山东省寿光中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-3：分子动理论 单元测试题（含解析）

分子动理论
1．下列情况中通过热传递改变物体内能的是（ ）
A．在火炉上烧开一壶水 B．用锯子锯木头，锯子会变热
C．汽车紧急刹车时轮胎发热 D．用砂轮磨刀，刀具会变热
2．下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子无规则运动的反映
B．布朗运动是分子的运动
C．温度越低，布朗运动越剧烈
D．颗粒越大，布朗运动越剧烈
3．体积为10－4 cm3的油滴，滴在水面上散开成一单分子油膜层，则油膜面积的数量级为（ ）
A．102 cm2 B．104 cm2 C．106 cm2 D．108 cm2
4．对于物体内能下列说法正确的是(? )
A．10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能
B．物体所处位置越高，分子势能就越大，内能越大
C．一定质量的0℃的水结成0℃的冰，内能一定减少
D．质量相同的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能
5．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．分子力先增大，后一直减小
B．分子力先做负功，后做正功
C．分子动能先增大，后减小
D．分子势能先增大，后减小
6．当两个分子间的距离增大时，则它们之间的（ ）
A．分子力一定减小
B．引力和斥力一定同时减小
C．分子力一定增大
D．引力和斥力一定同时增大
7．下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是（ ）
A．气体容易被压缩 B．高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出
C．两块纯净的铅块紧压后合在一起 D．滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动
8．下列关于温度及内能的说法中正确的是（ ）
A．物体吸热，温度一定升高
B．一个物体的温度升高，一定是外界对物体做功
C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的
D．某一铁块，温度降低，内能一定减小
9．下列说运正确的有___________
A．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
B．所有晶体都具有各向异性的特点
C．由于液体表面分子间的距离大于液体内部分子间的距离，液面分子之间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势
D．气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，气体分子在单位时间内碰撞缸壁单位面积的次数一定减少
E. 一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的
10．下列说法正确的是______
A．温度相同的一切物质的分子平均动能都相同
B．若两分子克服它们之间的分子力做功，则这两个分子的势能增加
C．只要知道某物质的密度和其分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数
D．迈尔是第一个提出能量守恒思想的人
E.根据一滴油酸酒精溶液的体积V和其在水面上形成的油膜面积S，就能算出油酸分子直径d=
11．下列叙述正确的是(　　)
A．扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动
B．布朗运动就是液体分子的运动
C．分子间距离增大，分子间的引力和斥力一定减小
D．物体的温度较高，分子运动越激烈，每个分子的动能都一定越大
E. 两个铅块压紧后能连在一起，说明分子间有引力
12．如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热交换．打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则(　　)
A．气体体积膨胀，内能不变
B．气体分子势能减少，内能增加
C．气体分子势能增加，压强可能不变
D．气体分子势能可认为不变，气体分子的平均动能也不变
E.Q中气体不可能自发地全部退回到P中
13．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作无规则运动，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．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大
E.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
14．以下关于分子力的说法，正确的是
A．分子间的距离增大则分子间的斥力与引力均减小
B．外界对物体做功，物体的内能必定增加
C．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的
D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
E. 一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变
15．某一体积为V的密封容器，充入密度为ρ、摩尔质量为M的理想气体，阿伏加德罗常数NA。则该容器中气体分子的总个数N=___________。现将这部分气体压缩成液体，体积变为V0，此时分子间的平均距离d=___________。(将液体分子视为立方体模型)
16．标准状况下，1mol空气的体积为22.4L，若某运动员一次深呼吸吸入空气约为4000cm3,则他这一次呼吸吞入的空气分子数约为_________个。如果空气的平均分子量为29g/mol，则他这一次呼吸吞入的空气质量约为__________kg.(答案均保留两位有效数字，阿伏伽德罗常数6.02×1023mol）
17．已知铜的摩尔质量为6.4×10－2 kg/mol，密度为8.9×103 kg/m3，阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol－1，试估算铜原子的直径(要求保留一位有效数字)．
18．2009年末，世界环境大会在哥本哈根召开，引起全球关注，环境问题越来越与我们的生活息息相关．比如说公共场所禁止吸烟，我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更大．试估算一个高约2.8 m，面积约10 m2的办公室，若只有一人吸了一根烟(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3，一根烟大约吸10次)．
(1)估算被污染的空气分子间的平均距离．
(2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子？
参考答案
1．A
【解析】
【分析】
改变物体内能有两种方式：做功和热传递．做功主要有摩擦生热和压缩气体做功，做功实质是能量的转化，热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分，其实质是能的转移．
【详解】
A、在火炉上烧开一壶水，火的内能传递给水，属于热传递改变物体的内能．故A正确；
B、锯木头时锯条发烫，摩擦生热，属于做功改变物体内能，不符合题意；故B错误；
C、汽车紧急刹车时轮胎发热，属于摩擦生热，将机械能转化为内能，是通过做功的方法使铁丝的内能增加的．不符合题意，故C错误；
D、用砂轮磨刀，刀具会变热，属于摩擦生热，将机械能转化为内能，是通过做功的方法使铁丝的内能增加的．不符合题意，故D错误；
2．A
【解析】
【详解】
布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，选项A正确，B错误；温度越高，布朗运动越剧烈，选项C错误；颗粒越小，液体分子对固体颗粒的撞击越不平衡，则布朗运动越剧烈，选项D错误；故选A.
【点睛】
布朗运动是在显微镜中看到的固体小颗粒的运动，液体温度越高、颗粒越小，布朗运动越显著.
3．B
【解析】
【分析】
分子的直径即单分子油膜的厚度，根据d＝V/S计算油膜面积．
【详解】
单分子油膜的厚度等于分子的直径为：
，
所以：
A．102 cm2，与结论不相符，选项A错误；
B．104 cm2，与结论相符，选项B正确；
C．106 cm2，与结论不相符，选项C错误；
D．108 cm2，与结论不相符，选项D错误；
故选B．
【点睛】
本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，即为分子的直径．
4．C
【解析】A、物体的内能是构成物体的所有分子的无规则热运动的动能和分子势能的代数和，具有统计意义，对单个或几个分子无意义；故A错误；B、物体的内能由物体的体积、温度、分子数等因素决定，与物体的位置无关，故B错误。C、一定质量的0℃的水结成0℃的冰，放出热量，则内能一定减少，故C正确。D、物体的内能与物体宏观的速度无关，与温度、体积等因素有关，故D错误。故选C。
【点睛】本题考查物体的内能，解决本题的关键要准确掌握物体内能的含义，知道内能的决定因素，要注意物体的内能与物体的位置、速度无关。
5．C
【解析】
【详解】
A、当分子间距大于平衡间距，分子力表现为引力时，随着距离的减小，分子间的作用力可能先增大，后减小，平衡位置时作用力为零；而小于平衡位置时，分子间为斥力，分子力一直增大；故A错误；
B、两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先是引力后是斥力，故先做正功后做负功，故B错误；
C、只有分子力做功，先做正功后做负功，根据动能定理，动能先增加后减小，故C正确；
D、分子力先做正功后做负功；分子力做功等于分子势能的减小量；故分子势能先减小后增加，故D错误；
故选：C。
6．B
【解析】
【详解】
当r增大时,引力和斥力均减小。若rr0，分子间距离增大，分子力先增大后减小，故B正确，ACD错误。
故选：B.
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A中说明气体分子间的距离比较大，A错误，高压密闭的钢管中的油沿筒壁逸出，说明分子之间有间隙，故选项B错误；将两块表面干净、平整的铅压紧，两块铅就结合在一起说明由于分子引力两个铅块粘在了一起，故选项C正确；滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动说明了分子的无规则运动，D错误，
【点睛】
（1）组成物质的分子在不停的做无规则运动，分子的运动与温度有关，称为热运动；（2）分子间存在间隙，有相互作用的引力和斥力；（3）不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，扩散发生在固体、液体和气体之间．
8．D
【解析】晶体熔化时吸热，但温度不变，故A错误；一个物体的温度升高，不一定是外界对物体做功，还可能是吸收了热量，故B错误；质量和温度相同的冰和水，水的内能大，故C错误；同一物体分子个数是一定的，当温度降低时，分子的热运动越缓慢，则分子的动能就越小，从而物体的内能减小；由于铁块的质量不变，因此铁块的温度降低，内能一定减小，故D正确。所以D正确，ABC错误。
9．ADE
【解析】
【详解】
A、因为纱布中的水蒸发吸热，则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低，故A正确；
B、晶体有单晶体和多晶体之分，单晶体具有各向异性的特点，多晶体具有各向同性的特点，故B错误；
C、由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，分子间的引力和斥力都减小，而斥力减小快，所以液面分子间表现为引力，产生表面张力，从而使液体表面具有收缩的趋势，故C错误；
D、气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，根据理想气体的状态方程：可知，压强不变而体积增大，则气体的温度一定升高，温度是分子的平均动能的标志，温度升高则分子的平均动能增大，单个分子对器壁的撞击力增大，压强不变则单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少，故D正确；
E、水的饱和汽压和温度有关，一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的，故E正确。
【点睛】
本题考查了热学的有关基础知识，对于这部分知识，计算题少，主要是理解和记忆，因此平时要加强练习注意积累。
10．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A．温度是分子平均动能的标志，则温度相同的一切物质的分子平均动能都相同，选项A正确；
B．若两分子克服它们之间的分子力做功，则这两个分子的势能增加，选项B正确；
C．只要知道某物质的摩尔质量和其分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数，选项C错误；
D．迈尔是第一个提出能量守恒思想的人，选项D正确；
E．根据一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积V和其在水面上形成的油膜面积S，就能算出油酸分子直径，选项E错误。
故选ABD。
11．ACE
【解析】
【详解】
A、固体、液体、气体都有扩散现象，扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动；故A正确.
B、布朗运动是固定颗粒的运动，并不是分子的运动，间接反映了液体分子的无规则运动；故B错误.
C、分子间距离增大时，斥力和引力都减小，分子间距离减小时，斥力和引力都增大，但斥力增大的快；故C正确.
D、气体温度升高，则分子的平均动能增加，但所有分子的速动能并不是都增大的；故D错误.
E、两个铅块压后能紧连在一起说明是铅分子之间的引力；故E正确.
故选ACE.
【点睛】
本题考查了分子动理论的规律，要注意明确温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加并不是所有分子的动能都增加．
12．ADE
【解析】
容器内气体自由膨胀，气体与外界之间不做功也没有热交换，故气体的内能不变，A正确，B错误；气体分子间作用力很弱，气体体积变化时，气体分子势能可认为不变，C错误；内能不变，即温度不变，故分子的平均动能不变，D正确；据热力学第二定律，自然界涉及热现象的宏观过程都具有方向性，可知E项正确．
故选ADE．
【名师点睛】
由于是真空，气体膨胀对外不做功，整个系统与外界没有热交换，气体的内能不变；气体分子间作用力很弱，气体体积变化时，气体分子势能可认为不变；分子动能与温度有关；自然界涉及热现象的宏观过程都具有方向性．
13．ACE
【解析】
【详解】
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性，故A正确；
B．由分子力随r的变化图可知，当分子间距离为r0时，分子间作用力最小，所以当分子间距离从大于r0处增大时，分子力先增大后减小，故B错误；
C．当分子力表现为斥力时，分子间距离增大，分子力一直做正功，分子势能一直减小；当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力一直做负功，分子势能一直增大，故分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，故C正确；
D．当温度升高时，物体内分子的平均速率变大，并非每一个分子热运动的速率一定都增大，故D错误；
E．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，故E正确；
故选ACE。
14．ADE
【解析】
A、分子之间的相互作用都随分子间距离的增大而减小，只是分子引力的变化慢，当r=r0时分子引力等于分子斥力，故A正确；B、做功与热传递都可以改变物体的内能，外界对物体做功，物体的内能不一定增加．故B错误；C、布朗运动是由液体分子之间的不规则运动引起的，故C错误；D、能量耗散从能量转化角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，符合热力学第二定律，故D正确；E、温度是分子的平均动能的标志，一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变．故E正确．故选ADE.
【点睛】本题考查了分子力、布朗运动、热力学第一定律和热力学第二定律，关键是根据公式△E=W+Q进行分析．
15．
【解析】
【详解】
气体的质量为：
气体分子的总个数：；
液体的质量
每个液体分子的体积为
解得：
所以此时分子间的平均距离d=。
16．1.1×1023， 5.2×10-3
【解析】
【详解】
标准状态下1摩尔体积为22.4L.所以1cm3的物质的量为n=mol，故1cm3中含有的空气分子数为N=nNA=×6.02×1023个=2.69×1019个
运动员一次深呼吸吸入空气约4000cm3，则一次呼吸吸入的空气分子数为N′=4000N=4000×2.69×1019=1.1×1023个；
空气的平均分子量为29g/mol，4000cm3空气的质量为m=4000××29g/mol=5.2g=5.2×10-3kg
【点睛】
根据理想气体状态方程求出吸进的空气相当于标准状态下的体积．从而通过标准状态下气体的体积求出气体的摩尔数，根据阿伏伽德罗常数求出气体的分子数．根据空气的平均分子量求出气体的质量。
17．3×10－10m
【解析】每一个铜原子的体积为：
每一个铜原子的直径为： 。
点睛：本题关键要理解摩尔的物理意义，求原子体积，首先求出铜的摩尔体积，再根据阿伏伽德罗常数求解即可。
18．(1)7×10－8 m　(2)8.7×1017个
【解析】 (1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为10×300 cm3，含有空气分子数为
办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为
每个污染分子所占体积为
所以平均距离为。
(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为。
点睛：解决本题的关键知道处理气体分子所占的体积看成立方体模型，以及知道体积和摩尔体积的关系。