济南济北中学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．儿童的肺活量约为2L，在标准状态下，空气的摩尔体积为22.4L/mol．他一次吸气能吸入的空气分子数约为（已知阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol﹣1）（ ）
A．5×1021个 B．5×1022个 C．5×1023个 D．5×1024个
2．某日气温最低为-2℃、最高为7℃，用热力学温标表示该日的最大温差是
A．5K B．278K C．9K D．282K
3．若以表示水的摩尔质量，表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，、分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式：
① ② ③ ?④?,其中正确的是
A．①和② B．③和④ C．②和④ D．①和③
4．下列说法正确的是
A．同一个物体，运动时的内能一定比静止时的内能大
B．物体温度升高，组成物体的分子平均动能一定增加
C．一定质量的物体，内能增加，温度一定升高
D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大
5．下列说法正确的是
A．物体吸收热量，其内能一定增加
B．物体对外做功，其内能一定减小
C．物体温度升高，分子平均动能一定增大
D．物体温度升高，分子平均动能可能减小
6．下列说法正确的是
A．气体的温度升高，每个气体分子的运动速率都会增大
B．从微观角度讲，气体压强只与气体分子的密集程度有关
C．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
D．若一定质量的气体膨胀对外做功50 J，则内能一定减少50 J
7．飞机从地面由静止起飞，随后在高空飞行，乘客小明随身携带了一个茶杯，以下说法中正确的是
A．飞机飞行的速度越大，组成茶杯的分子平均动能越大
B．飞机飞行的高度越高，组成茶杯的分子势能越大
C．倒入热水后的茶杯温度升高，组成茶杯的每个分子速率都会增大
D．倒入热水后的茶杯温度越高，组成茶杯的分子热运动越剧烈
8．关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是（ ）
A．温度越低，物体分子热运动的平均动能越大
B．温度越高，物体分子热运动的平均动能越大
C．分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分
D．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分
9．下列说法正确的是（）
A．随着分子间距离增大，分子势能一定增大
B．两个铅块压紧后能连在一起，说明分子间有引力
C．扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的升高而变得剧烈
D．—定质量的液体变成同温度的气体吸收的能量等于增加的内能
E. 已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度可估算出该气体分子间的平均距离
10．布朗运动是生物学家布朗首先发现的物理现象，成为分子动理论和统计力学发展的基础，下列关于布朗运动的说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是小颗粒分子的运动
B．悬浮在液体中的小颗粒不停地无规则互相碰撞是产生布朗运动的原因
C．在尽量排除外界影响的情况下如振动、液体对流等，布朗运动依然存在
D．布朗运动的激烈程度与颗粒大小、温度有关
E. 布朗运动说明了小颗粒周围液体或气体分子是运动的
11．下列关于液体表面张力的说法中，正确的是（ ）
A．液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密些
B．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，从而表现为引力，因而产生表面张力
C．液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因
D．表面张力使液体表面有收缩到最小面积的趋势
12．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ρ（单位：kg/m3），摩尔质量为M（单位：g/mol），阿伏伽德罗常数为NA．已知1克拉＝0.2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：m）
D．每个钻石分子直径的表达式为（单位：m）
E.每个钻石分子的质量为（单位：g）
13．下列说法正确的是_______
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．温度是分子平均动能的标志
C．水的饱和汽压随温度的升高而增大
D．一定质量的理想气体，吸收热量后温度一定升高
14．下列有关热学的说法中正确的是( )
A．温度越高，布朗运动越显著
B．气体温度升高，分子的平均动能可能减小
C．质量和温度相同的冰和水，内能一定不同
D．热量不可能从低温物体传递到高温物体
E. 对物体做功，物体的内能可能减小
15．如图所示，A、B、C三个点代表某容器一定质量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是TA、TB、TC；用NA、NB、NC分别表示这三种状态下气体分子在单位时间撞击容器壁上单位面积的次数，则
_______，_______，_______（填大于、小于或等于）
16．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
17．氢能是环保能源，常温水中用氧化钛晶体和铂黑作电极，在太阳光照射下分解水可以从两电极上分别获得氢气和氧气已知1mol的水分解可得到1mol氢气，1mol氢气完全燃烧可以放出的能量，阿伏伽德罗常数，水的摩尔质量为??求：
(1)1g水分解后得到氢气分子总数；
(2)1g水分解后得到的氢气完全燃烧所放出的能量．
结果取2位有效数字
18．在长期的科学实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法，其中一种能量是势能．势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能．如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等．
如图所示，a、b为某种物质的两个分子，以a为原点，沿两分子连线建立x轴．如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能Ep与它们之间距离x的Ep-x关系图线如图所示．
（1）假设分子a固定不动，分子b只在ab间分子力的作用下运动（在x轴上）．当两分子间距离为r0时，b分子的动能为Ek0（Ek0（2）利用图，结合画图说明分子b在x轴上的运动范围．
参考答案
1．B
【解析】在标准状态下，空气的摩尔体积为22.4L/mol，故2L的气体物质量为： ，故他一次吸气能吸入的空气分子数： 个，B正确．
2．C
【解析】
【详解】
日气温最低为-2℃、最高为7℃，则该日的最大温差是9℃，因1℃=1K，则用热力学温标表示该日的最大温差是9K，故选C.
3．D
【解析】
对一摩尔的任何物质包含的分子数都是阿佛加德罗常数NA，水的摩尔质量μ=Vρ除以每个水分子的质量m为阿佛加德罗常数，故①③正确，而对水和水蒸气，由于分子间距的存在，NA△并不等于摩尔体积V，故②④错误．故选D．
4．B
【解析】
【详解】
微观物体的内能与宏观物体的机械能无关，选项A错误；温度是分子平均动能的标志，则当物体温度升高，组成物体的分子平均动能一定增加，选项B正确；一定质量的物体，内能与温度、体积等都有关，则当内能增加时，温度不一定升高，选项C错误；温度升高时物体的平均动能增加，但不是每个分子的动能都将增大，选项D错误；故选B.
5．C
【解析】
【详解】
A项：由热力学第一定律知，仅知道吸收热量而不知道做功情况，无法判断物体内能的变化情况，故A错误；
B项：物体对外做功，如同时从外界吸收的热量大于做功的数值，则内能增加，故B错误；
C、D项：温度是分子平均动能的标志，所以温度升高时分子平均动能增大，故C正确，D错误。
故选：C。
6．C
【解析】
【详解】
A. 气体的温度是分子平均动能的标志，所以气体的温度升高，从统计规律看分子的平均运动速率增大，但是仍会有分子的速率减小。故A错误。
B. 从微观角度讲，气体压强只气体分子的密集程度和气体的温度有关。故B错误。
C.在时，分子力表现为引力，分子的间距增大时分子力做负功，故越大，分子势能越大。故B正确。
D. 一定质量的气体膨胀对外做功50 J，同时气体还可能吸收热量，所以内能减少量不一定是。故D错误。
7．D
【解析】
【详解】
飞机飞行速度大，高度高，机械能大，微观粒子的分子动能与宏观物体的机械能无关，选项AC错误；温度是分子平均热动能的标志，倒入热水后的茶杯温度升高，组成茶杯的分子平均速率会增大，但非每个分子的速率都增大，选项C错误；温度高，分子热运动剧烈，选项D正确；故选D。
8．BC
【解析】
【详解】
温度越低，物体分子热运动的平均动能越小，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大，故A错误，B正确；分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分，故C正确；物体的动能和重力势能是机械能，物体的内能与机械能无关，故D错误；故选BC。
9．BCE
【解析】
【详解】
A.分子间的作用力若表现为引力，分子距离增大，分子力做负功，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子距离增大，分子力做正功，分子势能减少，A项错误；
B.两个铅块压后能紧连在一起说明是铅分子之间的引力；故B项正确；
C.扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的升高而变得剧烈，C项正确；
D.一定质量的液体变成同温度的气体，体积要增大，对外做功，则吸收的能量大于增加的内能，D项错误；
E.已知阿伏加德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可估算气体分子间的平均距离，但是不能计算气体分子的大小，故E项正确。
10．CDE
【解析】
【详解】
布朗运动是固体颗粒的运动，是液体分子无规则热运动的反映，不是小颗粒分子的运动，故A错误； 布朗运动的实质是液体分子不停地做无规则撞击悬浮微粒，当悬浮微粒越小时，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡表现的越强，即布朗运动越显著，所以与悬浮的颗粒有关；温度越高，液体分子的热运动越剧烈，布朗运动越显著，故B错误，D正确； 布朗运动是固体颗粒的运动，是液体分子无规则热运动的反映，所以在尽量排除外界影响的情况下（如振动、液体对流等），布朗运动依然存在。故C正确； 布朗运动的实质是液体分子不停地做无规则撞击悬浮微粒，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡导致悬浮微粒无规则运动，其反映是液体内部分子运动的无规则性，故E正确。 故选CDE。
11．BD
【解析】
【详解】
A.液体表面张力的存在，使得表面层分子的分布比内部要稀疏。故A错误。
BC.液体表面与气体接触，使得表面的分子距离大于液体内部分子间的距离，液体表面层的分子间同时存在引力和斥力，但是由于分子间的距离大于分子的平衡距离，分子间的引力大于斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力。故B正确，C错误。
D. 表面张力使液体表面有收缩到最小面积的趋势。故D正确。
12．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A、B、a克拉钻石的摩尔数为：，所含的分子数为：；故A正确，B错误.
C、D、钻石的摩尔体积为：，每个钻石分子体积为：，该钻石分子直径为d，则：，由上述公式可求得：(单位为m)；故C正确，D错误.
E、根据钻石的摩尔质量为M，1mol有NA个分子，则一个分子的质量为(单位为g)；故E正确.
故选ACE.
13．BC
【解析】
【详解】
A、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，是液体分子的无规则运动的反映，故选项A错误；
B、温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，故选项B正确；
C、水的饱和汽压与温度有关，随温度的升高而增大，故选项C正确；
D、一定质量的理想气体从外界吸收热量，若同时对外做功，内能不一定增大，所以温度不一定升高，故D错误。
【点睛】
此题主要考查了热力学的基本知识点，需要在平时学习过程注意积累，注意温度是分子平均动能大小的标志，语言叙述要严密。
14．ACE
【解析】
【详解】
温度越高，分子做无规则的热运动越激烈，撞击固体颗粒的次数越多，因此布朗运动越明显，故A正确；温度时分子平均动能的标志，因此温度升高分子平均动能增加，故B错；因为水结成冰的时候要释放能量，因此水的内能大于冰的内能，故C正确；热量不可能自发的从低温物体传到高温物体，由外力做功的情况下可能从低温传到高温，故D错；改变物体的内能的两种方式时做功和热传递，因此对物体做功如果物体向外传热，内能有可能降低，故E正确。
15．等于 大于 大于
【解析】
【详解】
第一空.因为 ，根据理想气体的状态方程得：=。故第一空应该填“等于”。
第二空.因为AB过程是一个体积不变过程，压强减小，温度降低，气体分子在单位时间撞击容器壁上单位面积的次数减小，所以>，故第二空应该填“大于”。
第三空.因为BC过程是一个压强不变过程，压强体积增大，温度升高，分子撞击器壁时产生的作用力越大，但压强不变，说明气体分子在单位时间撞击容器壁上单位面积的次数减小，所以>，故第三空应该填“大于”。
16．1.1×10-25 kg 5.0×1024
【解析】
【详解】
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。
17．(1)个 (2) J
【解析】
【详解】
(1) 1g水分解得到的氢气分子总数为
代入数据解得
个
(2) 氢气完全燃烧所放出热量
18．（1）Epm =Ek0-Ep0（2）△x=x2-x1
【解析】
（1）当b分子速度为零时，此时两分子间势能最大，根据能量守恒，有Epm=Ek0-Ep0；
（2）由Ep-x图线可知，当两分子间势能为Epm时，
b分子对应x1和x2两个位置坐标，b分子的活动范围△x=x2-x1，如图所示．