物理（教科版选修33）练习单元质量评估（一）分子动理论

单元质量评估(一)分子动理论(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8个小题，每小题6分，共48分.1～5题为单选题，6～8题为多选题)1．(2017·北京卷)以下关于热运动的说法正确的是()A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大解析：分子热运动的剧烈程度由温度决定，温度越高，热运动越剧烈，与物体的机械运动无关，选项A错误，C正确．水凝结成冰后，温度降低，水分子热运动的剧烈程度减小，但不会停止，选项B错误．水的温度升高，水分子运动的平均速率增大，但并不是每一个水分子的运动速率都增大，选项D错误．答案：C2．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离()A．阿伏伽德罗常量、该气体的摩尔质量和质量B．阿伏伽德罗常量、该气体的摩尔质量和密度C．阿伏伽德罗常量、该气体的质量和体积D．该气体的密度、体积和摩尔质量解析：用V0表示分子平均占有的空间体积，Vm表示气体的摩尔体积，NA表示阿伏伽德罗常量，则V0＝eq\f(Vm,NA).从四个选项给出的已知条件看，选项A、B、C中均给出NA，但是都没直接给出Vm，通过分析可以确定，通过气体的摩尔质量和密度可求得Vm.用M表示气体的摩尔质量，ρ表示气体的密度，则Vm＝M/ρ，代入上式求得V0，便可求出分子间的平均距离．答案：B3．关于分子的理论，以下说法正确的是()A．分子间的距离越大，分子力就越小B．分子间的作用力有时是斥力，有时是引力C．扩散运动和布朗运动都表明分子运动的无规则性D．扩散运动和布朗运动都是分子的运动解析：随着r的变化，分子力增大或减小，由r与r0的关系决定，A错；分子间同时存在着引力和斥力，B错；扩散运动是分子的运动，但布朗运动不是分子的运动，但它们都体现分子运动的无规则性，故C对，D错．答案：C4．某物质的密度为ρ，摩尔质量为μ，阿伏伽德罗常量为NA，则单位体积中所含分子个数为()A．eq\f(NA,ρ) B．eq\f(NA,μ)C．eq\f(μNA,ρ) D．eq\f(ρNA,μ)解析：已知物质的摩尔质量为μ，密度为ρ，则物质的摩尔体积为eq\f(μ,ρ)，则单位体积该物质中所含分子的个数为eq\f(1,\f(μ,ρ))·NA＝eq\f(ρNA,μ)，故本题选D．答案：D5．甲、乙两分子，甲固定不动，乙从距甲大于r0(10－10m)的某点，以速度v0开始向甲运动，A．乙一直做加速运动B．乙一直做减速运动C．乙先做加速运动后做减速运动，运动到距甲为r0时具有最大速度D．乙先做减速运动后做加速运动，运动到距甲为r0时具有最小速度解析：当r＞r0时，分子力表现为引力，距离减小时，分子力做正功，分子动能将增大，分子速度将增大；当r＝r0时，速度最大，当r＜r0时，分子力表现为斥力，随着距离减小，分子力做负功，分子动能将减小，速度也减小，故C选项正确．答案：C6．若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏伽德罗常量，m、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式，其中正确的是()A．NA＝eq\f(ρV,m) B．ρ＝eq\f(μ,NAΔ)C．m＝eq\f(μ,NA) D．Δ＝eq\f(V,NA)解析：对于气体，宏观量μ、V、ρ之间的关系式仍适用，有μ＝ρV，宏观量与微观量之间的质量关系也适用，有NA＝eq\f(μ,m)，所以m＝eq\f(μ,NA)，C正确．NA＝eq\f(μ,m)＝eq\f(ρV,m)，A正确．由于气体的分子间有较大的距离，eq\f(V,NA)求出的是一个气体分子平均占有的空间，一个气体分子的体积远远小于该空间，所以D不正确．气体密度公式不适用于单个气体分子的计算，故B也不正确．答案：AC7．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：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．答案：BD8．关于布朗运动的剧烈程度，下列说法中正确的是()A．固体颗粒越大，布朗运动越显著B．液体的温度越高，布朗运动越显著C．与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越显著D．与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著解析：布朗运动的颗粒越小，其周围的分子数越少，周围液体分子对颗粒的碰撞越不易平衡，布朗运动越显著．温度越高，液体分子热运动越剧烈，对固体颗粒的碰撞越频繁，布朗运动越显著．答案：BD二、填空题(本题共2小题，共16分)9．(8分)在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．改正其中的错误：________________________________________________________(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3ml，其形成的油膜面积为40cm2，答案：(1)②在量筒中滴入N滴溶液③在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10－910．(8分)体积为V的油滴，滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油滴的分子直径约为__________已知阿伏伽德罗常量为NA，油的摩尔质量为M，则一个油分子的质量为__________．解析：单分子油膜可视为横截面积为S，高度为分子直径d的正方体，则体积V＝Sd，故分子直径约为d＝eq\f(V,S)；取1摩尔油，含有NA个油分子，则一个油分子的质量为m＝M/NA．答案：eq\f(V,S)M/NA三、计算题(本题包括3小题，共36分)11．(12分)已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3，平均摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6.02×1023mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10m．若气泡内的气体能完全变为液体，解析：设气体体积为V0，液体体积为V1．气体分子数n＝eq\f(ρV0,m)NA，V1＝neq\f(πd3,6)(或V1＝nd3)则eq\f(V1,V0)＝eq\f(ρ,6m)πd3NA(或eq\f(V1,V0)＝eq\f(ρ,m)d3NA)解得eq\f(V1,V0)＝1×10－4(2×10－4也算对)．答案：1×10－412．(12分)利用油膜法可以粗略测出阿伏伽德罗常量．把密度ρ＝0.8×103kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2，油的摩尔质量M＝0.09kg/mol，若把油膜看成是单分子层(1)油分子的直径是多少？(2)由以上数据可粗略测出阿伏伽德罗常量NA是多少？(先列出计算式，再代入数据计算，只要求保留一位有效数字)解析：(1)油分子的直径为d＝eq\f(V,S)＝eq\f(0.5×10－3×10－6,0.7)m＝7.1×10－10m．(2)油的摩尔体积为VA＝eq\f(M,ρ)， ①每个油分子的体积为V0＝eq\f(4,3)πR3＝eq\f(1,6)πd3， ②所以阿伏伽德罗常量为NA＝eq\f(VA,V0). ③联立①②③可得NA＝eq\f(\f(M,ρ),\f(1,6)πd3)＝eq\f(6M,πd3ρ). ④将题目中的数据代入④式可得NA＝6×1023mol－1．答案：(1)7.1×10－10m(2)6×102313．(12分)在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏伽德罗常量为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；(2)它们中各有多少水分子？(3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离．解析：(1)在标准状况下温度相同，所以分子的平均动能相同，(2)体积为V的水，质量为M＝ρV，分子个数为n1＝eq\f(M,MA)NA＝eq\f(ρV,MA)NA，对体积为V的水蒸气，分子个数为n2＝eq\f(V,VA)NA．(3)设液态水中相邻的两个水分子之间的平均距离为d，将水分子视为球形，每个水分子的体积为V0＝eq\f(1,6)πd3，且V0＝eq\f(V,