选修3-3 第1节 分子动理论 内能(高中物理习题)

高三一轮物理复习（人教版）
选修 3—3 第1节 分子动理论 内能
1．下列说法中正确的是
A ．液体中悬浮微粒的布朗运动是做无规则运动的液体分子撞击微粒而引起的
B ．物体的温度越高，其分子的平均动能越大
C ．物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能
D ．扩散现象说明分子间存在斥力，也能够说明分子间存在空隙
解析 布朗运动是液体分子撞击微粒不平衡引起的，故A 正确；物体的温度越高，分子的平均动能越大，B 正确；物体里所有分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能，故C 错误；扩散现象是分子的运动，不能说明分子间存在斥力，但能说明分子间有间隙，D 错误．
答案 AB
2．假如全世界60亿人同时数1 g 水的分子个数，每人每小时可以数5 000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数N A 取6×1023 mol －
1)
A ．10年
B ．1千年
C ．10万年
D ．1千万年
解析 1 g 水的分子个数N ＝118×N A ≈3×1022个，则完成任务所需时间 t ＝N 60×108×5 000×365×24
年≈105年． 答案 C
3．2009年10月，从中东开往欧洲某国的石化产品运输船触礁沉没，大量含有苯毒的物质流入大海．设这些物质的平均密度为0.88×103 kg /m 3，且不溶于水，因而在海面形成单分子”苯膜”，那么1 kg 苯毒物质污染的海洋面积约为
A ．103 m 2
B ．105 m 2
C ．107 m 2
D ．109 m 2
解析 油膜的厚度d 即为分子直径，大约为10－10 m .
所以S ＝V d ＝m ρd
≈107 m 2，C 正确． 答案 C
图1－5
4．如图1－5所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间
的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，
e 为两曲线的交点，则下列说法正确的是
A ．ab 为斥力曲线，cd 为引力曲线，e 点横坐标的数量级为10
－10m B ．ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10m
C ．若两个分子间距离大于e 点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力
D ．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越来越大
解析 e 点横坐标等于分子平衡距离r 0，应为10－10m ，在平衡距离之内，分子斥力大于
分子引力，分子力表现为斥力，则ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，所以A 错误，B 正
确；当两分子间距离大于e 点的横坐标，即r ＞r 0时表现为引力，C 错误；在r ＜r 0时，
当两分子间距离增大时，斥力做正功，分子势能减小，D 错误．
答案 B
5．若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状
态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，
下面是四个关系式：
①N A ＝Vρm ②ρ＝μN A Δ
③m ＝
μN A ④Δ＝V N A
其中
A ．①和②都是正确的
B ．①和③都是正确的
C ．③和④都是正确的
D ．①和④都是正确的
解析 水蒸气的摩尔体积与其密度的乘积是摩尔质量，摩尔质量除以一个分子的质量得
阿伏加德罗常数，所以①表达式正确；②表达式得到的不是水蒸气的密度，而是水的密
度，则②不正确；③式是摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，可求得一个分子的质量，
它对固、液、气三种状态下的物体求分子的质量都适用，所以③正确；④表达式求每个
分子的体积，该式只适用于固体、液体，不适用于气体，则④不正确．综上可得只有B
选项正确．
答案B
6．1 g 100 ℃的水与1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是
A．分子的平均动能与分子的总动能都相同
B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同
C．分子的总动能相同，但分子的势能总和不同
D．内能相同
解析温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确、B错误；当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，要吸收热量，内能增加，由于分子的总动能相同，所以分子的势能总和变大，C正确，D错误．
答案AC
7.如图3所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是
A.铅分子做无规则热运动
B.铅柱受到大气压力作用
C.铅柱间存在万有引力作用
D.铅柱间存在分子引力作用
解析：考查分子力、大气压力、万有引力之间的区别。

选D
8. (6分)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉
均匀地撒在水面上。

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。

③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体
积和面积计算出油酸分子直径的大小。

④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增
加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。

⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。

完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的顺序是__________。

(填写步骤前面的数字)
(2)将1 cm 3的油酸溶于酒精，制成300 cm 3的油酸酒精溶液；测得l cm 3的油酸
酒精溶液有50滴。

现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是
0.13 m 2。

由此估算出油酸分子的直径为_________m 。

(结果保留l 位有效数字)
解析：(1) ④①②⑤③ (2)5×10-10m 61011110503005100.13
v d m m s --⨯⨯⨯==≈⨯ 9. (5 分)在“用单分子油膜估测分子大小”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34.810ml -⨯，其形成的油
膜面积为240cm ，则估测出油酸分子的直径为 m 。

27答案 (1)
②在量筒中滴入N 滴溶液 (1分)
③在水面上先撒上痱子粉 (1分)
(2) 91.210-⨯ (3分)
10.（12分）(1)如题12A-1图所示，一淙用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻
杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。

离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。

下列说法正确的是
A ．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B ．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C ．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D ．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
(2)如题12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。

一定质
量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P 0。

现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q 后，体积由V 1增大为V 2。

则在此过程中，气体分子平均动能_________(选增“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了_____________。

(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol -1，密度ρ=0.895×103kg·m -3.若100滴油酸的体积为1ml ，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取N A =6.02×1023mol -1.球的体积V 与直径D 的关系为316
V D π=，结果保留一位有效数字) 解析：
11.．在做”用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL .用注射器测得1 mL 上述溶液中有液滴50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图1－6所示．坐标纸中正方形方格的边长为20 mm .则：
图1－6
(1)油酸膜的面积为________ m 2；
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为______ m 3；
(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径为________ m .
解析 (1)小方格个数n ＝55
每个小方格面积S 0＝L 2
则油膜的面积S ＝n·S 0＝55×(2×10－2)2 m 2＝2.2×10－2 m 2.
(2)由于104 mL 中有纯油酸6 mL ，则1 mL 中有纯油酸610
4 mL ＝6×10－4 mL .而1 mL 上述溶液有50滴，故1滴溶液中含有纯油酸的体积为
V ＝6×10－4
50
mL ＝1.2×10－5 mL ＝1.2×10－11 m 3. (3)由d ＝V S
知油酸分子的直径 d ＝1.2×10－11
2.2×10－2 m ≈5.5×10－10 m . 答案 (1)2.2×10－2 (2)1.2×10－11 (3)5.5×10－10
12.．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 36
(或V 1＝Nd 3) 则V 1V 0＝ρ6m πd 3N A ⎝⎛⎭⎫或V 1V 0
＝ρm d 3N A 解得V 1V 0
＝1×10－4(9×10－5～2×10－4都算对)． 答案 1×10－4(9×10－5～2×10
－4都算对)。