙分子从a到c做加速运动，过c点后，分子力表现为斥力，分子力的方向与运动方向相反，乙分子做减速运动，可知到达c时速度最大，故B正确。
C．乙分子由a至b的过程中，分子力为吸引力，则分子力一直做正功，选项C正确；
D．乙分子由b到d的过程中，分子力先是吸引力后是排斥力，则分子力先做正功后做负功，故D错误。
故选BC。
11．NA/M；
【解析】
第一空.摩尔数：n＝，故分子数为：N＝nNA＝；
第二空.气体的摩尔体积为：
；
每个气体分子占据空间的体积：；
故分子间距为：
12．1.1×10-25
kg
5.0×1024
【解析】
第一个空.
一个铜原子的质量：
。
第二个空.
铜块的摩尔体积：
，所以铜的物质的量
，所以自由电子的数量
个。
13．4×10-9m
【解析】
气体的摩尔数为：；该状态下气体的摩尔体积为：
；
氢气分子的平均间距为
14．①②
【解析】
①铁原子的平均质量，
1克铁含有的分子数：；
②一个铁原子的体积，
根据得，．
15．（1）
（2）
【解析】
（1）水滴的体积为V=
πd3
所以分子数n=
=；
（2）水分子的体积：
?解得d0=
【点睛】
（1）由水滴的体积和密度求出水滴的质量，由质量除以摩尔质量得到摩尔数，即可求得分子数．（2）根据水滴的体积和分子数相除，可得到水分子的体积，再根据球体的体积公式即可求出．
16．
【解析】
某种状态下二氧化碳的密度为ρ，体积为V，则其质量为：m=ρV…①
含有二氧化碳分子数为：…②
二氧化碳气体变成硬胶体后的体积约：…
③
①③联立求解得：
答：二氧化碳气体变成硬胶体后的体积约为
【点睛】
二氧化碳凝固前后质量不变，分子个数不变，已知某种状态下二氧化碳的密度为ρ，该状态下体积为V的二氧化碳的质量为m=ρV，又已知二氧化碳的摩尔质量可计算分子个数，根据V=NV0可计算二氧化碳气体变成硬胶体后的体积．
17．1m2石墨烯所含原子个数
【解析】由题意可知，1m2石墨烯的质量为
所以，1m2石墨烯的物质的量为
得到1m2石墨烯所含原子个数