选修3－3第11章第1节知能演练强化闯关

1、1. (2012上海宝山期末)只要知道下列哪一组物理量, 就可以估算出气体分子间的平均距离()A. 阿伏伽德罗常数, 该气体的摩尔质量和质量B. 阿伏伽德罗常数, 该气体的摩尔质量和密度C. 阿伏伽德罗常数, 该气体的摩尔质量和体积D. 该气体的密度、体积和摩尔质量解析: 选 B.将气体分子平均活动空间看成是立方体, 则L3eq f(Vmol,NA)eq f(Mmol,NA), 选项B正确. 图11162. (2011高考广东理综卷)如图1116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

2、有引力作用D. 铅柱间存在分子引力作用解析: 选 D.压紧的两个光滑铅柱分子间距离变小, 分子间的作用力增大, 分子力表现为引力, 导致铅柱不脱落, D正确. 压紧与否铅柱受的大气压力始终不变, 铅柱间的万有引力很小, 可以忽略, 故B、C错误. 铅分子做无规则热运动不影响铅柱之间的相互作用, 故A错误. 3. 气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和, 其大小与气体的状态有关, 分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的()A. 温度和体积B. 体积和压强C. 温度和压强 D. 压强和温度解析: 选A.温度是分子平均动能的标志, 温度高, 分子平均动能大. 分子间势能与分子间距离r

3、有关, 分子间距离r变化, 分子间势能就发生变化, 所以A正确. 4. 布朗运动是生物学家布朗首先发现的物理现象, 后来成为分子动理论和统计力学发展的基础, 下列关于布朗运动的说法中正确的是()A. 布朗每隔30 s把小碳粒的位置记下, 然后用直线依次连接起来, 得到小碳粒的运动轨迹B. 悬浮在液体中的小颗粒不停地无规则互相碰撞是产生布朗运动的原因C. 在尽量排除外界影响的情况下(如振动、液体对流等), 布朗运动依然存在D. 布朗运动的激烈程度与颗粒大小、温度有关, 布朗运动不是分子的运动解析: 选CD.小碳粒在30 s内的运动是很复杂的, 其运动轨迹是毫无规则的, 用直线连接起来的线段, 是

4、一段时间内的位移, A错误; 形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体分子无规律的碰撞, 使得来自各个方向的碰撞效果不平衡所致, 布朗运动间接地证明了液体分子的无规则运动, B错误; 布朗运动与外界任何因素, 如温度差、压强差、液体振动等无关, C正确; 布朗运动是悬浮的固体颗粒(粒子数量级一般在106m, 肉眼是看不到)的运动, 属于宏观物体的运动, 不是单个分子的运动, 单个分子用显微镜是看不见的, 温度越高, 液体分子无规则运动越剧烈, 对固体颗粒撞击的不平衡性越明显, 布朗运动也就越明显, D正确. 5. 天宫一号于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心成功发射, 如

5、图是“天宫一号”卫星顺利升空的情景. 已知大气压强是由于大气的重力而产生的, 某学校兴趣小组的同学, 通过查找资料知道: 月球半径R1.7106 m, 月球表面重力加速度g1.6 m/s2.为开发月球的需要, 设想在月球表面覆盖一层大气, 使月球表面附近的大气压达到p01.0105 Pa, 已知大气层厚度h1.3103 m, 比月球半径小得多, 假设月球表面开始没有空气. 试估算: 图1117(1)应在月球表面覆盖的大气层的总质量m; (2)月球表面大气层的分子数; (3)气体分子间的距离. (空气的平均摩尔质量M2.9102 kg/mol, 阿伏伽德罗常数NA6.01023 mol1)解析:

6、 (1)月球的表面积S4R2月球表面大气的重力与大气压力大小相等mgp0S所以大气的总质量meq f(4R2p0,g)代入数据可得meq f(43.141.71062,1.6)1.0105 kg2.271018 kg.(2)月球表面大气层的分子数为Neq f(m,M)NAeq f(2.271018,2.9102)6.01023个4.71043个. (3)可以认为每一个气体分子占据的空间为一个立方体, 小立方体紧密排列, 其边长即为分子间的距离, 设分子间距离为a, 大气层中气体的体积为V, 则有V4R2h, aeq r(3,f(V,N)eq r(3,f(4R2h,N)1.0109 m答案: (

7、1)2.271018 kg(2)4.71043个(3)1.0109 m一、选择题1. (2010高考上海单科卷)分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生, 并随着分子间距的变化而变化, 则()A. 分子间引力随分子间距的增大而增大B. 分子间斥力随分子间距的减小而增大C. 分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D. 分子间相互作用力随分子间距的减小而增大解析: 选 B.分子间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小. 斥力变化的快些, 据此可知A项错误B项正确. 分子间相互作用力是分子引力与分子斥力的合力, 简称分子力. 分子力随分子间距的变化特点是非单调的, 有最小值. 故C、D两项均错. 2.

8、(2012榆林高三质检)下列说法正确的是()A. 布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B. 没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C. 知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏伽德罗常数D. 内能不同的物体, 它们分子热运动的平均动能可能相同解析: 选 D.该题综合考查了热学问题, 布朗运动是悬浮在液体中的颗粒的运动, 是液体分子的无规则运动的反映, 但不是颗粒的分子运动的反映, A错. 根据热力学第二定律可知机械能可以全部转化为内能, 但是内能不可以全部转化为机械能, 而不引起其他变化, B错. 知道物质的摩尔质量和密度可以求出摩尔体积但不可以求出阿伏伽德罗常数, C

9、错. 内能不同的物体温度可能相同, 分子平均动能可能相同, D对. 3. 做布朗运动实验, 得到某个观测记录如图1118所示, 图中记录的是()图1118A. 分子无规则运动的情况B. 某个微粒做布朗运动的轨迹C. 某个微粒做布朗运动的速度时间图线D. 按相等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析: 选 D.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动, 而非分子的运动, 故A项错误; 对某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的, 所以无法确定其在某一个时刻的速度, 也就无法描绘其速度时间图线, 故C项错误; 观测记录是按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线, 不是微粒

10、的运动轨迹, 故B项错, D项正确. 4. 下列说法中正确的是()A. 温度升高时, 每个分子的动能都增大B. 温度升高时, 分子的平均速率增大C. 温度升高时, 每个分子的温度都升高D. 0 的冰和0 的铁块的分子平均动能相同解析: 选BD.温度是分子平均动能的标志, 温度升高时, 分子平均动能增大, 分子热运动越剧烈, 因此分子的平均速率增大, 但不是每个分子的动能都增大, 选项A错, 选项B对; 温度应是大量分子热运动的集体表现, 对个别分子来说, 温度对其是没有意义的, 选项C错; 同一温度下各种物体的分子平均动能相同, 选项D对. 5. 利用油膜法可粗略地测定阿伏伽德罗常数. 若已知

11、n滴油的总体积为V, 一滴油形成的油膜面积为S, 这种油的摩尔质量为M, 密度为, 油分子可视为球体, 则阿伏伽德罗常数NA应为()A. NAeq f(6Mn2S3,V) B. NAeq f(Mn,V)C. NAeq f(6Mn3S3,V3) D. NAeq f(6Mn3S3,V)解析: 选C.每滴油的体积V1eq f(V,n), 每个油分子体积为V0eq f(4,3)R3eq f(4,3)eq blc(rc)(avs4alco1(f(V,nS2)3eq f(V3,6n3S3), NA摩尔体积/每个油分子体积eq f(M,)eq f(6n3S3,V3)eq f(6Mn3S3,V3), 选C.图

12、11196. 甲分子固定在坐标的原点, 乙分子位于横轴上, 甲分子和乙分子之间的相互作用力如图1119所示, a、b、c、d为横轴上的四个特殊位置. 现把乙分子从a处由静止释放, 则()A. 乙分子从a到b做加速运动, 由b到c做减速运动B. 乙分子从a到c做加速运动, 到达c时速度最大C. 乙分子从由b到d做减速运动D. 乙分子从a到c做加速运动, 由c到d做减速运动解析: 选BD.由分子力曲线图可知, 由a到c一直受到引力作用, 做加速运动, 由c到d受斥力作用做减速运动, 在c点速度最大. 所以B、D正确. 7. 已知地球半径约为6.4106 m, 空气的摩尔质量约为29103 kg/m

13、ol, 一个标准大气压约为1.0105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为()A. 41016 m3 B. 41018 m3C. 41020 m3 D. 41022 m3解析: 选 B.设地球表面大气的总质量为M, 则有Mgp04R2.在标准状况下其体积为Veq f(M,M0)22.4103 m3eq f(p04R2,M0g)22.4103 m3eq f(1.010543.146.41062,2910310)22.4103 m341018m3.选 B.图111108. (2011高考上海单科卷)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图11110所示, 图中f(v)

14、表示v处单位速率区间内的分子数百分率, 所对应的温度分别为T, T, T, 则()A. TTT B. TTTC. TT, TT D. TTT解析: 选 B.温度是气体分子平均功能的标志. 由图像可以看出, 大量分子的平均速率eq o(v,sup6()eq o(v,sup6()eq o(v,sup6(), 因为是同种气体, 则eq o(E,sup6()keq o(E,sup6()keq o(E,sup6()k, 所以B正确, A、C、D错误. 9. 设两分子a、b间距离为r0时分子间的引力F引和斥力F斥大小相等, 现固定a, 将b从与a相距eq f(r0,2)处由静止释放, 在b远离a的过程中,

15、 下列表述正确的是()A. F引和F斥均减小, 但F斥减小较快B. a对b一直做正功C. 当b运动最快时, a对b的作用力为零D. 当a、b间距离为r0时, a、b间的分子势能最小解析: 选ACD.由分子动理论可知距离变化对斥力的影响比对引力大, 距离增大时斥力、引力都减小, 但斥力减小得快, 故A正确. 从eq f(r0,2)到r0的过程中分子力表现为斥力, 做正功, 分子势能减小, 当分子间距离大于r0时表现为引力, 做负功, 分子势能增加, 因此在分子间距离等于r0时分子势能最小, 所以B错, D对. b分子在运动过程中, 先加速后减速, 当距离为r0时, 作用力为零, 加速度为零, 速

16、度最大, 故C正确. 10. 如图11111所示, 甲分子固定在坐标原点O, 乙分子位于x轴上, 甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示. F0表示斥力, F0表示引力, A、B、C、D为x轴上四个特定的位置, 现把乙分子从A处由静止释放, 则下列选项中的图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系, 其中大致正确的是()图11111 图11112解析: 选BC.乙分子从A处释放后先是分子引力做正功, 分子势能减小, 乙分子的动能增加; 至B点处, 乙分子所受分子引力最大, 则此处乙分子加速度最大, B点至C点过程, 分子引力继续做正功, 分子动能继续增加,

17、 分子势能继续减小, 至C点分子动能最大, 分子势能最小; C点至D点过程, 分子斥力做负功, 分子动能减小, 分子势能增加. 综合上述分析知B、C正确, A、D错误. 二、非选择题11. (2010高考江苏单科卷)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/mol, 阿伏伽德罗常数NA6.021023 mol1.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)解析: 设空气的摩尔质量为M, 在海底和岸上的密度分别为海和岸, 一次吸入空气的体积为V, 则有neq f(海岸V,M)NA, 代入数据得n31022个. 答案: 31022个12. 某同学的卧室长L17 m, 宽L25 m, 高h3.2 m. 假设卧室内的空气处于标准状况, 已知阿伏伽德罗常数NA6.021023 mol1.(1)求卧室内空气分子数; (2)如果空气的压强不变