1.1 分子动理论的基本内容 练习—【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修三

分子动理论的基本内容练习
一、单选题
1.关于分子动理论,下列说法正确的是()
A. 气体扩散的快慢与温度无关
B. 布朗运动是液体分子的无规则运动
C. 分子间同时存在着引力和斥力
D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大
2.下列关于布朗运动和扩散现象的说法中不．正确的是()
A. 布朗运动和扩散现象在没有重力的作用下也能进行
B. 布朗运动和扩散现象是分子做无规则运动的直接证明
C. 布朗运动和扩散现象都需要在重力的作用下才能进行
D. 布朗运动是固体微粒的运动,反映了液体分子的无规则运动
3.下列几种说法中正确的是()
A. 分子的直径通常大约为10−8m
B. 热力学温标每一开和摄氏温标每一度的温差相等
C. 物体能够被压缩,但又不能无限被压缩,表明分子之间只有斥力
D. 液体中悬浮微粒的布朗运动就是液体分子的热运动
4.如下图所示是用显微镜观察到的悬浮在水中的一个花粉微粒的布朗运动等时间间隔位置的连线,
以微粒在A点开始计时,每隔30s记下一个位置,依次得到B、C、D、E、F、G、H、I、J、K各点。

则在第75s末时微粒所在的位置是()
A. 一定在C、D连线的中点
B. 一定不在C、D连线的中点
C. 一定在C、D连线上,但不一定在C、D连线的中点
D. 不一定在C、D连线上
5.关于分子动理论的规律,下列说法正确的是()
A. 分子直径的数量级为10−15m
B. 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故
C. 已知某种气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N A,则该气体分子之间的平均距
3
离可以表示为√M
ρN A
D. 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,
用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能
6.以下说法正确的是()
A. 水的饱和汽压随温度的升高而减小
B. 扩散现象表明,分子在永不停息地运动
C. 当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减小
D. 一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,气体分子的平均动能减小
7.固体和液体很难被压缩,其原因是()
A. 分子之间没有空隙
B. 分子被固定在平衡位置不动
C. 压缩时,分子之间只有斥力
D. 压缩时,分子之间的斥力大于引力
8.已知两个分子间的距离为r0时,正好处于平衡状态。

下列说法正确的是()
A. 当分子间的距离r<r0时,它们之间只有斥力作用
B. 当分子间的距离r=r0时,分子之间没有相互作用力
C. 当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,且斥力比引力
减小得快
D. 当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子引力和分子斥力的合力在逐渐减小
9.已知铜的密度为8.9×103kg/m3,原子量为64,则每个铜原子所占的体积约为()
A. 7×10−6m3
B. 1×10−29m3
C.
1×10−26m3 D. 8×10−24m3
10.根据热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是
A. 内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
B. 液体很难被压缩的原因是:当液体分子间的距离减小时,分子间的斥力增大,分子间的引力小,
所以分子力表现为斥力
C. 满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行
D. 知道某物质摩尔质量和阿伏伽德罗常数,就可求出其分子体积
11.关于热现象,下列说法正确的是()
A. 分析布朗运动会发现,悬浮的颗粒越大,温度越高,布朗运动越剧烈
B. 一定质量的气体,温度升高时,分子间的平均距离增大
C. 已知铜的摩尔质量为M(kg/mol),铜的密度为ρ(kg/m3),阿伏加德罗常数为
N A(mol−1),1m3铜所含的原子数为N=ρN A
M
D. 温度升高,一定质量的理想气体的分子平均动能增大,内能可能保持不变
12.下列各现象中解释正确的是()
A. 用手捏面包,面包体积会缩小,这是因为分子间有间隙
B. 在一杯热水中放几粒盐,整杯水很快就会变咸,这是食盐分子的扩散现象
C. 把一块铅和一块金的表面磨光后紧压在一起,在常温下放置四五年,结果铅和金互相会渗入,
这是两种金属分别做布朗运动的结果
D. 把碳素墨水滴入清水中,稀释后,借助显微镜能够观察到布朗运动现象,这是由碳分子的无规
则运动引起的
二、多选题
13.分子的热运动是建立在以下哪些实验或事实基础上的()
A. 扩散现象
B. 布朗运动
C. 液体或气体的对流
D. 酒精和水混合后的体积小于原体积之和
14.对于下列热学问题,说法正确的是()
A. 当两个分子间的力表现为引力时,分子间距越小,引力与斥力的合力就越小,分子间距减小时
分子力做负功
B. 当两个分子间的力表现为斥力时,分子间距越小,引力与斥力的合力就越大,分子间距减小时
分子力做负功
C. 当悬浮在液体中的微粒越小时,微粒受到周围液体分子的碰撞机会就越少,布朗运动就越不
明显
D. “踏花归去马蹄香”描述了分子热运动
15.下面的说法中正确的有()
A. 布朗运动反映了液体分子在不停地做无规则热运动
B. 压缩密封在汽缸中一定质量的理想气体,随着不断地压缩,难度越来越大,这是因为分子间距
离越小时分子间斥力越大
C. 对气体加热,气体的内能不一定增大
D. 物体温度升高,分子热运动加剧,所有分子的动能都会增加
E. 对大量事实的分析表明,不论技术手段如何先进,热力学零度最终也不可能达到
16.下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是()
A. 微粒运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动
B. 当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C. 食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D. 小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
三、填空题
17.某物质的摩尔质量为μ,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N A,设分子为球体,且分子间隙不计,则此分
子的直径为________。

18.如图(a)的P−V图象中,一定质量的理想气体从状态a经等温变化到状态b,再经等容变化到状
态c.从a→b的过程中,单位体积内的气体分子数目______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

状态b和状态c的气体分子热运动速率的统计分布图象如图(b),则状态c对应的是______(选填“①”或“②”)。

19.由于水的表面张力,荷叶上的小水滴总是球形的。

在小水滴表面层
中,水分子之间的相互作用总体上表现为______(选填“引力”或
“斥力”)。

分子势能E p和分子间距离r的关系图象如图所示,能
总体上反映小水滴表面层中水分子E p的是图中______(选填
“A”“B”或“C”)的位置。

20.(1)如图所示,把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接触水面。

如果你想使玻
璃板离开水面,必须用比玻璃板的重力______的拉力向上拉橡皮筋,原因是水分子和玻璃的分子间存在__________作用。

(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水,一段时间后,整杯水都变成了红色,这一现象在物理学中称为
__________现象,是由于分子__________的产生的.这一过程是沿着分子热运动的无序性
__________的方向进行的．
四、计算题
21.已知水的密度为1.0×103kg/m3,水的摩尔质量为1.8×10–2kg/mol,求:
(1)1cm3的水中有多少个水分子?
(2)估算一下一个水分子的线度有多大?
22.已知潜水员在岸上和在海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3,空气的摩尔质量为
0.029kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6.02×1023mol−1。

若潜水员呼吸一次吸入2L空气,试估算
潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子个数。

(结果保留一位有效数字)
正确答案和详细解析
1.【正确答案】C
【解答】
A 、扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快,故A 错误；
B 、布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动,它是液体分子的不规则运动的反映,故B 错误；
C 、分子间同时存在相互作用的引力和斥力,故C 正确；
D 、分子间同时存在引力和斥力,引力和斥力均随着分子间距离的增大而减小,故D 错误； 故选:C 。

2.【正确答案】C
3.【正确答案】B
【解答】
A .分子的直径通常大约为10−10m ,A 错误；
B .热力学温标每一开和摄氏温标每一度的温差相等,B 正确；
C .物体能被压缩,说明分子之间存在间隙,而又不能无限压缩,说明分子间存在斥力,但不是只有斥力,C 错误；
D .液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子的热运动的表现,D 错误。

故选B 。

4.【正确答案】D
【解答】在60s 到90s 时间内,微粒由C 运动到D ,但C 、D 连线并不是其轨迹,所以第75s 末时微粒可能在C 、D 连线上,也可能不在C 、D 连线上,只有D 正确。

故选D 。

5.【正确答案】C
【解答】
A .分子直径的数量级为10−10m ,原子核直径的数量级才是10−15m ,故A 错误；
B .从微观角度看,气体分子的碰撞产生气体压强,在压缩气体时表现出抗拒压缩的力,气体分子距离很远,分子间力为零,故B 错误；
C .将气体分子及其周围空间看作立方体模型,则气体分子之间的平均距离可以看作立方体的边长,d =√V N A 3=√M
ρN A 3,故C 正确；
D.如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也必
定处于热平衡,称做“热力学第零定律”。

用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是温度,故D错误。

故选C。

6.【正确答案】B
【解答】
A.饱和水汽压大小与温度有直接关系,随着温度的升高,饱和水汽压显著增大,故A错误；
B.扩散现象等大量事实表明,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,故B正确；
C.分子间同时存在引力和斥力,当分子距离增加时,分子间的引力和斥力都减小,只是斥力减小的更快,故C错误；
=C可知温度T升高,平均D.气体做等压膨胀,即压强p不变,而体积V增大,由理想气体状态方程pV
T
动能增大,故D错误。

故选B。

7.【正确答案】D
8.【正确答案】C
9.【正确答案】B
10.【正确答案】A
【解答】
A.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同,故A正确；
B.分子之间的距离减小时,分子间斥力增大,分子间的引力也增大,斥力增大的较快,所以分子力表现为斥力,故B错误；
C.满足能量守恒定律的客观过程并不是都可以自发进行的,故C错误；
D.已知阿伏伽德罗常数和某物质的摩尔质量,用摩尔质量除以阿伏伽德罗常数可以求出该物质分子
的质量,故D错误。

故选A
11.【正确答案】C
【解答】
A.分析布朗运动会发现,悬浮的颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈,故A错误；
B.一定质量的气体,温度升高时,气体的体积可能减小,则分子间的平均距离可能减小,故B错误；
C.已知铜的摩尔质量为M(kg/mol),铜的密度为ρ(kg/m3),阿伏加德罗常数为N A(mol−1),铜的摩尔
,故C正确；
体积为V0=Mρ,1m3铜所含的原子数为N=ρN A
M
D.理想气体的内能由温度决定,温度越高,其内能越大,所以温度升高,一定质量的理想气体的分子平均动能增大,内能一定增大,故D错误。

故选C。

12.【正确答案】B
【解答】
解:A、用手捏面包,面包体积会缩小,这是因为有大量的气泡,并不能说明分子间有间隙,故A错误；
B、在一杯热水中放几粒盐,整杯水很快就会变咸,这是食盐分子的扩散现象,故B正确；
C、把一块铅和一块金的表面磨光后紧压在一起,在常温下放置四五年,结果铅和金互相会渗入,这是两种金属分子扩散的结果,故C错误；
D、把碳素墨水滴入清水中,稀释后,借助显微镜能够观察到布朗运动现象,这是由水分子的无规则运动引起的,故D错误。

故选B。

13.【正确答案】AB
14.【正确答案】BD
【解答】当两个分子间的力表现为引力时,分子间距减小,引力与斥力的合力可能减小,也可能先增大后减小,分子间距离减小时分子力做正功,故A错误；
当两个分子间的力表现为斥力时,分子间距越小,引力与斥力的合力就越大,分子之间的距离减小时分子力做负功,故B正确；
当悬浮在液体中的微粒越小时,微粒受到周围液体分子的碰撞机会就越少,微粒的受力就越不平衡,布朗运动就越明显,故C错误；
马蹄上的花香在空气中传播属于扩散现象,D正确。

故选BD。

15.【正确答案】ACE
【解答】A、布朗运动反映了液体分子在不停地做无规则热运动,选项A正确；
B、压缩密封在汽缸中一定质量的理想气体,随着不断地压缩,难度越来越大,这是因为体积减小时,压强变大,选项B错误；
C、对气体加热,若气体对外做功,则气体的内能不一定增大,选项C正确；
D、物体温度升高,分子热运动加剧,分子的平均动能会增加,但并非每个分子的动能都增加,选项D 错误；
E、热力学零度是低温的极限,不论技术手段如何先进,热力学零度最终也不可能达到,选项E正确．
16.【正确答案】BD
【解答】
A.布朗运动是固体小颗粒的运动,它是分子热运动的间接反应,但不是分子热运动；故A错误；
B.分子间作用力随分子间距离的增大而减小,当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等；故B正确；
C.单晶体具有规则的形状,并且也具有各向异性；故C错误；
D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用；故D正确。

故选BD。

3
17.【正确答案】√6μ
ρN Aπ
18.【正确答案】减小；②
【解答】
由图可知,从a→b的过程中温度不变,气体的压强减小,体积增大,所以单位体积内的分子数目减小；由b到c过程中为等容变化,压强增大,则由理想气体状态方程可知,c点的温度较高,根据气体的分子的运动的统计规律:中间多,两头少；温度高,则图象的峰值将向速度较大的方向移动；故T1<T2；因此状态c对应的是②；
故正确答案为:减小；②。

19.【正确答案】引力 C
【详细解析】解:在小水滴表面层中,水分子间距较大,故水分子之间的相互作用总体上表现为引力；当r=r0时,F引=F斥,分子力F=0,分子势能最小,故B点为分子间作用力为零的情况,即B点表示平衡位置,故表现为引力的位置只能为C点。

故正确答案为:引力；C。

明确分子间作用力与分子间距离的关系,并能用分子间作用力详细解析表面张力的性质；同时牢记分子力做功与分子势能间的关系,明确分子势能随分子间距离变化的图象。

本题考查分子势能、液体的表面张力的性质,关键是明确分子力的性质,知道分子力做功与分子势能间的关系,从而掌握分子势能的变化图象的意义。

20.【正确答案】(1)大,引力
(2)扩散,热运动,增大
【解答】
(1)由于水分子和玻璃的分子间存在分子间相互作用的引力,故想使玻璃板离开水面,必须用比玻璃板的重力较大的拉力向上拉橡皮筋；
(2)由于与红墨水分子进入水分子,故此现象为扩散现象；原因是由于分子的无规则的热运动,由熵增加原理可知,这一过程是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的。

故填:(1)大,引力；(2)扩散,热运动,增大。

21.【正确答案】解:(1)1cm 3水的物质的量为:μ=ρV M mol =1.0×103×1×10−61.8×10−2=5.6×10−2(mol)
1cm 3的水中分子的个数为: n =μN A =5.6×10−2×6.02×1023=3.3×1022个
(2)忽略分子间的空隙,单个水分子的体积为:V 0=V n =1×10−63.3×1022
=3.0×10−29 将水分子看成球体时:V =16πd 3(d 为水分子的直径)
则水分子的线度为:d =√6V π3=√6×3.0×10
−293.143=3.9×10−10(m)
22.
【正确答案】解:设空气的摩尔质量为M ,在海底和在岸上的密度分别为ρ海和ρ岸,一次吸入空气的体积为V ,在海底和在岸上分别吸入的空气分子个数为n 海和n 岸,n 海=
ρ海V M N A ,n 岸=ρ岸V M N A 多吸入的空气分子个数为Δn =n 海−n 岸=
(ρ海−ρ岸)V M N A
代入数据解得:△n =3×1022个。