高中物理人教版 (新课标)选修31 物体是由大量分子组成的同步测试题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 物体是由大量分子组成的同步测试题，共5页。

基础夯实


1．用“油膜法”测算分子的直径时，必须假设的前提是( )


A．将油分子看成球形分子


B．认为油分子之间不存在间隙


C．把油膜看成单分子油膜


D．考虑相邻油分子的相互作用力


2．(2012·潍坊模拟)最近发现纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。已知1nm(纳米)＝10－9m，边长为1nm的立方体可容纳的液态氢分子(其直径约为10－10m)的个数最接近下面的哪一个数值( )


A．102 B．103 C．106 D．109


3．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算气体分子间的平均距离( )


A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量


B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度


C．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积


D．该气体的密度、体积和摩尔质量


4．用筷子滴一滴水，体积约为0.1cm3，这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪一个值(阿伏加德罗常数NA＝6×1023ml－1，水的摩尔体积为Vml＝18cm3/ml)( )


A．6×1023个 B．3×1021个


C．6×1019个 D．3×1017个


5．(成都高二期末)某种物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N，则关于该物质的说法中，不正确的是( )


A．分子的质量是M/N


B．单位体积内分子的个数是ρN/M


C．分子的体积一定是M/(ρN)


D．平均每个分子占据的空间是M/(ρN)


6．(2012·寿光高二检测)体积为V的油滴，落在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油滴的分子直径约为________。已知阿伏加德罗常数为NA，油的摩尔质量为M，则一个油分子的质量为________。


7．地球到月球的平均距离为384 400km，如果把铁的分子一个紧挨一个地排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”，试问这条大道需要多少个分子？这些分子的总质量是多少？(已知铁分子的直径为3.0×10－10m，铁的摩尔质量为5.60×10－2kg/ml)


8．(2011·南京高二检测)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8m/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＝100m的长方形厚油层。已知快艇匀速运动，漏出油的体积V＝1.44×10－3m3。


(1)该厚油层的平均厚度D为多少？


(2)该厚油层的厚度D约为分子直径d的多少倍？(已知油分子的直径约为10－10m)[来源:]


能力提升


1．从下列数据组可以算出阿伏加德罗常数的是( )[来源:学+科+网]


A．水的密度和水的摩尔质量


B．水的摩尔质量和水分子的体积


C．水分子的体积和水分子的质量


D．水分子的质量和水的摩尔质量


2．下列说法中正确的是( )


A．物体是由大量分子组成的


B．无论是无机物质的分子，还是有机物质的大分子，其分子大小的数量级都是10－10m


C．本节中所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包括原子和离子[来源:学,科,网Z,X,X,K]


D．分子的质量是很小的，其数量级为10－10kg


3．阿伏加德罗常数是NAml－1，铜的摩尔质量是μkg/ml，铜的密度是ρkg/m3，则下列说法不正确的是( )


A．1m3铜中所含的原子数为eq \f(ρNA,μ)


B．一个铜原子的质量是eq \f(μ,NA)


C．一个铜原子所占的体积是eq \f(μ,ρNA)


D．1kg铜所含有的原子数目是ρNA


4．(江苏新海中学高二期末)用油膜法估测分子的大小时有如下步骤：


A．向浅盘中倒入约2cm深的水；


B．向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉(或痱子粉)；


C．将油酸和酒精按一定比例配制好；


D．把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，当体积达到1mL时记下滴入的滴数，算出每滴液滴的体积；


E．把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直到薄膜形态稳定；


F．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在玻璃板上；


G．把玻璃板放在方格纸上，数出薄膜所占面积；


H．计算出油膜的厚度L＝eq \f(V,S)


若所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中含有纯油酸6mL，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，用笔在玻璃板上描绘出油酸膜的轮廓形状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1cm，试求：





(1)油酸膜的面积是________cm2；


(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL；


(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径________m。[(2)，(3)两问答案保留一位有效数字]


5．(2012·威海模拟)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/ml，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023ml－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)


6．水的摩尔质量为1.8×10－2kg/ml，摩尔体积为1.8×10－5m3/ml，设想水分子是一个挨着一个排列的球体。现有容积是250mL的矿泉水一瓶。


(1)均匀洒在地面上形成一块单分子水膜，求该水膜面积为多大？


(2)如果水分子一个挨着一个排列成一条线，这条线能绕赤道几圈？(已知地球赤道的周长约为4×104km)


1答案：ABC


解析：用“油膜法”估测分子直径时不须考虑分子间的作用力，而且认为分子是紧密排列的，且把分子看成小球，在水面上形成单分子油膜。


2答案：B


解析：纳米是长度的单位，1nm＝10－9m，即1nm＝10×10－10m，所以排列的分子个数接近于10个，可容纳103个，B项正确。


3答案：B


解析：对四个选项的条件逐一分析，看根据每个选项的条件能求出何种物理量，由该物理量求出分子间的距离d。如：A选项的条件只能求出分子的总个数，而不能继续求得分子的体积V0，故A选项不正确。同理对选项C，D进行分析判断，C只能求出该气体的密度，D能求出该气体的质量和摩尔数。故正确答案为B。


4答案：B


解析：n＝eq \f(VNA,Vml)＝eq \f(0.1×6×1023,18)个≈3×1021个。


5答案：C


解析：M/(ρN)是平均每个分子占据的空间并不一定是一个分子的体积，C选项错。


6答案：eq \f(V,S) eq \f(M,NA)


7答案：1.281×1018个 1.19×10－7kg


解析：这条大道需要的分子个数为


n＝eq \f(s,d)＝eq \f(3.844×108,3.0×10－10)个≈1.281×1018个，


铁分子的质量m＝eq \f(MA,NA)＝eq \f(5.60×10－2,6.02×1023)kg≈9.3×10－26kg，


m总＝mn＝9.3×10－26×1.281×1018kg＝1.19×10－7kg


8答案：(1)2×10－8m (2)200倍


解析：(1)油层长度L＝vt＝8×90m＝720m


油层厚度D＝eq \f(V,La)＝eq \f(1.44×10－3,720×100)m＝2×10－8m


(2)n＝eq \f(D,d)＝eq \f(2×10－8,10－10)＝200(倍)。


能力提升


1答案：D


解析：阿伏加德罗常数是指1ml任何物质所含的粒子数，对固体和液体，阿伏加德罗常数NA＝eq \f(摩尔质量M,分子质量m)，或NA＝eq \f(摩尔体积V,分子体积V0)因此，正确的选项是D。


2答案：A


解析：物体是由大量分子组成的，故A项正确。一些有机物质的大分子大小的数量级超过10 －10m，故B项错误。本节中把化学中的分子、原子、离子统称为分子，故C项错误。分子质量的数量级一般为10－26kg，故D项错误。


3答案：D


解析：1m3铜所含有的原子数为n＝eq \f(m,μ)·NA＝eq \f(ρ·V′,μ)NA＝eq \f(ρNA,μ)，A正确。一个铜原子的质量为m0＝eq \f(μ,NA)，B正确。一个铜原子所占的体积为V0＝eq \f(V,NA)＝eq \f(μ,ρNA)，C正确。1kg铜所含原子数目为n＝eq \f(1,μ)·NA＝eq \f(NA,μ)，D错误。


4答案：(1)110 (2)8×10－6 (3)7×10－10


解析：(1)由图示可知，油酸薄膜轮廓内的正方形个数为110个，则油酸膜的面积是S＝110×1×1cm2＝110cm2；


(2)1mL溶液中含有纯油酸的体积为eq \f(6,104)mL，则1滴该液中含有纯油酸的体积为V＝eq \f(1,75)×eq \f(6,104)mL＝8×10－6mL；


(3)d＝eq \f(V,S)＝eq \f(8×10－6×10－3×10－3,110×10－4)≈7×10－10m。


5答案：3×1022


解析：设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入空气的体积为V，则有Δn＝eq \f(ρ海－ρ岸V,M)NA，代入数据得Δn＝3×1022。[来源:]


6答案：(1)6.4×105m2 (2)8.1×107圈


解析：(1)水分子的体积为V0＝eq \f(Vml,NA)，因为每个水分子的体积为V0＝eq \f(4,3)π(eq \f(D,2))3＝eq \f(1,6)πD3，所以D＝eq \r(3,\f(6V0,π))，形成水膜的面积S＝eq \f(V,D)，将数据代入后得D＝eq \r(3,\f(6×1.8×10－5,3.14×6×1023))m＝3.9×10－10m，S＝eq \f(250×10－6,3.9×10－10)m2＝6.4×105m2。


(2)250mL水中分子的个数为n＝eq \f(V,V0)，水分子排成的线长为s＝n·D＝3.25×1015m。可绕地球赤道的圈数为N＝eq \f(s,L)＝8.1×107圈。