人教版高中物理选修33第七章《分子动理论》单元测试题含答案解析Word格式文档下载.docx
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C.-200℃比-250℃温度低
D.200℃和200K的温度相同
6.下列现象属于扩散的现象是( )
A.打开香水瓶,香味四处飘逸
B.拍打衣服时灰尘纷纷落地
C.放在空气中的铁块,过一段时间生锈了
D.冰融化
7.当分子间距离大于10r0(r0是分子平衡位置间的距离)时,分子力可以认为是零,规定此时分子势能为零.当分子间距离是平衡距离r0时,下面的说法中正确的是( )
A.分子力是零,分子势能也是零
B.分子力是零,分子势能不是零
C.分子力不是零,分子势能是零
D.分子力不是零,分子势能不是零
8.如图所示,用导热的固定隔板把一容器隔成容积相等的甲、乙两部分,甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气.在达到平衡时,它们的温度必相等,若分子势能可忽略,则甲、乙中( )
A.气体的压强相等
B.气体分子的平均动能相等
C.气体的内能相等
D.气体分子的平均速率相等
9.已知水银的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则水银分子的直径是( )
A.(
)
B.(
C.
D.
10.根据分子动理论,设两个分子之间的距离为r0时分子间的引力和斥力相等,以下关于分子力、分子势能与它们之间距离的关系的说法中正确的是( )
A.若两分子之间距离在r0的基础上增大,则分子间的引力增大,斥力减小,分子力表现为引力
B.两分子之间距离为r0时,分子势能最小,在r0的基础上距离增大或减小,分子势能都变大
C.两分子之间距离越大,分子力越小;
两分子间距离越小,分子力越大
D.两分子之间距离越大,分子势能越大;
分子间距离越小,分子势能越小
11.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
12.在“用油膜法估测分子的大小”实验中,下面的假设与该实验无关的是( )
A.油膜中分子沿直线排列
B.油膜为单层分子且都是球形
C.分子是一个挨一个排列,它们间的间隙可忽略
D.油膜的体积等于总的分子体积之和
13.下列现象中,属于扩散现象的是( )
A.下雪时,漫天的雪花飞舞
B.擦黑板时,粉笔末飞扬
C.煮稀饭时,看到锅中米粒翻滚
D.玫瑰花盛开时,香气袭人
14.下列分子势能一定减小的情况是( )
A.分子间距离减小时
B.分子间表现为斥力且分子间距离增大时
C.分子动能增大时
D.分子间作用力做负功时
15.两分子间的作用力F与间距r的关系图线如图所示,下列说法中正确的是( )
A.r<
r1时,两分子间的引力为零
B.r1<
r<
r2时,两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大
C.r=r2时,两分子间的引力最大
D.r>
r2时,两分子间的引力随r的增大而增大,斥力为零
16.关于分子势能,下列说法正确的是( )
A.分子力表现为引力时,分子间距离越小,分子势能越大
B.分子力表现为斥力时,分子间距离越小,分子势能越小
C.0℃的冰融化成0℃的水,分子势能增加
D.物体在做自由落体运动时,分子势能越来越小
17.对悬浮在水中的微粒的布朗运动,正确的说法是( )
A.微粒足够小时,各瞬间撞击微粒的水分子少,布朗运动不明显
B.微粒足够大时,各瞬间撞击微粒的水分子数多,布朗运动较明显
C.微粒足够小时,水分子从各个方向撞击微粒的不平衡性明显,布朗运动也明显
D.微粒足够大时,水分子从各个方向撞击微粒的不平衡性明显,布朗运动也明显
18.下列说法正确的是( )
A.任何状态下处于任何位置的物体都具有内能
B.机械能大的物体内能一定大
C.静止在地面上的物体无内能
D.空中飞行的子弹比地面上静止的子弹内能多
19.分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生,并随着分子间距的变化而变化,则( )
A.分子间引力随分子间距的增大而增大
B.分子间斥力随分子间距的减小而增大
C.分子间相互作用力随分子间距的增大而增大
D.分子间相互作用力随分子间距的减小而增大
20.容器中盛有冰水混合物,冰的质量和水的质量相等且保持不变,则容器内( )
A.冰的分子平均动能大于水的分子平均动能
B.水的分子平均动能大于冰的分子平均动能
C.水的内能大于冰的内能
D.冰的内能大于水的内能
第Ⅱ卷
二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)
21.油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL,用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成一层单分子油膜的形状如图所示.
(1)若每一方格的边长为30mm,则油酸薄膜的面积为________m2;
(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为______m3;
(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径为______m.
三、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)
22.在标准状况下,有体积为V的水和体积为V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.
(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子热运动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为多大?
23.很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全.轿车在发生一定强度的碰撞时,利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊.若氮气充入后安全气囊的容积V=56L,囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3,已知氮气摩尔质量M=0.028kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×
1023mol-1.试估算:
(结果均保留一位有效数字)
(1)囊中氮气分子的总个数N;
(2)囊中氮气分子间的平均距离.
24.已知大气压强是由于大气的重力而产生的,某学校兴趣小组的同学,通过查资料知道:
月球半径R=1.7×
106m,月球表面重力加速度g=1.6m/s2.为开发月球的需要,设想在月球表面覆盖一层厚度为h的大气,使月球表面附近的大气压达到p0=1.0×
105Pa,已知大气层厚度h=1.3×
103m比月球半径小得多,假设月球表面初始没有空气.试估算:
(1)应在月球表面添加的大气的总质量m为多少?
(2)月球大气层的分子数为多少?
(3)分子间的距离为多少?
(空气的平均摩尔质量M=2.9×
10-2kg/mol,阿伏加德罗常量NA=6.0×
1023mol-1)
答案解析
1.【答案】B
【解析】分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数,则有:
m=
,故A错误,B正确;
由于油酸分子间隙小,所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数,则有V0=
=
,故C、D错误.
2.【答案】D
【解析】由T=t+273.15K可知选项A、B说法正确;
热力学温度是国际单位制中的的基本物理量,C项说法正确;
表示变化量时,改变1℃就是改变1K,但是表示温度时,1℃与1K不同,D项说法错误,故选D.
3.【答案】A
【解析】温度是分子平均动能的标志,物体的温度高,则物体的分子平均动能大,但其中某个分子的动能不一定大,故A项对,B项错;
物体内能增大时,其温度不一定升高,例如冰变成同温度的水时,吸收热量,内能增大,温度不变,故C项错;
温度高的物体分子平均动能大,但分子平均速率不一定大,因平均速率还与分子质量有关,故D项错.
4.【答案】D
【解析】容器里的分子除做无规则的热运动外,还随容器做机械运动,当容器停止机械运动时,气体分子由于惯性与器壁或分子间的碰撞,使热运动加剧,气体的温度升高,故D选项正确.
5.【答案】A
【解析】热力学温度与摄氏温度的分度值在数值上是相等的,温度升高200℃,也可以说温度升高200K,故A正确,B错误;
由热力学温度:
T=t+273.15K,可知,-200℃比-250℃温度高,故C错误;
T=t+273.15K,可知,200℃和200K的温度不等,故D错误.
6.【答案】A
【解析】打开香水瓶,香味四处飘逸,香味分子不停地做无规则的运动,扩散到周围的空气中.属于扩散现象.拍打衣服时灰尘纷纷落地,是固体小颗粒的机械运动,不是分子的运动,所以不属于扩散现象.放在空气中的铁块,过一段时间生锈了,属于化学反应,不是分子的运动,所以不属于扩散现象.冰熔化,是由固态变成液态的过程,不属于扩散现象.
7.【答案】B
【解析】根据分子力随分子间距的变化关系知,r=r0时,分子力为0.根据分子力做功与分子势能的关系知,当r>
10r0时分子势能为0.r=r0时,分子势能最小,并且小于0,故B对.
8.【答案】B
【解析】由于温度是分子平均动能的标志,所以在达到平衡时,它们的温度相等,气体分子的平均动能必相等.
9.【答案】A
【解析】1mol水银的体积V=
,1个水银分子的体积V0=
,把水银分子看成球体,则V0=
πd3,所以d=(
.把水银分子看成立方体,则V0=d3,所以d=(
,故正确答案为A.
10.【答案】B
【解析】当两分子之间的距离为r0时,分子间的引力和斥力相等,分子力为零,若分子间距在r0的基础上增大、分子间的引力和斥力同时减小,因斥力减小得快,故分子力表现为引力,A错误;
由分子势能与分子间距的关系图象可知,两分子之间距离为r0时,分子势能最小,当分子之间距离在r0的基础上增大时,分子间的作用力表现为引力,分子力做负功,分子势能增加,当分子间的距离在r0的基础上减小时,分子间的作用力表现为斥力,分子力做负功,分子势能增加,故B正确;
从分子力随分子间距变化的图象可知,分子力的变化不具有单调性,故C错误;
同时,分子势能随距离变化的图象也不具有单调性,故D错误.
11.【答案】B
【解析】温度是物体分子平均动能的标志,所以物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大,A错,B对;
影响物体内能的因素是温度、体积和物质的量,所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况,C、D错.
12.【答案】A
【解析】在“用油膜法估测分子的大小”实验中,我们的实验依据是:
①油膜是呈单分子分布的,油膜的体积等于分子体积之和;
②把油酸分子看成球形;
③分子之间没有空隙,由此可知B、C、D正确,A错误.
13.【答案】D
【解析】下雪时,漫天飞舞的雪花,是雪花的运动,属于机械运动,A项错;
擦黑板时,粉笔灰四处飞扬,属于机械运动,B项错;
米粒在水中翻滚,是米粒的运动,不是分子运动,不属于扩散现象,C项错;
花香四溢是香气分子在运动,属于扩散现象,D项正确.
14.【答案】B
【解析】当分子间距离减小时,分子力可能做正功,也可能做负功,所以分子势能可能增大也可能减小,A错误;
当分子间表现为斥力且分子间距离增大时,分子间的作用力做负功,分子势能增大,B正确;
分子动能与分子势能没有关系,C错误;
分子间的作用力做负功时,分子势能增大,D错误.
15.【答案】B
【解析】分子间同时存在引力和斥力,r<
r1时,斥力大于引力,合力表现为斥力,故A错误;
r1<
r2时,两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大,作用力表现为引力,故B正确;
分子间同时存在引力和斥力,随着距离减小为增加,r=r2时,分子力表现为引力且最大,但不是分子引力最大,故C错误;
r>
r2时,两分子间的引力随r的增大而减小,故D错误.
16.【答案】C
【解析】分子力表现为引力时,分子间距离减小,分子力做正功,分子势能减小,A错误.分子力表现为斥力时,分子间距离减小,分子力做负功,分子势能增加,B错误.0℃的冰融化成0℃的水时,内能增加,温度不变,分子的平均动能不变,故分子势能增加,C正确.物体在做自由落体运动时,只有重力做功,物体的机械能守恒,动能增加,重力势能减少,但分子势能不变,D错误.
17.【答案】C
【解析】微粒越小时,瞬间撞击微粒的分子数越少,各个方向撞击的效果的不均衡性越明显,布朗运动越明显.
18.【答案】A
【解析】任何状态下处于任何位置的物体都具有内能,A项正确;
机械能大的物体内能不一定大,B项错误;
静止在地面上的物体内能不为零,C项错误;
空中飞行的子弹比地面上静止的子弹内能少,D项错误,故答案选A。
19.【答案】B
【解析】分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小,随分子间距的减小而增大,选项A错误,B正确;
分子间的相互作用力是引力与斥力的合力,在平衡位置(分子之间距离为r0)分子间的相互作用力为零,在无限远处,分子间的相互作用力为零,在分子间距从r0开始增大时,分子间相互作用力随分子间距的增大先增大后减小;
在分子间距从r0开始减小时,分子间相互作用力随分子间距的减小而增大,选项C、D错误.
20.【答案】C
【解析】冰水混合物的温度为0℃,冰、水温度相同,故二者分子平均动能相同,A、B错;
由于冰化成水要吸热,故水的内能大于冰的内能,C对,D错.
21.【答案】
(1)7.65×
10-2
(2)1.2×
10-11 (3)1.6×
10-10
【解析】
(1)用填补法数出在油膜范围内的格数(四舍五入)为85个,油膜面积为S=85×
(3.0×
10-2)2m2=7.65×
10-2m2.
(2)因为50滴油酸酒精溶液的体积为1mL,且溶液含纯油酸的浓度为0.06%,故每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为:
V0=
×
0.06%mL=1.2×
10-11m3.
(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径,可估算出油酸分子的直径为
d=
m≈1.6×
10-10m.
22.【答案】
(1)相同
(2)
NA
NA (3)
(1)在标准状况下温度相同,所以分子热运动的平均动能相同.
(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=
NA.
(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=
;
设水蒸气中相邻的两个水分子之间的距离为d′,将水分子占据的空间视为正方体,则d′=
.
23.【答案】
(1)3×
1024个
(2)3×
10-9m
(1)设氮气的物质的量为n,则n=
氮气的分子总数N=
NA,
代入数据得N≈3×
1024个.
(2)每个分子所占的空间为V0=
设分子间的平均距离为a,则有V0=a3,即a=
,代入数据得a≈3×
10-9m.
24.【答案】
(1)2.27×
1018kg
(2)4.7×
1043个 (3)1.0×
(1)月球的表面积S=4πR2,月球大气的重力与大气压力大小相等mg=p0S,
所以大气的总质量m=
代入数据可得m=
1.0×
105kg≈2.27×
1018kg.
(2)月球大气层的分子数为N=
6.0×
1023个≈4.7×
1043个.
(3)可以认为每一个气体分子占据空间为一个立方体,小立方体紧密排列,其边长即为分子间的距离.设分子间距离为a,大气层中气体的体积为V,则有
V=4πR2h,a=
a=
≈1.0×
10-9m.
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