高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 分子动理论的基本内容同步训练题

第一章  分子动理论

1  分子动理论的基本内容

【基础巩固】

1.下列说法正确的是 (　　)

A.物体是由大量分子组成的

B.有机物质的大分子,其大小的数量级为10-10 m

C.1 mol铜原子含有的电子数等于6.02×1023

D.固体、液体分子紧密排列,分子间距离为0

解析:物体是由大量分子组成的,选项A正确.一些有机物质的大分子数量级超过10-10 m,选项B错误.1 mol铜原子含有的原子数等于6.02×1023,而每个铜原子含有29个电子,选项C错误.固体、液体分子间距离很小,但不为0,选项D错误.

答案:A

2.纳米材料具有很多优越性能,有着广阔的应用前景.边长为1 nm的立方体可容纳液态氢分子(其直径约为10-10 m)的个数最接近               (　　)

A.102        B.103    C.106      D.109

解析:1 nm=10-9 m,边长为1 nm的立方体的体积V=(10-9)3 m3=10-27 m3,估算时,可将液态氢分子看作边长为10-10 m的小立方体,则每个氢分子的体积V0=

(10-10)3 m3=10-30 m3,所以可容纳的液态氢分子个数N==103,选项B正确.

答案:B

3.某物质的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,体积为V的该物质中所含的分子数是  (　　)

A.       B.C.  D.

解析:该物质的摩尔体积Vm=,体积为V的该物质所含分子数N==,故选项D正确.

答案:D

4.如图所示,把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起,五年后发现金中有铅,铅中有金,关于此现象的说法正确的是              (　　)

A.此现象属扩散现象,原因是金分子和铅分子的相互吸引

B.此现象属扩散现象,原因是金分子和铅分子的运动

C.此现象属布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒进入金块中

D.此现象属布朗运动,由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中

解析:题目所描述的现象属扩散现象,是由两种不同物质的分子无规则运动引起的,选项B正确.

答案:B

5.(多选)关于布朗运动,下列说法不正确的是 (　　)

A.布朗运动是微观粒子的运动,牛顿运动定律不再适用

B.布朗运动是液体(或气体)分子无规则运动的反映

C.强烈的阳光射入较暗的房间内,在光束中可以看到悬浮在空气中的微尘不停地做无规则运动,这也是一种布朗运动

D.因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫热运动

解析:布朗运动是固体微粒的运动,不是热运动,做布朗运动的微粒是宏观粒子,牛顿运动定律依然适用,选项A、D错误.选项C中的微尘的运动是气流与重力共同作用的结果,选项C错误.

答案:ACD

6.在较暗的房间里,从射进来的光束中用眼睛直接看到的悬浮在空气中的微粒的运动是 (　　)

A.布朗运动

B.分子热运动

C.自由落体运动

D.由气流和重力共同作用而引起的运动

解析:布朗运动的实质是液体或气体的分子对其中的悬浮微粒不断撞击,因作用力不平衡而引起的微粒的无规则运动.悬浮在空气中被眼睛直接看到的微粒,其体积太大,空气分子各个方向的冲击力平均效果相互平衡,这些微粒的运动是由气流和重力共同作用而引起的复杂运动.

答案:D

7.下列现象不能说明分子间存在相互作用力的是 (　　)

A.两铅块能被压合在一起

B.钢绳不易被拉断

C.水不容易被压缩

D.空气容易被压缩

解析:A、B选项说明分子间存在引力,C选项说明分子间存在斥力,D项说明气体分子间距大.

答案:D

8.当两个分子间的距离为r0时,它们正好处于平衡位置,下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法正确的是              (　　)

A.当分子间的距离r<r0时,它们之间只有斥力作用

B.当分子间的距离r=r0时,分子处于平衡状态,不受力

C.在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间的作用力先表现为斥力,后表现为引力

D.在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间的作用力逐渐减小

解析:分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的,当r=r0时,F引=F斥,分子所受的合力为0,并非不受力,故选项A、B错误.两分子间的距离从0.5r0增大到r0的过程中,分子间的作用力表现为斥力,且逐渐减小;两分子间的距离从r0增大到10r0的过程中,分子间的作用力表现为引力,且先逐渐增大后逐渐减小,故选项C正确,选项D错误.

答案:C

9.(2022·广东梅州)某潜水员在岸上和海水中某深度处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/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1.假设潜水员呼吸一次吸入2 L空气,试估算潜水员在海水中该深度处比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数约为(　　)

A.3×1021　　　　B.3×1022       C.3×1023        D.3×1024

解析:设空气的摩尔质量为M,空气在海水中该深度处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=NA,代入数据得ΔN≈3×1022,选项B正确.

答案:B

【拓展提高】

10.(多选)利用分子间作用力的变化规律可以解释许多现象,下列实例中利用分子间的作用力对现象进行的解释正确的是              (　　)

A.锯条弯到一定程度就会断裂是因为断裂处分子之间的斥力起了作用

B.给自行车打气时越打越费力,是由胎内气体分子多了以后互相排斥造成的

C.从水中拿出的一小块玻璃的下表面上有许多水,是因为玻璃分子吸引了水分子

D.用胶水把两张纸粘在一起,利用了不同物质的分子之间有较强的吸引力

解析:锯条弯到一定程度就会断裂是因为断裂处分子之间的距离大到了一定程度,分子间的作用力不能发挥作用;给自行车打气时越打越费力,是因为胎内气体分子多了以后气体的压强增大,不是分子之间斥力起作用.选项A和选项B的解释是错误的,选项C和选项D的解释是正确的.

答案:CD

11.(多选)对下列物理现象的分析正确的是 (　　)

①从窗外射来的阳光中,可以看到空气中的微粒在上下飞舞　②上升的水蒸气的运动　③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒,小炭粒不停地做无规则运动　④向一杯清水中滴入几滴红墨水,红墨水向周围运动

A.①②③属于布朗运动

B.④属于扩散现象

C.只有③属于布朗运动

D.以上结论均不正确

解析:扩散现象是指不同物质彼此进入对方的现象,而布朗运动是指悬浮小颗粒在液体或气体中的无规则运动.观察布朗运动必须在高倍显微镜下,肉眼看到的颗粒不属于做布朗运动的颗粒.由以上分析可判断选项B、C正确.

答案:BC

12.下列说法正确的是 (　　)

A.水的体积很难被压缩,这是因为水分子间不存在空隙

B.气体能够发生扩散现象是因为气体分子间存在斥力

C.两个相同的半球壳吻合接触,中间抽成真空(马德堡半球),用力很难拉开,这是分子间存在引力的宏观表现

D.碎玻璃不能拼接在一起,是由于分子间距离太大,几乎不存在作用力

解析:水分子间有空隙,当水被压缩时,分子距离由r0略微减小,分子间的斥力大于引力,分子力表现为斥力,其效果是水的体积很难被压缩;当分子间距的数量级大于1 m时,分子力已微弱到可以忽略,碎玻璃不能拼接在一起,就是由于分子间距离太大,几乎不存在作用力,所以选项A错误,选项D正确.气体分子永不停息地做无规则运动,所以发生扩散现象,实际上气体分子间的距离远大于r0,分子间几乎无作用力,所以选项B错误.抽成真空的马德堡半球很难被拉开,是由于球外有大气压力的作用,所以选项C错误.

答案:D

13.(2022·广东韶关)(多选)一分子固定在原点O处,另一分子可在x轴上移动,这两个分子间的分子引力和分子斥力大小随其间距x的变化规律如图所示,曲线ab与cd的交点e的坐标为(x0,f0),则 (　　)

A.x=x0时,分子间作用力大小为2f0

B.x=x0时,分子间作用力大小为0

C.x<x0的情况下,x越小,分子间作用力越大

D.x>x0的情况下,x越大,分子间作用力越小

解析:分子引力与分子斥力方向相反,x=x0时,分子引力与分子斥力恰好平衡,分子间作用力为0,选项A错误,B正确;x<x0的情况下,分子斥力比分子引力变化得快,分子间作用力表现为斥力,x越小,分子间作用力越大,选项C正确;x>x0的情况下,分子间作用力表现为引力,x从x0开始逐渐增大,分子间作用力先增大后减小,选项D错误.

答案:BC

【挑战创新】

14.金刚石是一种由碳组成的矿物,也是自然界中最坚硬的物质.已知金刚石的密度ρ=3 500 kg/m3,碳原子的摩尔质量为1.2×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1.现有一块体积V=5.7×10-8 m3的金刚石.(以下计算结果保留两位有效数字)

(1)它含有多少个碳原子?

(2)假设金刚石中的碳原子是紧密地堆在一起的,把金刚石中的碳原子看成球体,试估算碳原子的直径.

解析:(1)金刚石的质量

m=ρV=3 500×5.7×10-8 kg=2.0×10-4 kg,

碳的物质的量

n== mol=1.7×10-2 mol,

金刚石所含碳原子数

N=nNA=1.7×10-2×6.02×1023=1.0×1022.

(2)一个碳原子的体积

V0== m3=5.7×10-30 m3,

把金刚石中的碳原子看成球体,则由公式V0=d3可得碳原子直径

d== m=2.2×10-10 m.

答案:(1)1.0×1022　(2)2.2×10-10 m