怀仁县巨子高中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-3：分子动理论 单元测试（含解析）

分子动理论
1．关于分子间的相互作用力的以下说法中，正确的是( )
A．当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间的引力和斥力都为零
B．当r＞r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但引力比斥力增加得快，故分子力表现为引力
C．当r＞r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力
D．我们将充满气的气球压扁时需要用力，这是因为分子间存在斥力的缘故
2．如图所示，甲分子固定在坐标原点O处，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．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到c的过程，动能先增大后减小
D．乙分子由b到d的过程，两分子间的分子势能一直增加
3．下列关于分子动理论说法中正确的是(　　)
A．物体温度越高，则该物体内所有分子运动的速率都一定越大
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．显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停的做无规则运动，这就是液体分子的运动
4．某物质的摩尔质量是M，密度是ρ，若用NA表示阿伏加德罗常数，则平均每个分子所占据的空间是(　　)
A． B．MρNA C． D．
5．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上.两分子之间的相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，F>0表现为斥力，F<0表现为引力，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到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子从a到c做加速运动，经过c点时速度最小
C．乙分子从a到c的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少
D．乙分子从a到d的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少
6．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直接观察到的液体分子的无规则运动。
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观察到的悬浮固体颗粒的无规则运动；
7．分子间相互作用力由引力和斥力两部分组成，则（ ）
A．引力和斥力是同时存在的
B．引力总是大于斥力，其合力总表现为引力
C．分子之间距离越小，引力越小，斥力越大
D．分子之间距离越小，引力越大，斥力越小
8．在国际单位制中，金属铜的密度为，它的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则下列结论正确是
A．1个铜原子占有的体积是 B．1?的铜所含铜原子的数目是
C．1kg铜所含铜原子的数目是 D．1个铜原子的质量是
9．两个分子从靠得不能再靠近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上.这一过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．分子间的斥力在减小，引力在增大
B．分子间的相互作用力的合力先减小后增大
C．分子力总做正功
D．分子势能先减小后增大
10．关于布朗运动，下列说法中正确的是 ( )
A．因为布朗运动与温度有关，所以布朗运动又叫热运动
B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映
C．布朗运动是固体颗粒周围液体分子无规则运动的反映
D．在颗粒大小一定的情况下，温度越高布朗运动越显著
11．夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法正确的是
A．气体的内能减少
B．气体的内能不变
C．气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低
D．气体膨胀时，热量散得太快，使气体温度降低了
12．对于实际的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体体积变化时，其内能可能不变 B．气体的内能包括气体分子热运动的动能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能 D．气体的内能包括气体分子的重力势能
13．若已知分子势能增大，则在这个过程中(　 　)
A．一定克服分子力做功
B．分子力一定减小
C．分子间距离的变化情况无法确定
D．以上说法都不正确
14．对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（ ）
A．温度不变时，压强增大n倍，单位体积内的分子数一定也增大n倍
B．体积不变时，压强增大，气体分子热运动的平均速率也一定增大
C．压强不变时，若单位体积内的分子数增大，则气体分子热运动的平均速率一定减小
D．气体体积增大时，气体分子的内能可能增大
15．物体沿固定的斜面匀速下滑，在这个过程中，下列各量变化的情况是：物体的动能将________，机械能将_______，内能将________。
16．一水瓶中水的质量是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）
17．已知水的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，一滴水的直径为D．求：
①这滴水中的分子数n；
②水分子的直径d．
18．已知金刚石密度为3.5×103 kg/m3 ，体积为4×10－8 m3的一小块金刚石中含有多少碳原子？并估算碳原子的直径(取两位有效数字)．
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
当分子间的距离r=r0时，分子力为零，但此时分子间的引力和斥力仍然存在，故A错误；当r＞r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都减小，但引力比斥力减小得快，所以分子力表现为引力，故B错误；当r＞r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，故C正确；气球难以压缩，是因为气体的压强，气体分子很难达到分子间作用力的范围，故D错误。
2．B
【解析】
【详解】
ABC．乙分子从a到c过程中，分子力始终表现为引力，加速度始终与速度方向相同，一直加速，动能一直增大，到达c点速度最大，动能最大，AC错误B正确
D．乙分子从b到c，分子引力做正功，分子势能减小，从c到d，分子斥力做负功，分子势能增大，所以从由b到d分子势能先减小再增大，D错误
3．C
【解析】
A、分子的平均速率随着温度的升高而增大，这是统计规律，温度升高时单个分子速率变化情况是不确定，故A错误；
B、明确分子之间距离与关系，才能进一步确定随着分子之间距离的变化，分子力的变化情况，如若分子之间距离从处开始增大，则分子力先减小后增大再减小，故B错误；
C、若分子之间距离开始小于,则随着分子距离的增大，分子势能先减小后增大，故C正确；
D、显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停的做无规则运动，是因为液体分子的撞击形成的，本质上是固体微粒的运动，反应了液体分子的无规则运动，故D错误；
故选C．
【点睛】解答本题需要掌握：分子热运动的特点以及和温度的关系；分子之间作用力以及分子势能大小随着分子之间距离的变化所遵循的规律；正确理解布朗运动的实质、特点．
4．C
【解析】
【详解】
摩尔体积为：，所以每个分子所占据的空间体积为：，故C正确。
5．C
【解析】
【详解】
AB.从a到c分子间始终表现为引力，加速度始终方向不变，乙分子一直加速，到c位置加速度为0，速度达到最大，AB错误
CD.乙分子从a到c的过程中，分子引力始终与运动方向一致，做正功，分子势能一直减小，从c到d，分子间斥力与运动方向相反，斥力做负功，分子势能增大，所以C正确，D错误
6．D
【解析】
【详解】
布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的无规则运动,而不是固体颗粒分子的无规则运动，也不是液体分子的无规则运动，布朗运动是液体分子的无规则运动的体现；选项ABC错误，D正确.
7．A
【解析】
【详解】
A．引力和斥力是同时存在的，选项A正确；
B．当r>r0时，引力大于斥力，其合力总表现为引力，选项B错误；
CD．分子之间距离越小，引力越大，斥力也越大，选项CD错误.
8．A
【解析】
【详解】
1个铜原子占有的体积是，选项A正确；1m3的铜所含铜原子的数目是，选项B错误；1kg铜所含铜原子的数目是，选项C错误；1个铜原子的质量是，选项D错误.
9．D
【解析】
【详解】
A、当分子间距增大时，分子之间的引力和斥力都同时减小，故A错误；
BCD、当两个分子从靠近的不能再近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，达到分子间距等于r0的过程中，分子间的相互作用力（合力）减小，这个过程分子力表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小；当从r0再增大时，分子引力减小的较慢，分子斥力减小的较快，故合力表现为引力，且增大，然后增大到某一值，又减少，至直到大于分子直径的10倍，引力与斥力均几乎为零，此过程分子力做负功，分子势能增大，其合力为零，由以上分析可知，分子间相互作用力先减小，后增大，再减小，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故BC错误，D正确。
10．CD
【解析】
【详解】
热运动指的是分子的无规则运动，而布朗运动是微粒的运动，故A错误；布朗运动是固体微粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，故B错误，C正确；从实验知道，液体的温度越高，则液体分子运动越激烈，则悬浮的固体颗粒运动越激烈，故D正确。
11．AC
【解析】
【详解】
当拔掉自行车轮胎气门芯时，车胎内的压缩空气迅速膨胀对外做功，气体来不及与外界发生热交换，使其内能减小、温度降低。
12．AB
【解析】
【详解】
气体的体积变化时，存在做功情况，但如果同时有热量交换，则根据热力学第一定律可知，其内能可能不变，故A正确；气体的内能包括气体分子热运动的动能，故B正确。气体的内能不包括气体整体运动的动能，故C错误；气体内能中不包括气体分子的重力势能，故D错误.
13．AC
【解析】
【详解】
A项：由功能关系可知，分子势能增大，分子力一定做负功，故A正确；
B、C项：若分子间距等于平衡距离时，分子势能最小，当分子间距大于平衡距离时，随分子间距增大而增大，但当分子间距大于平衡距离时分子力随距离先增大后减小，故B错误，C正确；
D项：由ABC分析可知，D错误。
14．ACD
【解析】
根据 可知，温度不变时，压强增大n倍，体积减小到，则当分子总数一定时，单位体积内的分子数一定也增大n倍，选项A正确；体积不变时，压强增大，则温度升高，分子的平均动能变大，但非所有气体分子运动的速率都一定增大，选项B错误；若单位体积内的分子数增大，单位时间撞击单位面积上的分子数增加，由于压强不变，则气体分子热运动的平均速率一定减小，选项C正确；气体体积增大时，对外做功，若气体吸收热量，则气体分子的内能可能增大，选项D正确；故选ACD.
15． 不变 减小 增加
【解析】物体匀速下滑，动能不变，重力做正功，重力势能减小，则机械能减小，摩擦产生内能，所以内能增加；
【点睛】机械能等于动能和重力势能的总和，根据速度的变化判断动能的变化，根据重力做功判断重力势能的变化，从而得知机械能的变化，内能是由于摩擦而产生的。
16．7.3×1025
【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。
17．（1） （2）
【解析】试题分析：要算水分子的总数n先算摩尔数，而水的摩尔数由体积除以摩尔体积．摩尔体积除以阿伏伽德罗常数得到一个水分子的体积，即可求解水分子的直径。
①这滴水的质量
这滴水中的分子数
②水的摩尔体积
一个水分子的体积
水分子的直径
点睛：本题主要考查了阿伏伽德罗常数的应用，抓住阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁即可解题。
18．7.0×1021个　2.2×10－10m
【解析】试题分析：摩尔数等于质量除以摩尔质量；分子数=摩尔数×阿伏加德罗常数．设想金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，碳原子的体积等于体积除以碳原子的数目，从而可求出碳原子的直径。
这一小块金刚石的质量
m＝ρV＝3.5×103×4×10－8 kg＝1.4×10－4kg，
这一小块金刚石的物质的量

所含碳分子的个数N＝n×6.02×1023＝×10－2×6.02×1023个＝7×1021个，
一个碳原子的体积为
碳原子的直径：
点睛：本题主要考查了是阿伏加德罗常数的运用问题，要明确其是联系宏观与微观的桥梁．要建立清晰的碳原子模型，再求解其直径。