物理选修3第七章 分子动理论综合与测试同步达标检测题

这是一份物理选修3第七章 分子动理论综合与测试同步达标检测题，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分．第1～7题为单选，8～12题为多选，每小题有3项符合题目要求，选对1个得1分，选对2个得2分，选对3个得4分，每选错1个扣2分，最低得分为0分)
1．近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注．其中主要污染物是大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物即PM2.5(该颗粒肉眼不可见，仅能在显微镜下观察到)，也称为可入肺颗粒物，以下对该颗粒的说法中不正确的是( )
A．在无风的时候，颗粒悬浮在空中静止不动
B．该颗粒的无规则运动是布朗运动
C．布朗运动是由空气分子从各个方向对颗粒撞击作用的不平衡引起的
D．该颗粒的无规则运动反映了空气分子的无规则运动
A [悬浮在空中的颗粒做无规则运动，是一种布朗运动，是由于颗粒受到周围空气分子的撞击不平衡引起的，空气分子永不停息地做无规则运动，所以在无风的时候，颗粒悬浮在空中仍在运动，选项A错误，B、C正确；颗粒的无规则运动反映了空气分子的无规则运动，选项D正确．]
2．以下关于分子动理论的说法中不正确的是( )
A．物质是由大量分子组成的
B．－2℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动
C．分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大
D．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小
B [物质是由大量分子组成的，A正确；分子永不停息地做无规则运动，B错误；在分子间距离增大时，如果先是分子斥力做正功，后是分子引力做负功，则分子势能是先减小后增大的，C正确；分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，且斥力变化得快，D正确．]
3．A、B两个分子的距离等于分子直径的10倍，若将B分子向A分子靠近，直到不能再靠近的过程中，关于分子力做功及分子势能的变化说法正确的是( )
A．分子力始终对B做正功，分子势能不断减小
B．B分子始终克服分子力做功，分子势能不断增大
C．分子力先对B做正功，而后B克服分子力做功，分子势能先减小后增大
D．B分子先克服分子力做功，而后分子力对B做正功，分子势能先增大后减小
C [由于两分子的距离等于分子直径的10倍，即r＝10－9 m，则将B分子向A分子靠近的过程中，分子间相互作用力对B分子先做正功、后做负功，分子势能先减小、后增大．]
4．有甲、乙两种气体，如果甲气体分子的平均速率比乙气体分子的平均速率大，则( )
A．甲气体的温度一定高于乙气体的温度
B．甲气体的温度一定低于乙气体的温度
C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度
D．甲气体中每个分子的运动都比乙气体中每个分子的运动快
C [气体温度是气体分子平均动能的标志，而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关．本题涉及两种不同的气体(即分子质量不同)，它们的分子质量无法比较，因而无法比较两种气体温度的高低，故A、B选项错误，C选项正确；速率的平均值大，并不一定每个分子速率都大，故D选项错误．]
5．以下说法不正确的是( )
A．分子的热运动是指物体的整体运动和物体内部分子的无规则运动的总和
B．分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动
C．分子的热运动与温度有关，温度越高，分子的热运动越剧烈
D．在同一温度下，不同质量的同种液体的每个分子运动的剧烈程度可能是不相同的
A [分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动，与物体的整体运动无关，故A错误，B正确；根据分子动理论可知，温度反映了物体内部分子无规则运动的剧烈程度，温度越高，分子无规则运动越剧烈，故C正确；温度是大量分子的平均动能的标志，是从统计规律上看的，不是温度越高每个分子的运动都越剧烈，故D正确．]
6．阿伏加德罗常数为NA(ml－1)，铝的摩尔质量为M(kg/ml)，铝的密度为ρ(kg/m3)，则下列说法不正确的是( )
A．1 kg铝所含原子数为ρNA
B．1 m3铝所含原子数为eq \f(ρNA,M)
C．1个铝原子的质量为eq \f(M,NA) kg
D．1个铝原子所占的体积为eq \f(M,ρNA) m3
A [一个铝原子的质量m＝eq \f(M,NA)，C对；铝的摩尔体积为V＝eq \f(M,ρ)，所以1个铝原子占有的体积为V0＝eq \f(V,NA)＝eq \f(M,ρNA)，D对；因1个铝原子占有的体积是eq \f(M,ρNA)，所以1 m3铝所含原子的数目n＝eq \f(1,V0)＝eq \f(ρNA,M)，B对；又因一个铝原子的质量m＝eq \f(M,NA)，所以1 kg铝所含原子的数目n′＝eq \f(1,m)＝eq \f(NA,M)，A错．]
7．下列说法中正确的是( )
A．分子间的平均距离增大时，其分子势能一定增大
B．分子间的平均距离增大时，其分子势能一定减小
C．物体的体积增大时，其分子势能一定增大
D．0 ℃的水变成0 ℃的冰时，体积增大，分子势能减小
D [若分子间的平均距离在大于r0(r0约为10－10 m)的范围内增大，由于分子间的作用力表现为引力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做负功，分子势能将增大．若分子间的平均距离在小于r0的范围内增大，由于分子间的作用力表现为斥力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做正功，分子势能将减小，选项A、B错误；由于物体的体积随分子间的平均距离的增大而增大，所以其分子势能随分子距离的变化，与分子势能随物体的体积的变化规律相同，选项C错误；水在0 ℃～4 ℃的范围内温度升高时，表现出反常膨胀的特性，温度升高，体积反而减小，0 ℃的冰体积最大，0 ℃的水变成0 ℃的冰时，由于要放热，而且温度不变，所以水的分子势能减小，选项D正确．]
8．对于实际的气体，下列说法正确的是( )
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能
D．气体的体积变化时，其内能可能不变
E．气体的内能包括气体分子热运动的动能
BDE [实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以B、D、E正确，A、C错误．]
9．NA代表阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是( )
A．在同温、同压时，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B．2 g氢气所含原子数目为NA
C．在常温、常压下，11.2 L氮气所含的原子数目为NA
D．17 g氨气所含的电子数目为10NA
E．标准状况下，40 g SO3所占的体积一定小于11.2 L
ABC [由于构成单质分子的原子数目不一定相同，所以同温、同压下，同体积的任何气体都具有相同的分子数，但所含原子数目不一定相同，A错；2 g氢气的物质的量为eq \f(2 g,2 g/ml)＝1 ml，则氢气所含原子数目为1 ml×2×NA＝2NA，B错；在常温、常压下，Vm≠22.4 L/ml,11.2 L氮气的物质的量不能确定，则所含原子数目不能确定，C错；17 g氨气物质的量为eq \f(17 g,17 g/ml)＝1 ml，其所含电子的物质的量为(7＋1×3)ml＝10 ml，即电子数目为10NA，D正确；标准状况下SO3为固体，SO3的气体摩尔体积小于22.4 L/ml,40 g SO3的物质的量为0.5 ml,0.5 ml SO3在标准状况下所占体积小于11.2 L，E正确．]
10.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )
A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小
C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大
D．在r＝r0时，分子势能为零
E．分子动能和势能之和在整个过程中不变
ACE [由Ep－r图可知：
在r＞r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A正确；
在r＜r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故选项B错误；
在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，故选项C正确；
在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，故选项D错误；
在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项E正确．]
11．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析不正确的是( )
A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动
C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速
D．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更缓慢
E．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
ADE [墨滴入水，最后混合均匀，这是扩散现象，碳粒做布朗运动，水分子做无规则的热运动；碳粒越小，布朗运动越明显，混合均匀的过程进行得越迅速，选项B、C正确．]
12．现在有质量是18 g的水、18 g的水蒸气和32 g的氧气，在它们的温度都是100 ℃时( )
A．它们的分子数目相同，分子的平均动能相同
B．它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大
C．它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大
D．它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同
E．它们的分子数目相同，分子的平均速率不同
ACE [三种物质的温度相同时，分子平均动能相同，故B错；三种物质的物质的量相同，故分子数目相同，A对，D错；100 ℃时，水蒸气的分子势能大于水的分子势能，分子平均动能相同，故水蒸气的内能比水的内能大，C对，因为它们的分子质量不同，所以平均速率不同，E正确．]
二、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答)
13．(10分)用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小炭粒的体积为V＝0.1×10－9 m3，小炭粒的密度是ρ＝2.25×103 kg/m3，摩尔质量为M＝12 g/ml，阿伏加德罗常数为NA＝6.0×1023 ml－1，则小炭粒所含分子数为______个(保留两位有效数字)．由此可知布朗运动________(选填“是”或“不是”)分子的运动．
[解析] 长度放大600倍的显微镜可以把小炭粒的体积放大n＝6003倍＝2.16×108倍，故小炭粒的实际体积为V0＝eq \f(V,n)，小炭粒的质量为m＝ρV0,1 ml小炭粒中含有的分子数为NA，由以上各式可得N＝eq \f(NAρV,nM)，代入数据得：N≈5.2×1010个．可见每一个小炭粒都含有大量的分子，由此可知，布朗运动不是分子的运动．
[答案] 5.2×1010 不是
14．(12分)在做用油膜法估测分子大小的实验中，酒精油酸溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为75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，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm.试求：
(1)油酸膜的面积是多少？
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积？
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．
(4)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？
请写出你分析的原因：____________________________________________
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[解析] (1)根据图中的轮廓可知，油膜面积S＝106×1 cm2＝106 cm2.
(2)由1 mL溶液为75滴可知1滴溶液的体积为eq \f(1,75) mL，又已知每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.
则1滴溶液中含纯油酸的体积为
V＝eq \f(1,75)×eq \f(6,104) mL＝8×10－6 mL＝8×10－6 cm3.
(3)油酸分子直径
d＝eq \f(V,S)＝eq \f(8×10－6,106) cm≈7.5×10－8 cm＝7.5×10－10 m.
(4)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积先扩张后又收缩；②油酸酒精溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，使液面收缩
[答案] (1)106 cm2 (2)8×10－6 cm3
(3)7.5×10－10 m (4)见解析
15．(14分)电压力锅是传统高压锅和电饭锅的升级换代产品，它结合了压力锅和电饭锅的优点，实现了全密封烹调，达到了省时省电的目的．
(1)如果某电压力锅的锅内气体的体积为V，气体的摩尔体积为VA，阿伏加德罗常数为NA，则锅内气体分子的个数有多少？
(2)如果压力锅正常工作时锅内的温度能保持在117 ℃，此时室温为27 ℃，试用热力学温度表示锅内温度和室温，并计算锅内食物升高了多少K?
[解析] (1)分子个数N＝nNA＝eq \f(V,VA)NA
(2)根据热力学温度和摄氏温度的关系，锅内温度T1＝t1＋273 K＝390 K
室温T2＝t2＋273 K＝300 K
升高的温度ΔT＝T1－T2＝90 K.
[答案] (1)eq \f(V,VA)NA (2)390 K 300 K 90 K
16．(16分)目前，瓶装纯净水已经占领柜台，瓶装纯净空气也可能上市．设瓶子的容积为500 mL，空气的摩尔质量M＝29×10－3 kg/ml.按标准状况计算，NA＝6.0×1023 ml－1，试估算：
(1)一瓶纯净空气的质量是多少？
(2)一瓶纯净空气中约有多少个气体分子？
[解析] (1)一瓶纯净空气的质量
m空＝ρV瓶＝eq \f(MV瓶,Vm)＝eq \f(29×10－3×500×10－6,22.4×10－3)kg
＝6.5×10－4 kg.
(2)一瓶纯净空气中气体分子数N＝nNA＝eq \f(V瓶,Vm)·NA
＝eq \f(500×10－6×6.0×1023,22.4×10－3)个＝1.3×1022个．
[答案] (1)6.5×10－4 kg (2)1.3×1022个