XX省专用学年高中物理 第七章 分子动理论 阶段验收评估一分子动理论含解析新人教选修

PAGE阶段验收评估（一）分子动理论(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～4小题中只有一个选项符合题意，第5～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得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2.5μm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解析：选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解析：选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，但斥力变化得快，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解析：选C由于两分子的距离等于分子直径的10倍，即r＝10－9m，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．轨道车运行时，车与轨道摩擦使轨道温度升高。下列说法正确的是()A．温度升高，但轨道的内能不增加B．温度升高，但轨道不会产生热辐射C．摩擦生热与摩擦生电一样，都涉及能量转化D．轨道对车的摩擦力方向与车的运动方向无关解析：选C温度是分子平均动能的标志，对于轨道，温度升高时分子平均动能增大，其内能也增大，A错误。轨道温度升高后与周围环境间存在温度差而发生热传递，其中包括传导、对流、辐射三种方式，B错误。从能量转化的情况来看，摩擦生热是机械能转化为内能，摩擦生电是机械能转化为电能，故C正确。轨道对车的摩擦力方向在作为动力时与车的运动方向相同，作为阻力时与车的运动方向相反，故D错误。5.如图所示，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。F＞0表示斥力，F＜0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()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点的过程中，分子引力继续做正功，分子动能继续增加，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，但动能不会变为负值，分子势能增加；在整个运动过程中，乙分子的运动方向不变。综合上述分析知B、C正确，A、D错误。6．在摄氏温度与热力学温度的换算中，下列说法正确的是()A．5℃等于278KB．升高5℃就是升高到278KC．降低5℃就是降低5KD．降低5℃就是降低到268K解析：选AC摄氏温度与热力学温度之间的关系是T＝t＋273K，可见ΔT＝Δt，所以升高5℃就是升高5K，降低5℃就是降低5K，B、D错误，A、C正确。7．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)，则下列说法正确的是()A．1kg铝所含原子数为ρNAB．1m3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)kgD．1个铝原子所占的体积为eq\f(M,ρNA)m3解析：选BCD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1m3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1kg铝所含原子的数目n′＝eq\f(1,m)＝eq\f(NA,M)，A错。8．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，其分子势能可能减小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，分子势能减小解析：选BD若分子间的平均距离在大于r0(r0约为10－10m)的范围内增大，由于分子间的作用力表现为引力，所以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，所以分子力对分子做正功，分子势能将减小，选项A错误，选项B正确；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。二、实验题(共2小题，共22分)9．(10分)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每2000mL溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL，油酸膜的面积是________cm2。据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m。解析：每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝eq\f(1,2000)×eq\f(1,200)mL＝2.5×10－6mL由题图可知油酸膜的面积是41cm2由公式d＝eq\f(V,S)得d＝6.1×10－10m。答案：2.5×10－6416.1×10－1010．(12分)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是________。(填写步骤前面的数字)(2)1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为________m。(结果保留1位有效数字)(3)某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于________。A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量的酒精C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D．求每滴体积时，1mL溶液的滴数误多计了10滴解析：(1)“油膜法估测分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积(题中的④)→准备浅水盘(①)→形成油膜(②)→描绘油膜边缘，测量油膜面积(⑤)→计算分子直径(③)。(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝eq\f(1cm3,300cm3)×eq\f(1,50)×10－6m3＝eq\f(1,15)×10－9m3，油酸分子直径d＝eq\f(V,S)＝eq\f(\f(1,15)×10－9,0.13)m≈5×10－10m。(3)油酸未完全散开，测得的油膜面积偏小，由d＝eq\f(V,S)可知d的计算结果明显偏大，故A正确。酒精易溶于水，不影响测量结果，故B错误。计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，算出的油膜面积偏小，由d＝eq\f(V,S)可知d的计算结果明显偏大，故C正确。求每滴体积时，1mL溶液的滴数误多计了10滴，求出的纯油酸的体积偏小，由d＝eq\f(V,S)可知d的计算结果明显偏小，故D错误。答案：(1)④①②⑤③(2)5×10－10(3)AC三、计算题(本题共2小题，共30分)11．(14分)2017年5月18日，我国在南海海域首次“可燃冰”试采成功。“可燃冰”是天然气的固体状态，深埋于海底和陆地永久冻土层中，它的主要成分是甲烷分子与水分子，是极具发展潜力的新能源。已知1m3可燃冰可释放164m3的天然气(标准状况下)，标准状况下1mol气体的体积为2.24×10－2m3，阿伏加德罗常数取NA＝6.02×1023mol－1。则1m3可燃冰所含甲烷分子数为多少？(结果保留一位有效数字)解析：1m3可燃冰可释放164m3的天然气，标准状况下1mol气体的体积为2.24×10－2m3，甲烷物质的量为：n＝eq\f(V,Vm)＝eq\f(164,2.24×10－2)mol，则1m3可燃冰所含甲烷分子数为：N＝nNA＝eq\f(164,2.24×10－2)×6.02×1023个≈4×1027个。答案：4×1027个12．(16分)环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台。再严重下去，瓶装纯净空气也会上市。设瓶子的容积为500mL，空气的摩尔质量M＝29×10－3kg/mol。按标准状况计算，NA＝6.0×1023mol－1，标准状况下1mol气体的体积为22.4L。试估算：(1)空气分子的平均质量；(2)一瓶纯净空气的质量；(3)一瓶纯净空气中的气体分子数。(计算结果均保留两位有效数字)解析：(1)空气分子的平均质量为m＝eq\f(M,NA)