2018-2019学年粤教版高中物理选修3-3 第一章 分子动理论 单元测试

2018-2019学年粤教版高中物理选修3-3 第一章分子动理论单元测试
一、单选题
1.如图，F﹣r图象中两条曲线表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，其中纵坐标F表示两分子间引力、斥力的大小，横坐标r表示两个分子间的距离，e为两曲线的交点，则（）
A. ab为斥力曲线，cd为引力曲线
B. 当r＞r e时，分子间作用力的合力表现为斥力
C. 当r=r e时，分子势能为0
D. 当r＜r e时，若减小分子间的距离，分子势能将增大
2.下列说法正确的是（）
A.布朗运动是固体小颗粒分子的无规则运动的反映
B.分子势能随分子间距离的增大而增大
C.气体分子的平均动能越大，则气体压强越大
D.分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
3.已知铜的密度为8.9×103kg/m3,原子量为64，通过估算可知每个铜原子所占的体积为（）
A. 7×10-6m3
B. 1×10-29m3
C. 1×10-26m3
D. 8×10-24m3
4.两个相近的分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离为r0时，分子间的引力和斥力大小相等，则下列说法中正确的是()
A. 当分子间距离由r0开始减小时，分子间的引力和斥力都在减小
B. 当分子间距离由r0开始增大时，分子间的斥力在减小，引力在增大
C. 当分子间的距离大于r0时，分子间相互作用力的合力为零
D. 当分子间的距离小于r0时，分子间相互作用力的合力表现为斥力
5.如图所示，一个内壁光滑与外界不发生热传递的气缸固定在地面上，缸内活塞下方封闭着空气（活塞与外界也不发生热传递），若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些，缸内封闭着的气体（）
A. 分子平均动能增大
B. 单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少
C. 每个分子对缸壁的冲力都减小了
D. 若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体的内能改变量
6.只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出大气体中分子平均距离( )
A. 阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和质量
B. 阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和密度
C. 阿伏加德罗常数,该气体的质量和体积
D. 该气体的密度,体积和摩尔质量
7.已知地球半径约为，空气的摩尔质量约为，一个标准大气压约为
.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为()
A. B. C. D.
二、多选题
8.下列说法正确的是（）
A. 分子质量不同的两种气体，温度相同时其分子的平均动能相同
B. 一定质量的气体，在体积膨胀的过程中，内能一定减小
C. 布朗运动表明，悬浮微粒周围的液体分子在做无规则运动
D. 知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度就可以估算出气体分子的大小
E. 两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，它们的分子势能先减小后增大
9.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示图中分子势能的最小值为若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是
A. 乙分子在P点时，处于平衡状态
B. 乙分子在P点时，加速度最大
C. 乙分子在Q点时，其动能为
D. 乙分子的运动范围为
10.关于分子的热运动，下列说法中正确的是（）
A. 当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率都增大
B. 当温度升高时，分子中速率小的分子所占的比例减小
C. 当温度升高时，物体内分子热运动的平均动能必定增大
D. 只要温度相同，任何物体的分子速率的平均值都相同
三、填空题
11.分子直径的数量级一般是________m ．在两分子间的距离由r0（此时分子间的引力和斥力相互平衡，分子力为零）逐渐增大的过程中，分子力的变化情况是________（填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“先增大后减小”、“先减小后增大”）．
12.利用油膜法可粗略测写分子的大小和阿伏加德罗常数。

若已知n滴油的总体积为v ，一滴油所形成的单分子油膜的面积为S ，这种油的摩尔质量为μ ，密度为ρ.则可求出一个油分子的直径d=
________；阿伏加德罗常数= ________。

四、解答题
13.设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子？（已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为5×1014m2，结果保留一位有效数字）
五、实验探究题
14.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，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。

（1）若每一小方格的边长为20mm，则油酸薄膜的面积约为________m2；（保留2位有效数字）
（2）第一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为________m3；
（3）由以上数据，估算出油酸分子的直径________m。

（保留2位有效数字）
六、综合题
15.若水汽在高空凝结成小水滴的直径为d，已知水的密度为ρ、摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为
N A．球的体积公式为V= πd3（d为球的直径）求：
（1）一个小水滴包含的分子数n；
（2）水分子的直径d0．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】解：A、在F﹣r图象中，随着距离的增大，斥力比引力减小得快，则知ab为引力曲线，cd为斥力曲线．故A错误．
B、当r＞r e时，分子间作用力的合力表现为引力，故B错误．
C、当r=r e时，分子势能最小，但不一定为0，故C错误．
D、当r＜r e时，分子力表现为斥力，若减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能将增大，故D正确．故答案为：D．
【分析】当两分子靠得很近时，表现为斥力，离得比较远时表现为引力，力与位移的夹角为锐角时，做正功，为钝角时，做负功。

2.【答案】D
【解析】【解答】布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，A不符合题意；只有当r>r0时，分子距离变大时，分子力做负功，分子势能增大，B不符合题意；气体分子的平均动能越大，气体的温度越高，气体压强不一定越大，C不符合题意；分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，D符合题意；
故答案为：D.
【分析】需要注意的是布朗运动是微粒的运动，反映的是分子的运动，而不是指的分子的无规则运动。

3.【答案】B
【解析】【分析】根据原子量和密度计算出摩尔体积，然后根据阿伏加德罗常数计算出一个铜原子所占的体积。

铜原子的摩尔体积：
每个铜原子所占的体积：
故答案选B。

【点评】解此题的关键是固体分子是彼此紧密挨着的，计算出大量分子的总体积，根据分子个数就是一个铜原子的体积。

4.【答案】D
【解析】【解答】分子间作用力随分子间距离变化图像如图所示，当分子间距离由开始减小时，分子间的引力和斥力都在增大，斥力增加的快，A不符合题意；当分子间距离由开始增大时，分子间的斥力引力都在减小，B不符合题意；当分子间的距离大于时，分子间相互作用力表现为引力，合力不为零，C不符合题意；当分子间的距离小于时，分子间相互作用力的合力表现为斥力，D符合题意．
故答案为：D
【分析】根据分子间距离变化时分子力的变化规律来判断。

5.【答案】B
【解析】【解答】A、向上拉活塞时，气体体积变大，气体对外做功，W＜0，由于气缸与活塞是绝热的，在此过程中气体既不吸热，也不放热，则Q=0，由热力学第一定律可知，△U=W+Q＜0，气体内能减小，温度降低，分子平均动能变小，故A错误；
B、气体物质的量不变，气体体积变大，分子数密度变小，单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少，故B正确；
C、气体温度降低，分子平均动能减小，当并不是每一个分子动能都减小，因此并不是每个分子对缸壁的冲力都减小，故C错误；
D、若活塞重力不计，则活塞质量不计，向上拉活塞时，活塞动能与重力势能均为零，拉力F与大气压力对活塞做的总功等于缸内气体的内能改变量，故D错误；
故选B．
【分析】向上拉活塞，气体体积变大，压强变小，气体温度降低，分子平均动能减小；根据热力学第一定律判断气体内能的变化．
6.【答案】B
【解析】【分析】把气体分子看成正方体模型，气体分子间距较大，所以要计算出一个气体分子的体积，要先知道摩尔体积除以阿伏加德罗常数。

摩尔质量/密度=摩尔体积，根据摩尔体积/阿伏伽德罗常数=一个气体分子所占的体积，根据立方体的体积计算出两个气体分子间距。

所以B对。

【点评】熟悉气体分子间距计算方法要首先理解气体分子间距离很大，模型建立好，是解决这种问题的关键。

7.【答案】B
【解析】【分析】大气压强，地球表面积
则地球周围空气质量为：，由于标准状态下，一摩尔任何气体的体积都是22.4升，即摩尔体积为；
故空气密度为：，空气的总体积为；
代入解得，
故选B。

【点评】本题要注意大气压强与容器中气体压强产生的原因不同，容器中气体压强是由于大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的。

二、多选题
8.【答案】A,C,E
【解析】【解答】解：A、温度是分子平均动能的量度，故温宿相同，分子的平均动能相同，故A正确；
B、一定质量的气体，在体积膨胀的过程中，温度可能升高，内能不一定减小，故B错误；
C、布朗运动表明，悬浮微粒周围的液体分子在做无规则运动，故C正确；
D、知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度就可以估算出气体分子所占空间的大小，但不能计算出分子的大小，故D错误；
E、两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，分子间表现出先斥力后引力，故分子力先做正功，后做负功，它们的分子势能先减小后增大，故E正确；
故选：ACE
【分析】布朗运动是指在显微镜下观察到的固体颗粒的无规则运动；温度是分子的平均动能的标志；分子之间的作用力与距离的关系，要掌握其变化的规律；根据热力学第一定律，物体在对外做功的同时，若吸收热量，物体的内能可能增大．
9.【答案】A,D
【解析】【解答】AB、乙分子在P点时，分子力为零，故加速度为零，此时为平衡状态，A符合题意，B 不符合题意；
CD、当乙分子运动至Q点(x=x1)时，其分子势能为零，因总能量为零，则其分子动能也为零，此时分子间距最小，而后向分子间距变大的方向运动，故乙分子的运动范围为x⩾x1，C不符合题意，D符合题意；故答案为：AD。

【分析】根据分子势能的大小变化分析分子受力情况和位置，从而可得运动情况。

10.【答案】B,C
【解析】【解答】解：A、C、当温度升高时，分子热运动平均动能增加，故平均速度也增加，但不是每个分子的速度都增加，故A错误，C正确；
B、温度是分子的平均动能的标志，当温度升高时，分子热运动平均动能增加，分子中速率小的分子所占的比例减小．故B正确；
D、某一温度下，速率都在某一数值附近，离开这个数值越远，分子越少，故D错误；
故选：BC．
【分析】温度是分子热运动平均动能的标志，分子热运动的平均动能与热力学温度成正比；分子运动是无规则的，分子速率统计规律表现为“中间多两头少”，温度增加时，速率小的分子数减小．
三、填空题
11.【答案】10﹣10；先增大后减小
【解析】【解答】分子直径数量级一般是10﹣10m ，当分子间距大于平衡位置时，若间距增大，则分子引力与斥力都在减小，但斥力减小得快，所以体现为引力，则引力越来越大，随着间距增大一定值时，引力与斥力都变小，所以分子力也变小，故分子力先增大后减小．
故答案为：10﹣10，先增大后减小．
【分析】物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力；分子直径的数量级为是10﹣10m ．根据分子动理论进行解答．
12.【答案】；
【解析】【解答】每滴油的体积为，油膜的厚度及为油分子直径，即：；1摩尔油的体积，则1摩尔油所含的分子数，即阿伏伽德罗常数为：=
【分析】油滴在水面上扩散后形成油膜最大面积时，形成单分子油膜，油膜的厚度等于分子直径．由油的体积与面积之比求出分子直径．把分子看成球体，阿伏加德罗常量N A等于摩尔体积与分子体积之比
四、解答题
13.【答案】解：1g水的分子数为：
n= = 个≈3.34×1022个
则1cm2的地面上分子数为：n′= n= 个≈6.7×103个≈7×103个
答：1cm2的表面上有7×103个水分子．
【解析】【分析】先估算出1g水的分子数，然后再估算lcm2的表面上有多少个水分子．
五、实验探究题
14.【答案】（1）2.8×10-2(2.5×10-2-3.1×10-2)
（2）1.2×10-11
（3）4.3×10-10(3.9×10-10-4.8×10-10)
【解析】【解答】（1）面积超过正方形一半的正方形的个数为71个，则油酸膜的面积约为
．
（2）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积：；
（3）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，因此其直径为：
；
【分析】（1）在数正方形格子的时候，需要注意的是超过过半个格子的算一个格子，不满半个的舍弃掉。

（2）利用题目条件求出一滴油酸溶液的体积，再乘以油酸溶液的的浓度即可。

（3）利用第一问求得的油酸的表面积和第二问求出的油酸的体积即可求出直径。

六、综合题
15.【答案】（1）解：水滴的体积为V= πd3
所以分子数n= =
（2）解：水分子的体积：
解得d0=
【解析】【分析】（1）①由水的体积和密度求出水的质量，由质量除以摩尔质量得到摩尔数，即可求得分子数．（2）根据水的体积和分子数相除，可得到水分子的体积，再根据球体的体积公式即可求出．。