20192020学年高中物理 第七章 分子动理论测评含解析新人教版选修33

第七章分子动理论测评
(时间:60分钟满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每题5分,共50分。

在每题给出的四个选项中,第1~5题只有一项吻合题目要求,第6~10题有多项吻合题目要求。

全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.对以下相关物理现象的讲解错误的选项是( )
A.水和酒精混杂后整体积减小,说明分子间有缝隙
B.存放过煤的混凝土地面下必然深度内都有黑色颗粒,说明煤分子在做无规则的热运动
C.高压下的油会透过钢壁溢出,说明分子是不停运动着的
D.在一杯热水中放几粒盐,整杯水很快会变咸,这是盐分子在高温下无规则运动加剧的结果
剖析水和酒精混杂后,水分子和酒精分子相互“镶嵌”,整体积减小,说明分子间有缝隙,选项A 正确;选项B属于扩散现象,它说明分子在不停地做无规则的热运动,选项B正确;高压下的油会透过钢壁溢出,这属于物体在外力作用下的机械运动,其实不能够说明分子是不停运动着的,选项C错误;选项D属于扩散现象,正确。

答案C
2.以下选项正确的选项是( )
A.液体温度越高,悬浮颗粒越大,布朗运动越激烈
B.布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动
C.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
D.当分子间距增大时,分子间的引力和斥力都减小
剖析温度越高,分子运动越激烈,悬浮在液体中的颗粒越小,撞击越简单不平衡,则它的布朗运动就越显然,A错误;布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,不是分子的无规则运动,B错误;液体中的扩散现象是由于液体分子的无规则运动引起的,C错误;当分子间距增大时,分子间的引力和斥力都减小,D正确。

答案D
3.某气体的摩尔质量为M,分子质量为m。

若1 mol该气体的体积为Vm,密度为ρ,则该气体单位体积分子数不能能是(阿伏加德罗常数为NA)( )
A. B.
C. D.
剖析用阿伏加德罗常数除以气体的摩尔体积,就是单位体积内的分子个数,A选项正确;用摩尔质量M除以一个分子的质量m即为阿伏加德罗常数,化简后和A选项相同,B选项正确;,C选项正确,D选项错误。

答案D
4.以下关于分子热运动和热现象的说法正确的选项是( )
A.气体若是失去了容器的拘束就会散开,这是由于气体分子之间存在势能的缘故
B.必然量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子平均动能增加
C.必然量气体的内能等于其全部分子的热运动动能和分子势能的总和
D.若是气体温度高升,那么每一个分子热运动的速率都增加
剖析气体分子间的距离比较大,甚至能够忽略分子间的作用力,分子势能也就不存在了,因此气体在没有容器的拘束下散开是分子热运动的结果,选项A错误;100 ℃的水变成同温度的水蒸气,分子的平均动能不变,因此选项B错误;依照内能的定义可知选项C正确;若是气体的温度高升,分子的平均动能增大,热运动的平均速率也增大,这是统计规律,但就每一个分子来讲,速率不用然都增加,应选项D错误。

答案C
5.两个分子从靠得不能够再凑近的地址开始,使两者之间的距离增大,直到大于分子直径的10倍以上。

这一过程中,关于分子间的相互作用力的以下说法正确的选项是( )
A.分子间的引力和斥力都在增大
B.分子间的斥力在减小,引力在增大
C.分子间的相互作用力的合力在逐渐减小
D.分子间的相互作用力的合力,先减小后增大,再减小到零
剖析由分子力随距离的变化关系得,分子距离由靠得不能够再凑近变化到大于分子直径10倍以上时,引力和斥力都减小,应选项A、B错。

相互作用的合力变化以下列图,应为先减小再增大,再减小到零,选项C错,D对。

答案D
6.分别以摄氏温度及热力学温度为横、纵坐标表示的t与T关系图( )
A.为直线
B.不经过第二象限
C.其在纵轴的截距小于横轴的截距
D.斜率为1
剖析依照T=273.15 K+t能够知道这是一条过纵坐标轴上一点(0,273.15 K)、斜率是1的斜直线。

答案AD
7.一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度T1,比铁块的温度T2高,当它们接触在一起时,若是不和外界交换能量,则( )
A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块放出的热量等于铁块吸取的热量
B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块放出的热量不等于铁块吸取的热量
C.达到热平衡时,铜块的温度是T=
D.达到热平衡时,两者的温度相等
剖析在系统不和外界交换能量的条件下,高温的铜块放出的热量必然等于低温的铁块吸取的热量。

达到热平衡时,两者的温度必然相等,故A、D正确,B错误,由Q=cmΔt知铜块和铁块的比热容不相同,达到热平衡时的温度T≠,C错误。

答案AD
8.关于分子势能,以下说法正确的选项是( )
A.分子间表现为引力时,分子间距离越小,分子势能越大
B.分子间表现为斥力时,分子间距离越小,分子势能越大
C.物体在热胀冷缩时,分子势能发生变化
D.物体在做自由落体运动时,分子势能越来越小
剖析分子间的作用力表现为引力,分子间的距离减小时,分子力做正功,因此分子势能随分子间距离的减小而减少,因此选项A错误;分子力为斥力,分子间的距离减小时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的减小而增大,因此选项B正确;物体在热胀冷缩时,物体体积发生变化,说明分子势能发生变化,因此选项C正确;物体在做自由落体运动时,物体重力势能减少,但分子势能与重力势能没关,因此选项D错误。

答案BC
9.关于分子间相互作用力(以下列图)的以下说法中,正确的选项是( )
A.当分子间的距离r=r0时,分子力为零,说明此时分子间既不存在引力,也不存在斥力
B.分子力随分子间的距离的变化而变化,当r>r0时,随着距离的增大,分子间的引力和斥力都增大,但引力比斥力增大得快,故分子力表现为引力
C.当分子间的距离r<r0时,随着距离的减小,分子间的引力和斥力都增大,但斥力比引力增大得快,故分子力表现为斥力
D.当分子间的距离r<r0时,合力随分子间距离增大而减小
剖析分子间的引力和斥力同时存在,当分子间的距离r=r0时,引力等于斥力,分子力为零,故A错误;分子力随分子间的距离的变化而变化,当r>r0时,分子间的作用力随分子间距离的增大而减
小,斥力减小得更快,故分子力表现为引力,故B错误;当分子间的距离r<r0时,随着距离的减小,分子间的引力和斥力都增大,但斥力比引力增大得快,故分子力表现为斥力,故C正确;当分子间的距离r<r0时,合力大小随分子间距离增大而减小,故D正确。

答案CD
10.关于热现象和热学规律,以下说法正确的选项是( )
A.布朗运动表示,构成悬浮微粒的分子在做无规则运动
B.两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小
C.物体的摄氏温度变化了1 ℃,其热力学温度变化了273 K
D.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
剖析布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动,表示液体的分子在做无规则运动,选项A错误;两个分子的间距从极近增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,选项B 正确;物体的摄氏温度变了1 ℃,其热力学温度变化了1 K,选项C错误;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,选项D正确。

答案BD
二、填空题(本题共2小题,共16分。

把答案填在题中的横线上)
11.(6分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,已知一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V油酸,配制的油酸酒精溶液中,纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL溶液滴250滴,那么1滴溶液的体积是mL,因此一滴溶液中纯油酸体积为V油酸= cm3。

若实验中测得结果以下表所示,请依照所给数据填写出空白处的数值,并与公认的油酸分子长度值L0=1.12×10-10 m作比较,并判断此实验可否吻合数量级的要求。

?
次数S/cm2 L=/cm 平均值
1 533
2 493
3 563
剖析由题给条件得,1滴溶液的体积为
V溶液= mL,由于,故1滴溶液中油酸体积为V油酸=V溶液=cm3=8×10-6 cm3。

据此算得3次测得L的结果分别为1.50×10-8 cm、1.62×10-8 cm、1.42×10-8 cm
其平均值为≈1.51×10-10 m
这与公认值的数量级相吻合,故本次估测数值吻合数量级的要求。

答案8×10-6 1.50×10-8 1.62×10-8 1.42×10-8 1.51×10-10m 吻合
12.(10分)某同学在实验室做用油膜法估测分子直径大小的实验中,实验的方法及步骤以下:
①向体积V油=1 mL的油酸中加酒精,直至总量达到V总=500 mL。

②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=100滴时,测得其体积恰好是V0=1 mL。

③往边长为30 cm~40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水,将痱子粉平均撒在水面上。

④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,将早先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状。

⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以下列图,数出轮廓范围内小方格的个数N,小方格的边长l=20 mm。

依照以上信息,回答以下问题:
(1)该同学遗漏的重要步骤是。

?
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V'是 mL。

?
(3)油酸分子直径是 m。

(保留1位有效数字)?
(4)若痱子粉撒得过厚,则会使分子直径的测量结果偏(选填“大”或“小”)。

?
剖析(1)用油膜法估测分子大小的实验步骤可简记为:“配→撒→滴→描→数→算”。

由实验步骤可知,缺少的实验步骤是待油酸薄膜形状牢固。

(2)一滴油酸溶液中含有的纯油酸的体积V'= mL=2×10-5 mL。

(3)油膜的面积S=456×10-4 m2,则油酸分子的直径d= m≈4×10-10 m。

(4)水面上痱子粉撒得很多,油膜不能够充分张开,则测量的面积S偏小,以致计算结果偏大。

答案(1)待油酸薄膜形状牢固(2)2×10-5 (3)4×10-10 (4)大
三、解答题(本题共2小题,共34分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必定明确写出数值和单位)
13.(16分)以下列图,IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈,形成半径为7.13 nm的“原子围栏”,相邻铁原子间有缝隙。

估计原子平均缝隙的大小。

结果保留两位有效数字。

(已知铁的密度为7.8×103 kg/m3,摩尔质量是 5.6×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。

)
剖析一个铁原子的体积V=,
铁原子的直径D=,
围栏中相邻铁原子的平均缝隙l=-D,
解得l≈6.5×10-10 m。

答案6.5×10-10 m
14.(18分)很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。

轿车在发生必然强度的碰撞时,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=56 L,囊中氮气密度ρ=2.5 kg/m3,已知氮气摩尔质量M=0.028 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6×1023 mol-1。

试估计:
(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。

(结果保留1位有效数字)
剖析(1)设N2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。

(2)每个分子所占的空间为V0=。

设分子间平均距离为a,
则有V0=a3,即a=。

代入数据得a≈3×10-9 m。

答案(1)3×1024个(2)3×10-9 m。