高中物理 第七章 分子动理论章末检测1 新人教版选修33Word下载.docx

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C．物体的内能是物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和

D．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

9．下列说法中正确的是（　　）

A．物体的分子热运动动能的总和就是物体的内能

B．对于同一种物质，温度越高，分子平均动能越大

C．要使分子平均动能增大，外界必须向物体传热

D．温度升高时，分子间的平均距离一定增大

10．下列说法正确的是（　　）

A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大

B．物体的机械能为零时内能也为零

C．物体的体积减小，温度不变时，物体内能一定减小

D．气体体积增大时气体分子势能一定增大

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

二、填空题（本题共2小题，共16分）

11．（8分）一个房间的地面面积是15m2，房间高3m．已知标准状况下，空气的平均摩尔质量是2.9×

10－2kg/mol.通常用空气湿度（有相对湿度，绝对湿度）表示空气中含有的水蒸气的情况，若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为103cm3，已知水的密度为ρ＝1.0×

103kg/m3，水的摩尔质量Mmol＝1.8×

10－2kg/mol，求：

（1）房间内空气的质量为________kg；

（2）房间中有________个水分子；

（3）估算一个水分子的线度为________m．（保留两位有效数字）

12．（8分）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：

（1）关于油膜面积的测量方法，下列说法中正确的是（　　）

A．油酸酒精溶液滴入水中后，要立刻用刻度尺去量油膜的面积

B．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积

C．油酸酒精溶液滴入水中后，要立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积

D．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能散开，等到状态稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积

（2）实验中，将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，又测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴，现将1滴溶液滴到水面上，水面上形成0.2m2的单分子薄层由此可估算油酸分子的直径d＝________m.

三、计算题（本题共4小题，共44分）

13．（10分）已知铜的密度为8.9×

103kg/m3，铜的原子量为64，质子和中子的质量约为1.67×

10－27kg，则铜块中平均每个铜原子所占的空间体积为多少？

铜原子的直径约为多少？

14.（12分）在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气．已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：

（1）说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；

（2）它们中各有多少水分子；

（3）它们中相邻两个水分子之间的平均距离．

15.（10分）华氏度和摄氏度是用来计量温度的常用单位，其数值关系满足F＝1.8t＋32.

（1）下图中能正确描述F和t函数关系的图象是（　　）

（2）试探究图象在F、t轴上的截距表示的意义及大小．

16.（12分）

图2

分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图2所示的图象中表现出来，就图象回答：

（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．

（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？

在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？

（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？

第七章　分子动理论

1．ACD　[布朗粒子是宏观粒子，其运动规律同样遵循牛顿定律，A错误．布朗运动虽然是固体小颗粒的运动，但却反映了液体分子的无规则运动，B正确．光束中的粒子的运动是受小范围气流的影响，不是布朗运动，C错误．选项D中的热运动指分子的无规则运动，布朗运动不能称为热运动，D错误．故选A、C、D.]

2．B　[物体被压缩时，r<

r0，分子间引力和斥力都增大，只不过斥力增大得更快些，故A错，B对；

当物体被拉伸时，r>

r0引力和斥力都减小，只不过斥力减小得更快些，故C、D均错．]

3．D　[分子间距离较远时，分子力为零．当分子间距离减小时，分子间的分子力表现为引力，当r减小到r＝r0时，分子力又为零，这一过程中分子力经历了由零增大后又减小到零的过程．当r<

r0时，分子力表现为斥力，且斥力随分子间距离的减小而一直增大，所以当r一直减小时，分子力的变化过程是先增大，再减小，后又增大，由于分子力先表现为引力，后表现为斥力，所以在r一直减小的过程中，分子力（引力）先做正功，分子势能减少；

后为斥力做负功，分子势能增大．]

4．C　[当分子力表现为引力时，随着分子间距离的增大，分子力是先增大后减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B不正确；

当分子力表现为斥力时，随着分子间距离的减小，分子力变大，分子力依然做负功，分子势能增大．所以C项正确，D不正确．]

5．C　[当三个系统处于热平衡状态，它们有相同的状态参量，所以具有相同的温度，故C项正确．]

6．C　[由题图可知p＝kT（k>

0），把T＝t＋273代入得p＝k（t＋273），故可知C正确．]

7．D　[0℃的水变成0℃的冰，温度不变，分子的平均动能不变，但水结冰要放热，其内能减少，只能是分子势能减少，故只有D项正确．]

8．D　[温度是分子平均动能的标志，温度不变时，分子的平均动能不变，温度越高，分子热运动越剧烈，故A、B项说法均正确．由内能定义知C项正确．布朗运动是由液体分子对悬浮颗粒撞击作用不平衡引起的，故选项D错误．]

9．B

10．D　[物体的机械能和内能是两个完全不同的概念，物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定，分子动能不可能为零（温度不可能达到绝对零度），而物体的动能可能为零，所以选项A、B均不正确；

物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能不一定减小，r<

r0时，分子间距离减小，分子势能将增大，所以C项也不正确；

由于气体分子间距离一定大于r0，体积增大时分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，所以D项正确．]

11．

（1）58　

（2）3.3×

1025　（3）3.1×

10－10

12．

（1）D　

（2）5×

解析　

（1）油酸酒精溶液滴在水面上，油膜会散开，待稳定后，再在玻璃上画下油膜的轮廓，用坐标纸计算油膜面积．

（2）V＝

×

cm3＝10－10m3，d＝

＝

m＝5×

10－10m.

13．1.19×

10－29m3　2.83×

10－10m

解析　

（1）铜的原子量为64，即每摩尔铜的质量为64g，其摩尔体积：

Vmol＝

m3①

每个铜原子的体积V0＝

②

由①②得V0＝1.19×

10－29m3

（2）把铜原子作为球形模型，其直径设为d，则

π（

）3＝V0

代入数据，解得d＝2.83×

14．

（1）相等　

（2）

NA　

NA

（3）

解析　

（1）在标准状况下温度相同，所以分子的平均动能相同．

（2）体积为V的水，质量为M＝ρV

分子个数为n1＝

NA＝

NA，

对体积为V的水蒸气，分子个数为n2＝

（3）设相邻的两个水分子之间的平均距离为d，将水分子视为球形，每个水分子的体积为

，

分子间距等于分子直径d＝

设相邻的水蒸气中两个水分子之间距离为d′，将水分子占据的空间视为立方体．

d′＝

.

15．

（1）C

（2）F轴截距表示摄氏度时华氏32度，t轴截距表示华氏零度时摄氏－17.8度．

解析　

（1）依据F＝1.8t＋32，结合数学知识可知，图象在F轴上截距为正，在t轴上截距为负，C对．

（2）因F＝1.8t＋32

当t＝0时　F＝32即F轴截距表示摄氏零度时华氏温度32度．

当F＝0时　t＝－

＝－17.8，即t轴截距表示华氏零度时摄氏－17.8度．

16．见解析

解析　

（1）当分子间距离r＝r0时分子力为零，当分子间距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距大于r0时，分子间的相互作用力表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大．

从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为基准，分子间距离不论减小或增大，分子势能都增大，所以说在r0处分子势能最小．

（2）由图可知，选两个分子相距无穷远时分子势能为零．r＝r0时分子势能最低且小于零，故在这种情况下，分子势能可以大于零，也可以小于零，还可以等于零．

（3）若选r＝r0时，分子势能为零，则Ep－r图象为

故可知在r≠r0时，分子势能将大于零，但随分子间距离的变化规律不变．

2019-2020年高中物理第七章分子动理论章末检测2新人教版选修3-3

一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）

1．下列现象中，不能用分子动理论来解释的是（　　）

A．白糖放入热水杯中，杯中的水会变甜

B．大风吹起时，地上的尘土飞扬

C．一滴红墨水滴入一杯水中，过一会杯中的水变成了红色

D．把两块纯净的铅块用力压紧，两块铅合在了一起

答案　B

解析　白糖加入热水杯中，水变甜．说明糖分子在永不停息的做无规则运动，故A正确；

大风吹起时，地上的尘土飞扬，是物体在运动，属于机械运动，故B错误；

一滴红墨水滴入一杯水中，过一会杯中的水变成了红色，说明分子在永不停息的做无规则运动，故C正确；

把两块纯净的铅块用力压紧后，两个铅块的底面分子之间的距离比较大，表现为引力，使两个铅块结合在一起，用一定的拉力才能拉开．故D正确．

2．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

答案　C

解析　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的，故A错误；

明确了开始分子之间距离与r0的关系，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r<

r0处开始增大，则分子力先减小后增大再减小，故B错误；

若分子之间距离开始小于r0，则随着分子距离的增大，分子势能先减小后增大，故C正确；

显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停的做无规则运动，是由于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．

3．下列说法中正确的是（　　）

A．因为空气分子间存在斥力，所以用气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气

B．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故

C．打开酒瓶后可嗅到酒的气味，说明分子在做无规则的运动

D．热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1℃

解析　空气中分子距离较大，分子力为零，用气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气，那是气体压强作用的结果，故A错误；

面包之间的空隙，属于物体之间的空隙，不是分子间的间隙，故B错误；

正是由于分子在做无规则运动，我们才能闻到酒的气味，故C正确；

热力学温度和摄氏温度只是零点选取不同，每度的大小是相同的，故D错误．

4．酒精和水混合后体积减小表明（　　）

A．分子间有相互作用力B．分子间有空隙

C．分子永不停息地运动D．分子是微小的

解析　酒精与水混合后，由于酒精分子进入了水分子间的空隙内，故总体积在减小，故本现象说明分子间是有空隙的．

5．根据分子动理论，下列说法正确的是（　　）

A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比

B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停的无规则运动，就是分子的运动

C．分子间相互作用的引力和斥力一定随分子间距离的增大而增大

D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

答案　D

解析　由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故A错误；

显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停的无规则运动，是布朗运动，它是分子运动的体现，但不是分子的运动，故B错误；

分子间的相互作用力随分子间距离的增大而减小，但斥力减小的快，故C错误；

若分子间距是从小于平衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，故D正确．

6．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的（　　）

A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大

C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大

解析　水由气态凝结成液态，分子间距离变小．而分子间同时存在引力和斥力，且引力和斥力都随着分子间距离的减小而增大，故D正确．

7．从下列哪一组物理量不可以算出氧气的摩尔质量（　　）

A．氧气的密度和阿伏加德罗常数

B．氧气分子的体积和氧气的密度

C．氧气分子的质量和阿伏加德罗常数

D．氧气分子的体积和氧气分子的质量

解析　已知氧气的密度和阿伏加德罗常数，可以求出单位体积氧气的质量，但求不出氧气的摩尔质量，故A错误；

已知氧气分子的体积可以求出单位体积的分子数，已知氧气的密度可以求出单位体积的质量，知道单位体积的质量与分子个数，可以求出每个分子的质量，但求不出氧气的摩尔质量，故B错误；

一摩尔氧气分子的质量是摩尔质量，一摩尔氧气含有阿伏加德罗常数个分子，已知氧气分子的质量和阿伏加德罗常数，可以求出氧气的摩尔质量，故C正确；

已知氧气分子的体积和氧气分子的质量，求不出氧气的摩尔质量，故D错误．

8．若已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量、摩尔体积，则可以估算出（　　）

A．固体物质分子的大小和质量

B．液体物质分子的大小和质量

C．气体分子的大小和质量

D．气体分子的质量和分子间的平均距离

答案　ABD

解析　固体分子间隙很小，可以忽略不计，故固体物质分子的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，固体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，故A可以；

液体分子间隙很小，可以忽略不计，故液体物质分子的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，液体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗数的比值，故B可以；

气体分子间隙很大，摩尔体积等于每个分子占据的体积与阿伏加德罗常数的乘积，故无法估算分子的体积，故C不可以；

气体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，气体分子占据空间的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，故可以进一步计算分子的平均间距，故D可以．

9．我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作，PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，可在显微镜下观察到，它漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害．矿物燃料燃烧时废弃物的排放是形成PM2.5的主要原因，下列关于PM2.5的说法中正确的是（　　）

A．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动

B．温度越高，PM2.5的无规则运动越剧烈

C．PM2.5的质量越小，其无规则运动越剧烈

D．由于周围大量空气分子对PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做无规则运动

答案　BCD

解析　PM2.5是固体小颗粒，不是分子，故A错误；

温度越高，PM2.5的无规则运动越剧烈，故B正确；

PM2.5的质量越小，其无规则运动越剧烈，故C正确；

由于周围大量空气分子对PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做无规则运动，故D正确．

10．图1中甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象．由图象判断以下说法中正确的是（　　）

图1

A．当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零

B．当分子间距离r>

r0时，分子力随分子间距离的增大而增大

C．当分子间距离r>

r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大

D．当分子间距离r<

r0时，若分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增大

答案　CD

二、填空题（本题共2小题，每小题5分，共10分）

11．用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小炭粒的体积为V＝10－10m3，小炭粒的密度是ρ＝2.25×

103kg/m3，摩尔质量为M＝12g/mol，阿伏加德罗常数为NA＝6.0×

1023mol－1，则小炭粒所含分子数为________个（保留两位有效数字）．由此可知布朗运动________（选填“是”或“不是”）分子的运动．

答案　5.2×

1010　不是

解析　长度放大600倍的显微镜可以把小炭粒的体积放大n＝6003＝2.16×

108倍，故小炭粒的实际体积为V0＝

，小炭粒的质量为m＝ρV0,1mol小炭粒中含有的分子数为NA，由以上各式可得N＝

，代入数据得：

N≈5.2×

1010个．可见每一个小炭粒都含有大量的分子，由此可知，布朗运动不是分子的运动．

12．在“用油膜法估测分子的大小”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板，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0.1%，一滴溶液的体积为4.8×

10－3mL，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为________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

解析　

（1）②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时误差太大，应用微小量累积法减小误差．

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×

10－9m.

三、计算题（本题共4小题，共40分）

13．（8分）已知汞的摩尔质量为M＝200.5g/mol，密度为ρ＝13.6×

103kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6.02×

1023mol－1，求一个汞原子的质量和体积是多少？

（结果保留两位有效数字）

答案　3.3×

10－25kg　2.4×

解析　由原子质量＝

得：

m＝

kg≈3.3×

10－25kg

由原子体积＝

V＝

m3≈2.4×

10－29m3.

14．（10分）已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3，平均摩尔质量为0.029kg/mol.阿伏加德罗常数NA＝6.02×

1023mol－1，取气体分子的平均直径为2×

10－10m．若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值．（结果保留一位有效数字）

答案　1×

10－4（或2×

10－4）

解析　设气体体积为V0，液体体积为V1

气体分子数n＝

NA，V1＝n

（或V1＝nd3）

则

πd3NA（或

d3NA），

解得

＝1×

10－4）．

15．（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2所示．若质量为m＝1×

10－26kg的乙分子从r3（r3＝12d，d为分子直径）处以v＝100m/s的速度沿x轴负方向向甲分子飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大？

（选无穷远处分子势能为零）

答案　5×

10－23J

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，分子势能先减小后增大．动能和势能之和不变．又因为无穷远处分子势能为零，当r＝r3时分子力为零，分子势能可认为为零，所以当速度为零时，分子势能最大．即Epm＝ΔEk减＝

mv2＝

1×

10－26×

1002J＝5×

10－23J.

16．（12分）回答下列问题：

（1）已知某气体的摩尔体积为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．

答案　见解析

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