人教版物理选修3-3：第七章分子动理论

单元测评(一) 分子动理论
(时间：90分钟 满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)
1．阿伏加德罗常数是N A mol －1，铜的摩尔质量是μkg/mol ，铜的密度是ρ kg/m 3，则下列说法不正确的是( )
A ．1 m 3
铜中所含的原子数为ρN A μ B ．一个铜原子的质量是μN A
C ．一个铜原子所占的体积是μρN A
D ．1 kg 铜所含有的原子数目是ρN A
解析：1 m 3铜所含有的原子数为n ＝m μ·N A ＝ρ·V ′μN A ＝ρN A μ，A 正确．一
个铜原子的质量为m 0＝μN A ，B 正确．一个铜原子所占的体积为V 0＝V N A
＝μρN A
，C 正确.1 kg 铜所含原子数目为n ＝1μ·N A ＝N A μ，D 错误． 答案：D
2．下列说法中正确的是 ( )
A ．热的物体中的分子有热运动，冷的物体中的分子无热运动
B ．气体分子有热运动，固体分子无热运动
C ．高温物体的分子热运动比低温物体的分子热运动激烈
D ．运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈 解析：不论物体处于何种状态以及温度高低，分子都是不停地做无规
则运动，只是剧烈程度与温度有关．
答案：C
3．甲、乙两杯水，水中均有颗粒在做布朗运动，经显微镜观察后，发现甲杯中的布朗运动比乙杯中的布朗运动激烈，则下列说法中正确的是
( )
A ．甲杯中的水温高于乙杯中的水温
B ．甲杯中的水温等于乙杯中的水温
C ．甲杯中的水温低于乙杯中的水温
D ．条件不足，无法确定
解析：布朗运动的激烈程度跟温度和颗粒大小有关系，故无法判断． 答案：D
4．一般情况下，分子间同时存在分子引力和分子斥力；若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近为止，且甲分子固定不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到相距很远时，速度为v ，则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m )下列说法错误的是( )
A ．乙分子的动能变化量为12
m v 2 B ．分子力对乙分子做的功为12
m v 2 C ．分子引力比分子斥力多做了12
m v 2的功 D ．分子斥力比分子引力多做了12
m v 2的功 解析：由动能定理可知A 、B 正确，乙分子远离过程中，分子斥力做
正功，引力做负功，动能增加12m v 2，故斥力比引力多做12
m v 2的功，C 错误，D 正确．
答案：C
5．一定质量的0 ℃的水在凝结成0 ℃的冰的过程中，体积变大，它内能的变化是()
A．分子平均动能增加，分子势能减少
B．分子平均动能减小，分子势能增加
C．分子平均动能不变，分子势能增加
D．分子平均动能不变，分子势能减少
解析：温度相同，分子的平均动能相同，体积改变，分子势能发生了变化．由于不清楚由水变成冰分子力做功的情况，不能从做功上来判断．从水变成冰是放出热量的过程，因此说势能减少，D对．
答案：D
6．(多选题)两个原来处于热平衡状态的系统分开后，由于外界的影响，其中一个系统的温度升高了5 K，另一个系统温度升高了5 ℃，则下列说法正确的是()
A．两个系统不再是热平衡系统了
B．两个系统此时仍是热平衡状态
C．两个系统的状态都发生了变化
D．两个系统的状态没有变化
解析：两个系统原来温度相同而处于热平衡状态，分开后，由于升高的温度相同，两者仍处于热平衡状态，新的热平衡状态下温度比以前升高了，两个系统的状态都发生变化．
答案：BC
7．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
解析：冰水混合物温度为0 ℃，冰、水温度相同，故二者分子平均动能相同，A、B错；水分子势能大于冰分子势能，故等质量的冰、水内能相比较，水的内能大于冰的内能，C对，D错．
答案：C
8．甲分子固定于坐标原点O，乙分子从远处静止释放，在分子力作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是()
A．a点B．b点
C．c点D．d点
解析：a点和c点处分子间的作用力为零，乙分子的加速度为零．从a 点到c点分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，速度增加，从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功．由于
到d 点分子的速度为零，因分子引力做的功与分子斥力做的功相等，即F cd ·L cd ＝F ac ·L ac ，所以F d >F b .故分子在d 点加速度最大．正确选项为D. 答案：D
9．实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数为20 ℃；在测一标准大气压下沸水的温度时，其读数为80 ℃.下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数，其中正确的是( )
A ．41 ℃ 60 ℃
B ．21 ℃ 40 ℃
C ．35 ℃ 56 ℃
D ．35 ℃ 36 ℃
解析：此温度计每一刻度表示的实际温度为100
80－20 ℃＝53 ℃，当它的示数为41 ℃时，它上升的格数为41－20＝21(格)，对应的实际温度应为
21×53
℃＝35 ℃；同理，当实际温度为60 ℃时，此温度计应从20开始上升格数6053
＝36(格)，它的示数应为(36＋20) ℃＝56 ℃. 答案：C
10．(多选题)如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中()
A．测力计示数始终等于玻璃板的重力
B．测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况
C．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力D．因为拉起时需要克服水分子的吸力，所以拉力大于玻璃板的重力解析：玻璃板被拉起时，要受到水分子的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，与大气压无关，所以选B、D.
答案：BD
11．下列说法中正确的是()
A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡状态时各部分的参量不发生变化
B．当系统不受外界影响，且经过足够长的时间，其内部各部分状态参量将会相同
C．只有处于平衡状态的系统才有状态参量
D．两物体发生热传递时，它们组成的系统处于平衡状态
解析：处于非平衡状态的系统也有状态参量，而且参量会发生变化．经过足够长的时间，系统若不受外界影响就会达到平衡状态，各部分状态参量将会相同，故B项正确，A、C项错误，而处于热传递时系统处于非平衡状态，故D项错误．
答案：B
12．(多选题)有关温标的说法正确的是()
A．温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的
B．不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同
C．温标的规定都是人为的，没有什么理论依据
D．热力学温标是从理论上规定的
解析：温标是温度的测量方法，不同温标下，同一温度在数值表示上可能不同，A正确，B错误；热力学温标是从理论上做出的规定，C错误，D正确．
答案：AD
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、实验题(本题有2小题，共14分．请按题目要求作答)
13．(6分)为保护环境和生态平衡，在各种生产活动中都应严禁污染水源．在某一水库中，一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶，速度为8 m/s，导致油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油处共用1.5分钟．测量时，漏出的油已在水面上形成宽约为a＝100 m的长方形厚油层．已知快艇匀速运动，漏出油的体积V＝1.44×10－3 m3.
(1)该厚油层的平均厚度D＝__________；
(2)该厚油层的厚度D约为分子直径d的________倍？(已知油分子的直径约为10－10 m)
解析：(1)油层长度L＝v t＝8×90 m＝720 m
油层厚度D＝V
La＝
1.44×10－3
720×100
m＝2×10－8 m
(2)n＝D
d＝
2×10－8
10－10
＝200(倍)．
答案：(1) 2×10－8 m (3分)(2)200倍(3分)
14．(8分)在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中，(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，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0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为________ m.
解析：(1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差．
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＝V
S＝
4.8×10－3×10－6×0.10%
40×10－4
m＝1.2×10－9 m.
答案：(1)②在量筒中滴入N滴溶液(2分)
③在水面上先撒上痱子粉(2分)
(2)1.2×10－9(4分)
三、计算题(本题有3小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(10分)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m 3和 2.1 kg/m 3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1.若潜水员呼吸一次吸入2 L 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数．(结果保留一位有效数字)
解析：设空气的摩尔质量为M ，在海底和岸上的密度分别为ρ2和ρ1，一次吸入空气的体积为V ，则有Δn ＝⎝⎛⎭⎫ρ2－ρ1V M N A ，代入数据得Δn ＝
3×1022.(10分)
答案：3×1022个
16．(12分)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m 3，平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m ．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)
解析：设气体体积为V 0，液体体积为V 1
气体分子数n ＝ρV 0m N A ，V 1＝n πd 3
6
(或V 1＝nd 3)，(4分) 则V 1V 0＝ρ6m πd 3N A (或V 1V 0
＝ρm d 3N A )，(4分) 解得V 1V 0
＝1×10－4(9×10－5～2×10－4均可)．(4分) 答案：1×10－4(9×10－5～2×10－4均可)
17．(16分)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103 kg/m 3的某种油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V ＝0.5×10－3 cm 3，形成的油膜面积为S ＝0.7 m 2.油的摩尔质量M ＝0.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，只需要保留一位有效数字，那么：
(1)该油分子的直径是多少？
(2)由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 的值是多少？(先列出计算式，再代入数据计算)
解析：(1)由d ＝V S 可得：
d ＝0.5×10－3×10－6
0.7
m ≈7×10－10 m(4分) (2)每个油分子的体积V 0＝16
πd 3 (3分) 油的摩尔体积V mol ＝M ρ(3分)
假设油是由油分子紧密排列而成的，有：
N A ＝V mol V 0＝6M πρd 3
(3分) 代入数据可得N A ≈6×1023 mol －1. (3分) 答案：(1)7×10－10 m (2)见解析。