高中物理粤教版选修3-3作业题 第一章　分子动理论 章末测试题 Word版含解析

一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分)
1．已知阿伏加德罗常数为NA＝6.02×1023 mol－1，水的摩尔质量是0.018 kg/mol，一滴体积为3.0×10－3 cm3的水含有的分子数为(　　)
A．1.0×1020个　　　 B．1.6×1020个
C．1.8×1021个 D．3.3×1021个
解析：水的质量m＝ρV，故水分子数n＝·NA，
解得n＝1.0×1020个，A正确，B、C、D错误．
答案：A
2．已知阿伏加德罗常数为NA，某物质的摩尔质量为M，则该物质的分子质量和m kg水中所含氢原子数分别是(　　)
A.，mNA×103 B．MNA，9mNA
C.，mNA×103 D.，18mNA
解析：某物质的摩尔质量为M，故其分子质量为；m kg水其物质的量为，故氢原子数为×NA×2＝，故A选项正确．
答案：A
3．下列关于布朗运动的说法中，正确的是(　　)
A．颗粒越小，布朗运动越明显
B．颗粒越大，与颗粒撞击的分子数越多，布朗运动越明显
C．如果没有外界的扰动，经过较长时间，布朗运动就观察不到了
D．温度高低对布朗运动没有影响
解析：布朗运动是由微粒周围的液体分子对微粒作用的不均衡性引起的，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著，因此A正确，B、D错误；布朗运动永不停息，C错误．
答案：A
4．同学们一定都吃过味道鲜美的烤鸭，烤鸭的烤制过程没有添加任何调料，只是在烤制之前，把烤鸭放在腌制汤中腌制一定时间，盐就会进入肉里．则下列说法正确的是(　　)
A．如果让腌制汤温度升高，盐进入鸭肉的速度就会变慢
B．烤鸭的腌制过程说明分子之间有引力，把盐分子吸进鸭肉里
C．在腌制汤中，有的盐分子进入鸭肉，有的盐分子从鸭肉里面出来
D．把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，将不会有盐分子进入鸭肉
解析：盐分子进入鸭肉是因为盐分子的扩散，温度越高扩散得越快，A错误；盐进入鸭肉是因为盐分子的无规则运动，并不是因为分子引力，B错误；盐分子永不停息的做无规则运动，有的进入鸭肉，有的离开鸭肉，C正确；冷冻后，仍然会有盐分子进入鸭肉，只不过速度慢一些，D错误．
答案：C
5．两块光滑、干燥的玻璃，紧贴在一起也不能相互吸住，原因是(　　)
A．两块玻璃分子间不存在作用力
B．两块玻璃分子间距离太小，分子间作用力表现为斥力
C．两块玻璃的分子间距离太大，作用力太小
D．两块玻璃的分子运动缓慢
解析：因为两块玻璃分子间的距离r≥10r0，引力和斥力都很小，分子力可以忽略不计．
答案：C
6．对以下物理现象的正确分析是(　　)
①从窗外射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞　②上升的水蒸气的运动　③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动　④向一怀清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动
A．①②③属于布朗运动 B．只有④属于布朗运动
C．只有③属于布朗运动 D．以上结论均不正确
答案：C
7．以下说法正确的是(　　)
A．机械能为零、内能不为零是可能的
B．温度相同，质量相同的物体具有相同的内能
C．温度越高，物体运动速度越大，物体的内能越大
D．0 ℃的冰的内能比等质量的0 ℃的水的内能大
解析：A正确，因为机械能可以为零，但内能是分子动能和分子势能的总和，而分子动能又是分子无规则运动引起的．所以分子动能不可能为零．那么物体的内能当然也不可能为零．B不正确．因为物体的内能由物体的温度和体积来决定与物体运动的宏观速度无关．C也不正确，原因同上．由于0 ℃的冰的体积比0 ℃的水大，温度相同，有的同学错认为D正确，实际上有较为复杂的反常膨胀的现象，我们用体积来讨论其内能是不适合的，可以从能量角度来讨论，因为0 ℃的冰熔化为0 ℃的水要吸收热量或对它做功，所以冰溶化为水内能增加，所以0 ℃的水的内能比等质量的0 ℃的冰的内能大，该题正确的选项为A.
答案：A
8．下列说法中正确的是(　　)
A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C．物体温度降低，其内能一定增大
D．物体温度不变，其内能一定不变
解析：温度是分子平均动能的标志，所以物体温度升高，其分子的平均动能增大；而物体的内能是物体中所有分子的分子动能和分子势能的总和，所以只根据温度变化情况无法确定其内能的变化情况，故B正确，A、C、D均错误．
答案：B
9.如图所示，当a、b两分子分别位于A、B两点时的距离等于r0，此时分子之间的吸引力和排斥力相等，合力为零．现将a分子固定在A点，用外力F作用于b分子，使其从非常接近A位置的C以很小的速度沿直线匀速向外侧D运动，如果取分子排斥(即向右)为正方向，那么在b分子运动的过程中，外力F随距离的变化情况的图象是(　　)
解析：设分子引力和分子斥力的合力(即分子力)为F，由于b分子从非常接近A位置的C以很小的速度沿直线匀速向外侧D运动，则其所受到的合外力为零，即b受到的外力F与分子力大小相等，方向相反，而分子力随距离的变化的图象如A图所示，所以外力F随距离的变化情况的图象应为B图所示．故选B.
答案：B
10．一定质量的某种气体，在不同温度下的气体热运动速率的统计分布图如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．状态①的温度高于状态②的温度
B．气体分子在高温状态时的平均速率大于低温状态时的平均速率
C．不计分子势能，气体在状态①时具有的内能较大
D．温度升高时每个分子运动的动能都增大
解析：密闭在钢瓶中的理想气体体积不变，温度升高时分子平均动能增大压强增大，温度升高时，速率大的分子所占比重较大T1＜T2，故A错误；由图可知，高温时速率大的分子百分比更多，因此气体分子在高温状态时的平均速率大于低温状态时的平均速率，故B正确；由于状态②时的温度高，故不计分子势能时，气体在状态①时具有的内能较小，故C错误；温度升高时，分子的平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大；故D错误．
答案：B
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)
11．关于分子动理论，下述说法正确的是(　　)
A．分子是保持物质化学性质的最小微粒
B．物质是由大量分子组成的
C．分子永不停息地做无规则运动
D．分子间有相互作用的引力或斥力
解析：分子间同时存在相互作用的引力和斥力，D错误．
答案：ABC
12．下列关于布朗运动的叙述，正确的有(　　)
A．悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的
B．液体温度越低，悬浮小颗粒运动越缓慢，当液体的温度降到零摄氏度时固体小颗粒的运动就停止了
C．被冻结在冰块中的小炭粒不能做布朗运动，是因为冰中的水分子不运动
D．做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显
解析：布朗运动的特征之一就是无规则性，故A对；布朗运动只能发生在液体或者气体中，在固体中不能发生，并不是因为固体分子不运动，任何物质的分子都在永不停息地运动；布朗运动的激烈程度与温度有关，当温度越低时，布朗运动越不明显，但不会停止，故B、C错；布朗运动的明显程度受颗粒大小影响，颗粒越小，受力越不容易平衡，运动越明显，故D对．
答案：AD
13．对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是(　　)
A．两者的分子平均动能相同
B．水银的分子平均动能比水的大
C．两者的分子平均速率相同
D．水银分子的平均速率比水分子的平均速率小
解析：温度相同的任何物体，内部的分子平均动能都相等，所以A对B错；分子平均动能相同，平均速率不一定相同，还与分子质量有关，水银的分子质量大，平均速率小，所以C错D对．
答案：AD
14.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是(　　)
A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在rC．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大
D．在r＝r0时，分子势能为零
解析：在r＞r0时，分子作用力表现为引力，在两分子靠近时，引力做正功，分子势能减小，分子动能增加，A正确．在r＜r0时，分子作用力表现为斥力，在两分子靠近时，斥力做负功，分子势能增大，分子动能减小，B错误．在r＝r0时，引力等于斥力，分子力为0，分子势能最小，分子动能最大，C正确，D错误．
答案：AC
三、非选择题(本大题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(9分)在“用单分子油膜估测分子大小”实验中：
(1)某同学操作步骤如下：
①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；
③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．
改正其中的错误：___________________________________；
______________________________________________________.
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为__________ m.
解析：(1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差．
③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．
(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d＝＝ m＝1.2×10－9 m.
答案：(1)②在量筒中滴入N滴溶液　③在水面上先撒上痱子粉　(2)1.2×10－9
16．(9分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V，配制的油酸溶液中纯油酸与溶液体积之比为1∶500，1 mL油酸溶液50滴，那么一滴溶液的体积是________mL，所以一滴溶液中油酸体积为V＝________cm3，若实验中测得的结果如下表所示．
次数 S/cm2 d＝/×10－7 cm d平均值
1 538

2 545

3 563

请根据所给数据填写空白处的数值，并与公认的油酸分子直径值d0＝5.12×10－10 m做比较，判断此实验是否符合数量级的要求．
解析：1滴溶液的体积V溶液＝ mL，
其中含油酸体积
V＝V溶液＝4×10－5 cm3，
据此算出3次测得的d值分别为
d1≈7.43×10－8 cm＝0.743×10－7 cm，
d2≈7.34×10－8 cm＝0.734×10－7 cm，
d3≈7.10×10－8 cm＝0.710×10－7 cm，其平均值＝＝7.29×10－8 cm＝7.29×10－10 m，这与公认值的数量级相吻合，故本次实验符合数量级的要求．
答案：　4×10－5　0.743　0.734　0.710　7.29×10－10 m　符合
17．(10分)将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图象如图所示．若质量为m＝1×10－26 kg的乙分子从r3(r3＝12d，d为分子直径)处以v＝100 m/s的速度沿x轴负方向向甲飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中速度第一次达到零时分子力做多少功？
解析：在乙分子靠近甲分子的过程中，分子力先做正功，后做负功，由于分子力是变力，故用动能定理来求解W＝0－Ek
W＝－mv2＝－×1×10－26×1002 J
＝－5×10－23 J
负号表示分子克服分子力做功．
答案：－5×10－23 J
18．(13分)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．求(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．
解析：(1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积
10×300 cm3，含有空气分子数为
n＝×6.02×1023(个)＝8.1×1022(个)，
办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为
×2.8个/m3＝2.9×1021个/m3，
每个污染分子所占体积为V＝ m3，
所以平均距离为L＝＝7×10－8 m.
(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为2.9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个．
答案：(1)7×10－8 m　(2)8.7×1017个
19．(13分)(1)已知某气体的摩尔体积VA，摩尔质量为MA，阿伏加德罗常数为NA，由以上数据能否估算出每个分子的质量、每个分子的体积、分子之间的平均距离？
(2)当物体体积增大时，分子势能一定增大吗？
(3)在同一个坐标系中画出分子力F和分子势能Ep随分子间距离的变化图象，要求表现出Ep最小值的位置及Ep变化的大致趋势．
解析：(1)可估算出每个气体分子的质量m0＝；由于气体分子间距较大，由V0＝求得的是一个分子占据的空间而不是一个气体分子的体积，故不能估算每个分子的体积；由d＝＝可求出分子之间的平均距离．
(2)在r>r0范围内，当r增大时，分子力做负功，分子势能增大；在r(3)图象如图所示：
答案：见解析