物理（人教版选修33）练习第07章分子动理论（单元质量评估）

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10个小题，每小题4分，共40分)1．液体中悬浮的固体颗粒越小，布朗运动越明显，这是因为颗粒小时()A．质量小，沿某一方向运动的机会大B．被碰的机会小，自由运动的可能性大C．受液体分子阻碍的机会小，容易运动D．受各个方向液体分子撞击的力不平衡的机会越大解析：液体中的悬浮颗粒越小，在各个方向上液体分子撞击的机会越不均等，出现不平衡的机会就大，同时，颗粒越小，质量越小，惯性越小，受撞击后运动状态越容易改变，故D项正确．答案：D2．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表示阿伏加德罗常数，则V0＝eq\f(Vm,NA).从四个选项给出的已知条件看，选项A、B、C项中均给出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．当两个分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，设r1<r0<r2，则当两个分子间的距离由r1变到r2的过程中，有可能发生的变化情况是()A．分子力先减小后增加B．分子力先减小再增加然后再减小C．分子势能先减小后增加D．分子势能先增大后减小解析：r<r0时，分子力为斥力，r>r0时，分子力为引力，故分子间距由r1变到r2的过程中，分子力先减小到零，再增加，然后再减小逐渐趋近零，A、B项的情况都有可能，即A、B项正确；分子力先做正功后做负功，故分子势能先减小而后增大，C项正确．答案：ABC4．下列说法中正确的是()A．一切互为热平衡的物体具有相同的热量B．热平衡定律还提供了测量温度的方法C．若物体A、B与C同时达到热平衡，则A、B互为热平衡D．温度是大量分子热运动的整体表现，具有统计意义，就单个分子而言，温度没有意义解析：热平衡定律提供了测量温度的方法，温度计就是根据这个原理制成的．两个物体在发生热传递过程中，热量从一物体传给了另一个物体，最终达到热平衡状态，在热传递过程中，传递的热量是相同的，但不能说达到热平衡时，两物体具有相同的热量．温度是大量分子平均动能的标志，对单个分子没有意义．答案：BCD5．一块10℃的铁与一块10℃的铝相比，A．铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等B．铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等C．铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等D．以上说法均不正确解析：两物体温度相等，说明它们的分子平均动能相等，因为温度是分子热运动平均动能的标志；由于没有说明铁与铝的质量，只有当它们所含分子数目一样，分子总动能才相等，故A项错；分子平均动能相等，但对每个分子而言，它运动的速率是变化的，且每个分子的速率是不同的，有快的也有慢的，所以每个分子的动能相等的说法不正确，故B项错；虽然分子的平均动能相等，但铁分子、铝分子质量不等，因此分子平均速率不等，所以C项错，故选D.答案：D6．根据分子动理论，物体分子间距离为r0等于10－10m，此时分子所受引力和斥力大小相等，A．当分子间距离等于r0时，分子具有最大势能，距离增大或减小时势能都变小B．当分子间距离等于r0时，分子具有最小势能，距离增大或减小时势能都变大C．分子距离越大，分子势能越大，分子距离越小，分子势能越小D．分子距离越大，分子势能越小，分子距离越小，分子势能越大解析：分子间距离为r0处，分子力为0，距离增大，则为引力，分子力做负功，分子势能增大；距离减小，则为斥力，分子力也做负功，分子势能增大，可见r0处分子势能最小，A错B对．而C、D中未说明由r0处开始，则不正确，故只有B正确．答案：B7．某物质的密度为ρ，摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为NA，则单位体积中所含分子个数为()A．NA/ρ B．NA/μC．μNA/ρ D．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：D8．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图所示．图中记录的是()A．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一时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析：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；既然是无规则运动，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于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，故也就无法描绘其速度—时间图线，图中记录的不是微粒做布朗运动的速度—时间图线，故C项错误；故只有D项正确．答案：D9．(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，选项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：C10．一定质量的0℃的冰熔化成0℃的水时其分子动能之和Ek与分子势能之和Ep及物体内能EA．Ek变大，Ep变大，E变大B．Ek变小，Ep变小，E变小C．Ek不变，Ep变大，E变大D．Ek不变，Ep变小，E变小解析：温度是分子平均动能的标志，温度相同，平均动能一定相同.0℃的冰熔化成0℃的水，分子个数不变，总动能Ek相同．但熔化过程中吸收热量，内能E答案：C二、填空题(本题包括3个小题，共18分)11．(6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)1.2×10－912．(6分)已知空气的摩尔质量为2.9×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol－1，在标准状态下成年人呼吸一次，吸入450cm3的空气，则呼吸一次吸入的空气质量为______kg，吸入的空气分子数大约______个．(解析：已知在标准状态下空气的摩尔体积为2.24×10－2m则做一次呼吸吸入的空气质量为：eq\f(450×10－6,2.24×10－2)×2.9×10－2kg≈5.8×10－4kg吸入空气的分子数目为：eq\f(450×10－6,2.24×10－2)×6.02×1023个≈1.2×1022个．答案：5.8×10－41.2×102213．(6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______.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＝eq\f(M,NA).答案：eq\f(V,S)eq\f(M,NA)三、计算题(本题包括4个小题，共42分)14．(8分)将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图象如图所示．若把质量为m＝1×10－26kg的乙分子从r3(r3＝12d，d为分子直径)处以v＝100m/s的速度沿x轴负向向甲飞来，解析：在乙分子靠近甲分子过程中，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增大．动能和势能之和不变．当速度为零时，分子势能最大，Epm＝ΔEk减＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×10－26×104J＝5×10－23J答案：5×10－23J15．(10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，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10m．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(9×10－5～2×10－4都算对)．答案：1×10－416．(12分)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数．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(1)油分子的直径是多少？(2)由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数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所以阿伏加德罗常数为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)6×1023mol17．(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，阿伏加德罗常数为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