物理选择性必修 第三册第一章 分子动理论综合与测试练习题

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 2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第三册第1章分子动理论 章末综合测评(时间：90分钟　分值：100分)1．(4分)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2．(4分)(多选)以下关于分子动理论的说法中正确的是(　　)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3．(4分)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4．(4分)关于物体的内能，下列说法中正确的是(　　)A．单个水分子的内能比冰分子的内能大B．物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能越大C．一定质量的0 ℃的水变成0 ℃的冰，内能一定减少D．相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能5．(4分)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6．(4分)关于热运动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7．(4分)阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，铝的摩尔质量为M(kg/mol)，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ρNAB．1 m3铝所含原子数为C．1个铝原子的质量为 kgD．1个铝原子所占的体积为 m38．(6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/mol，阿伏加德罗常数为NA＝6.0×1023 mol－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。9．(10分)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＝0.283 kg·mol－1，密度ρ＝0.895×103 kg·m－3。若100滴油酸的体积为1 mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约为多少？(取NA＝6.02×1023 mol－1，球体的体积V与直径D的关系为V＝πD3)   10．(10分)对于固体和液体来说，其内部分子可看作是一个个紧密排列的小球。若某固体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA。(1)试推导该固体分子质量的表达式；(2)若已知汞的摩尔质量MHg＝200.5×10－3 kg/mol，密度ρHg＝13.6×103 kg/m3，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol－1，试估算汞原子的直径大小。(结果保留两位有效数字)11．(4分)(多选)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12．(4分)(多选)当两个分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，设r1<r0<r2，则当两个分子间的距离由r1变到r2的过程中(　　)A．分子力先减小后增大B．分子力有可能先减小再增大最后再减小C．分子势能先减小后增大D．分子势能先增大后减小13．(4分)(多选)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，分子势能为零14．(4分)(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是(　　)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15．(4分)(多选)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．它们的分子数目相同，分子的平均速率不同16．(6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：________________________________________________________________________________________________________________。17．(10分)将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与距离间关系如图所示。若质量为m＝1×10－26 kg的乙分子从r3(r3＝12d，d为分子直径)处以v＝100 m/s的速度沿x轴负方向向甲分子飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大？   18．(10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/mol。按标准状况计算，NA＝6.0×1023 mol－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？      答案与解析1.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无规则运动，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。A符合题意。]2.ACD　[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.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，C正确。]4.C　[内能是物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和，所以研究单个分子的内能没有意义，A错误；内能与机械能是两种不同性质的能，它们之间无直接联系，B、D错误；一定质量的0 ℃的水变成0 ℃的冰，放出热量，内能减小，分子平均动能不变，C正确。]5.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，故选项A、B错误，C正确；速率的平均值大，并不一定每个分子速率都大，故选项D错误。]6.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。]7.A　[一个铝原子的质量m＝，C正确；铝的摩尔体积为V＝，所以1个铝原子占有的体积为V0＝＝，D正确；因1个铝原子占有的体积是，所以1 m3铝所含原子的数目n＝＝，B正确；又因一个铝原子的质量m＝，所以1 kg铝所含原子的数目n′＝＝，A错误。]8. [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＝，小炭粒的质量为m＝ρV0,1 mol小炭粒中含有的分子数为NA，由以上各式可得N＝，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9. [解析]　一个油酸分子的体积V＝，由球的体积与直径的关系得分子直径D＝，最大面积S＝，解得S＝10 m2。[答案]　10 m210. [解析]　(1)该固体分子质量的表达式m＝。(2)将汞原子视为球形，其体积V0＝πd3＝，汞原子直径的大小d＝＝3.6×10－10 m。[答案]　(1)m＝　(2)3.6×10－10 m11.BD　[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，故B、D正确，A、C错误。]12.BC　[当r>r0时，分子力表现为引力，其大小随r增加先增大后减小，且整个过程分子力做负功，分子势能增大；当r<r0时，分子力表现为斥力，随r增加，分子力减小且分子力做正功，分子势能减小，分子力为零时，分子势能最小，综上可知B、C正确。A和D错误。]13.AC　[由Ep­r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。]14.BC　[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。]15.ACD　[三种物质的温度相同时，分子平均动能相同，B错误；三种物质的物质的量相同，故分子数目相同，A正确；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正确；因为它们的分子质量不同，所以平均速率不同，D正确。]16. [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 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＝× mL＝8×10－6 mL＝8×10－6 cm3。(3)油酸分子直径d＝＝ 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17. [答案]　5×10－23 J18．(10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/mol。按标准状况计算，NA＝6.0×1023 mol－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＝＝kg＝6.5×10－4 kg。(2)一瓶纯净空气中气体分子数N＝nNA＝NA＝个＝1.3×1022个。[答案]　(1)6.5×10－4 kg　(2)1.3×1022个