新课标高中物理选修3-3同步练习及答案解析全套

新课标高中物理选修3—3同步练习全套第七章分子动理论 第1节物体是由大量分子组成的 1．油膜法粗略测定分子直径的实验基础是()A．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜C．油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸体积除以油膜的面积D．油酸分子直径的数量级是10－15m解析油酸分子可视为球形，油膜的厚度可看成分子直径，油酸分子可看成一个挨一个排列，油滴扩散为油膜时体积不变，即V＝Sd.答案ABC2．一艘油轮装载着密度为900kg/m3的原油在海上航行，由于某种事故而使原油发生部分泄漏导致9t的原油流入大海，则这次事故造成的最大污染面积约为()A．1011m2 B．1012m2C．108m2 D．1010m2解析分子直径的数量级是d＝10－10m．由d＝eq\f(V,S)，ρ＝eq\f(m,V)可知，S＝1011m2.答案A3．根据下列物理量(一组)，就可以估算出气体分子间的平均距离的是()A．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和体积B．阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积C．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度D．该气体的密度、体积和摩尔质量解析把气体分子所占空间理想成正方体，该正方体的边长即为气体分子之间的距离．设气体分子所占空间的边长为a，则一个气体分子所占空间的体积V＝a3，已知气体的摩尔质量MA及密度ρ，则可知气体的摩尔体积VA＝eq\f(MA,ρ)，则这个气体分子所占空间的体积V＝eq\f(VA,NA)，其中NA为阿伏加德罗常数，则a3＝eq\f(MA,ρ·NA)，a＝eq\r(3,\f(MA,ρNA))，故C选项正确．答案C4．最近发现的纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景．边长为1nm的立方体可容纳液态氢分子(其直径约为10－10m)的个数最接近于()A．102个 B．103个C．106个 D．109个解析1nm＝10－9m，一个液态氢分子的体积V＝(eq\f(d,2))3·eq\f(4,3)π，则n＝eq\f(10－93,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10－10,2)))3×\f(4,3)×3.14)≈103个．答案B5．为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的()A．油酸浓度适当大一些B．油酸浓度适当小一些C．油酸扩散后立即绘出轮廓图D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图解析为能形成单分子油膜，油酸浓度应适当小些；绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行，B、D选项正确．答案BD6．从下列提供的各组物理量中可以算出氢气密度的是()A．氢气的摩尔质量和阿伏加德罗常数B．氢气分子的体积和氢气分子的质量C．氢气的摩尔质量和氢气的摩尔体积D．氢气分子的质量和氢气的摩尔体积及阿伏加德罗常数解析因密度ρ＝eq\f(M,V)，由氢气的摩尔质量和摩尔体积可求出氢气的密度ρ＝eq\f(MA,VA)，C项可以，由氢气分子的质量m及阿伏加德罗常数NA可求出氢气的摩尔质量MA＝mNA即ρ＝eq\f(MA,VA)＝eq\f(NAm,VA)，D项也可以，但由于A项提供的数据不知摩尔体积，便求不出氢气的密度．由于氢气分子间有很大空隙，B项提供的数据不能求出氢气的密度．答案CD7．由阿伏加德罗常数和一个水分子的质量、一个水分子的体积，不能确定的物理量有()A．1mol水的质量B．1mol水蒸气的质量C．1mol水的体积D．1mol水蒸气的体积解析该题考查阿伏加德罗常数的基础知识，题目已知条件是一个水分子的质量和一个水分子的体积及阿伏加德罗常数，那么A中：由一个水分子的质量乘以阿伏加德罗常数可得一摩尔水的质量，故A项能确定；又因为一摩尔水蒸气的分子数应和一摩尔水的分子数相同，所以一摩尔水蒸气的质量和一摩尔水的质量相同，B项也能确定；又由于已知一个水分子的体积，乘以阿伏加德罗常数即可得到一摩尔水的体积，C项能确定；但是，水和水蒸气的分子距离不同，所以D不能确定，那么正确答案是D项．答案D8．已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量和摩尔体积，可以估算出()A．固体物质分子的大小和质量B．液体物质分子的大小和质量C．气体物质分子的大小和质量D．气体物质分子的质量解析由于气体分子之间间距很大，不能认为气体分子一个挨一个排列，所以不能估算出气体分子的大小，C选项错误．答案ABD9．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为阿伏加德罗常数，m、ΔV分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①NA＝eq\f(ρV,m)②ρ＝eq\f(μ,NAΔV)③m＝eq\f(μ,NA)④ΔV＝eq\f(V,NA).其中正确的是()A．①② B．①③C．③④ D．①④解析选项个性分析①正确对于气体，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关系式也适用，有NA＝eq\f(μ,m)＝eq\f(ρV,m)③正确NA＝eq\f(μ,m)→m＝eq\f(μ,NA)④错误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小于该空间②错误②式是将④式代入①式，并将③式代入得出的答案B10．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL溶液中有6mL油酸．用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如下图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求：(1)油酸膜的面积是多少？(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．解析(1)油膜的轮廓包括了126个小正方形，故油膜的面积S＝126cm2.(2)每滴溶液的体积V0＝eq\f(1,75)mL，含有纯油酸的体积V＝V0×eq\f(6,104)＝8×10－6mL.(3)d＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－6,126)cm＝6.0×10－10m.答案(1)126cm2(2)8×10－6mL(3)6×10－10m11．随着“嫦娥三号”的成功发射，中国探月工程顺利进行．假设未来在月球建一间实验室，长a＝8m，宽b＝7m，高c＝4m，实验室里的空气处于标准状态．为了估算出实验室里空气分子的数目，有两位同学各提出一个方案：方案1：取分子直径D＝1×10－10m，算出分子体积V1＝eq\f(1,6)πD3，根据实验室内空气的体积V＝abc，算得空气分子数为：n＝eq\f(V,V1)＝eq\f(6abc,πD3).方案2：根据化学知识，1mol空气在标准状态下的体积V0＝22.4L＝22.4×10－3m3.由实验室内空气的体积，可算出实验室内空气的摩尔数nmol＝eq\f(V,V0)＝eq\f(abc,V0)；再根据阿伏加德罗常数，算得空气分子数为：n＝nmolNA＝eq\f(abc,V0)NA.请对这两种方案做一评价，并估算出实验室里空气分子的数目．解析方案1把实验室里的空气分子看成是一个个紧挨在一起的，没有考虑空气分子之间的空隙，不符合实际情况．通常情况下气体分子间距的数量级为10－9m，因此分子本身体积只是气体所占空间的极小一部分，常常可以忽略不计，方案1错误；方案2的计算方法是正确的，根据方案2计算结果如下：n＝eq\f(abc,V0)NA＝eq\f(8×7×4,22.4×10－3)×6.02×1023个＝6.02×1027个．答案方案1错误，方案2正确6.02×1027个12．钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)．阿伏加德罗常数为NA.请写出a克拉钻石所含有的分子数和每个分子直径的表达式．(1克拉＝0.2克)解析a克拉钻石的摩尔数为0.2a/M.所含分子数为n＝eq\f(0.2a,M)NA.钻石的摩尔体积为V＝eq\f(M×10－3,ρ)(m3/mol)．每个钻石分子的体积为V0＝eq\f(V,NA)＝10－3eq\f(M,NAρ)设钻石分子直径为d，则V0＝eq\f(4,3)π(eq\f(d,2))3.d＝eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(单位为m)．答案eq\f(0.2a,M)NAeq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))第2节分子的热运动1．以下实验中，证实分子做无规则运动的实验是()A．布朗运动实验B．油膜实验C．酒精和水混合实验D．离子显微镜实验解析油膜实验计算分子的大小；酒精和水混合实验证明分子间有空隙；离子显微镜实验观察分子的组成等．答案A2．放在房间一端的香水，打开瓶塞后，位于房间另一端的人将()A．立即闻到香味，因为香水分子热运动速率很大，穿过房间所需时间极短B．过一会儿才能闻到香味，因为香水分子热运动速率不大，穿过房间需要一段时间C．过一会儿才能闻到香味，因为香水分子热运动速率虽大，但必须足够多的香水分子，才能引起嗅觉D．过一会儿才能闻到香味，因为香水分子热运动虽快，但由于是无规则运动，且与空气分子不断碰撞，要闻到足够多的香水分子必须经过一段时间解析香水分子的运动是扩散运动，且运动的瞬时速率很大，但由于运动是无规则的，且不断地与空气分子碰撞，而且还需有足够多的分子才能闻到香水味，故需一定的时间．因此D项正确．答案D3．在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可以看到悬浮在空气中的微粒在不停地运动，这些微粒的运动()A．是布朗运动B．是微粒分子的运动C．是自由落体运动D．是由气流和重力引起的运动解析这些能用肉眼看见的颗粒是比较大的，故不是布朗运动，因为颗粒的质量比较小，这些颗粒的运动是气流和重力作用引起的．答案D4．关于布朗运动，以下说法正确的是()A．布朗运动是花粉分子无规则运动B．布朗运动是由于花粉微粒内部分子间的碰撞引起的C．温度越高，布朗运动越明显D．布朗运动是分子运动解析由布朗运动的定义、产生的原因可知C项正确．答案C5．布朗运动产生的原因是()A．悬浮粒子之间的相互作用B．悬浮粒子受到液体分子的引力作用C．悬浮粒子受到液体分子的斥力作用D．悬浮粒子不断地受到液体分子的撞击解析在同一时刻液体分子对悬浮颗粒的撞击作用不平衡造成的．答案D6．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D7．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，对此现象说法正确的是()A．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的相互吸引B．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的运动C．属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中D．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属扩散现象，是由于两种不同物质分子运动引起的，B项对．答案B8．关于布朗运动，下列说法正确的是()A．布朗运动就是分子运动，布朗运动停止了，分子运动也会暂时停止B．微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动的C．布朗运动是无规则的，因此它说明了液体分子的运动是无规则的D．布朗运动的无规则性，是由于外界条件无规律的不断变化而引起的答案C9．下列关于热运动的说法中，正确的是()A．热运动是物体受热后所做的运动B．0℃的物体中的分子不做无规则运动C．热运动是单个分子的永不停息地无规则运动D．热运动是大量分子的永不停息地无规则运动解析热运动是组成物质的大量分子所做的无规则运动，不是单个分子的无规则运动，因此A、C两项错误，D项正确；分子的热运动永不停息，因此0℃的物体中的分子仍做无规则运动，B项错误．答案D10．布朗运动不可能是由外界影响引起的，能够支持这一结论的事实是()A．有外界影响时，能观察到布朗运动B．在尽量排除外界影响时，布朗运动依然存在C．在实验环境相同的条件下，各个微粒的运动情况各不相同D．随着温度的升高，布朗运动加剧解析有外界影响时，观察到的现象不能认定为布朗运动，故A项错误．在尽量排除外界影响下观察到的布朗运动，可认定为布朗运动不是由外界影响引起的，故B项正确．在实验环境相同的条件下，各微粒运动不相同，说明布朗运动不是实验环境造成的，故C项正确．温度升高，是外界因素，故D项错误．答案BC11．下列关于布朗运动、扩散现象和对流的说法正确的是()A．三种现象在月球表面都能进行B．三种现象在宇宙飞船里都能进行C．布朗运动、扩散现象在月球表面能够进行，而对流则不能进行D．布朗运动、扩散现象在宇宙飞船里能够进行，而对流则不能进行解析布朗运动和扩散现象都是分子无规则热运动的结果，而对流需要在重力作用的条件下才能进行．由于布朗运动、扩散现象是由于分子热运动而形成的，所以二者在月球表面、宇宙飞船里均能进行，由于月球表面仍有重力存在，宇宙飞船里的微粒处于完全失重状态，故对流可在月球表面进行，而不能在宇宙飞船内进行，故选A、D两项．答案AD12．关于扩散运动和布朗运动，下列说法中正确的是()A．扩散运动和布朗运动是由外部原因引起的液体分子的运动B．扩散运动和布朗运动虽然不是分子的运动，但它能反映出分子的运动规律C．布朗运动的剧烈程度与悬浮颗粒的大小有关，这说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关D．扩散运动和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散运动和布朗运动也叫做热运动解析扩散现象指不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，故A项错误；扩散运动和布朗运动虽然不是分子的运动，但它能反映出分子的运动规律，故B项正确；颗粒越小布朗运动越明显，温度越高，分子热运动越剧烈，分子的运动与悬浮颗粒的大小无关，故C项错误；分子永不停息地无规则运动叫做热运动，而非固体微粒，故D项错误．答案B13．把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是()A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒B．小碳粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动C．越小的炭粒，运动越明显D．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多的静止不动的水分子组成的解析在显微镜下不能看到水分子，只能看到悬浮的小炭粒不停地做无规则运动，越小的炭粒，运动越明显．答案BC14．用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔10s记下它的位置，得到了a、b、c、d、e、f、g等点，再用直线依次连接这些点，如图所示，则下列说法中正确的是()A．这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的轨迹B．它说明花粉颗粒做无规则运动C．在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等D．从a点计时，经36s，花粉颗粒一定在de连线上解析布朗运动示意图说明了花粉颗粒做无规则运动，故B项正确．点之间连接的直线是人为画上的，在这10s内花粉颗粒仍无规则运动，故A、C、D三项错误．答案B第3节分子间的作用力1．下列现象可以说明分子间存在引力的是()A．打湿了的两张纸很难分开B．磁铁吸引附近的小铁钉C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开D．用电焊把两块铁焊在一起解析只有分子间的距离小到一定程度时，才发生分子引力的作用，纸被打湿后，水分子填充了两纸之间的凹凸部分，使水分子与两张纸的分子接近到引力作用范围而发生作用，故A项正确；磁铁对小铁钉的吸引力在较大的距离内都可发生，不是分子引力，B项错误；斧子劈柴，克服的是分子引力，C正确；电焊的原理是两块铁熔化后使铁分子达到引力作用范围而发生作用，D项正确．故选A、C、D.答案ACD2．利用分子间作用力的变化规律可以解释许多现象，下面的几个实例中利用分子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，是因为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，是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一定程度时，分子力不能发挥作用而断裂；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，而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CD3．分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则()A．F引和F斥是同时存在的B．F引总是大于F斥，其合力总表现为引力C．分子间的距离越小，F引越小，F斥越大D．分子间的距离越小，F引越大，F斥越小解析分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力．当分子间距离减小时，分子引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快；当分子间距离增大时，分子引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快．综上分析可知，A项正确，B、C、D三项错误．答案A4．关于分子间作用力的说法中正确的是()A．分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力B．分子之间距离减小时，引力和斥力都增大，且引力增大得比斥力快C．紧压两块铅块后它们会连接在一起，这说明铅分子间存在引力D．压缩气缸内气体时要用力推活塞，这表明气体分子间的作用力主要表现为斥力解析分子间存在引力和斥力，分子力是它们的合力，故A项正确；分子之间距离减小时，引力和斥力都增大，且斥力增大得比引力快，故B项错；紧压两块铅块后它们会连接在一起，这说明铅分子间存在引力，故C项正确；压缩气缸内气体时要用力推活塞，是因为气体分子频繁碰撞器壁产生了压力，不是气体分子间的作用力所致，气体分子间的作用力可以忽略，故D项错．答案AC5．如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中()A．测力计示数始终等于玻璃板的重力B．测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况C．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力D．因为拉起时需要克服水分子间的引力，所以拉力大于玻璃板的重力解析玻璃板被拉起时，要受到水分子间的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，与大气压无关，所以选B、D项．答案BD6．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠，这一物理过程中，水分子间的()A．引力消失，斥力增大 B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小 D．引力、斥力都增大解析水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离变小，引力、斥力都随分子间的距离的减小而增大．答案D7．设r0是分子间引力和斥力平衡时的距离，r是两个分子的实际距离，则以下说法中正确的是()A．r＝r0时，分子间引力和斥力都等于零B．r>r0时，分子间只有引力而无斥力C．由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力先增大后减小D．由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力和斥力都增大，其合力先增大后减小再增大解析当r＝r0时，分子间引力和斥力相等，但都不为零，只有合力为零，A项错．在r>r0时，引力大于斥力，两者同时存在，B项错．在r<r0减小的过程中分子引力和斥力都增大，C项错．由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，由分子力随r的变化关系图像可知，分子力有一个极大值，到小于r0时分子力又增大，所以在r由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子力是先增大后减小再增大．答案D8．关于分子间相互作用力(如图所示)的以下说法中，正确的是()A．当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力B．分子力随分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表现为引力C．当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大的快，故分子力表现为斥力D．当分子间的距离r≥10－9m时，分子间的作用力可以忽略不计解析当r＝r0时，引力和斥力同时存在，只是合力为零，A项错；当r>r0时，分子间的引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力比引力减小的快，当r≥10－9m时，分子力可忽略不计，B项错误，C、D项正确．答案CD9．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两项正确．答案BD10．如图所示，两个分子之间的距离为r，当r增大时，这两个分子之间的分子力()A．一定增大 B．一定减小C．可能增大 D．可能减小解析分子间同时存在的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，题设的r是大于r0(平衡距离)还是小于r0未知，增大多少也未知．由题图可知，分子间距离r在小于r0的范围内，F随r的增大而减小，在大于r0的范围内随r的增大先增大后减小，C、D项正确．答案CD11．在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度成正比，从分子间相互作用力跟分子间距离的关系图像来看，最能反映这种规律的是图中的()A．ab段 B．bc段C．de段 D．ef段解析当r＝r0时，分子间作用力为零；当r>r0时，分子间作用力表现为引力，对应弹簧被拉长；当r<r0时，分子间作用力表现为斥力，对应弹簧被压缩；由于bc段近似为直线，分子间的作用力与距离增大量或减小量成正比，因此选B项．答案B12．如图表示分子力与分子间距离的关系，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从远处静止释放，在分子力作用下靠近甲．图中b点是分子力表现为引力的最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是()A．a点 B．b点C．c点 D．d点解析a点和c点处分子间的作用力为零，乙分子的加速度为零．从a点到c点分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，速度增加，从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功．由于到d点分子的速度为零，因分子引力做的功与分子斥力做的功相等，即上方图线与横轴围成的面积与下方图线与横轴围成的面积相等，所以Fd>Fb.故分子在d点加速度最大．正确选项为D.答案D13．将下列实验事实与产生的原因对应起来()A．水与酒精混合体积变小B．固体很难被压缩C．细绳不易拉断D．糖在热水中溶解得快E．冷冻食品也会变干a．固体分子也在不停地运动b．分子运动的剧烈程度与温度有关c．分子间存在着空隙d．分子间存在着引力e．分子间存在着斥力它们的对应关系分别是①________，②__________，③________，④________，⑤________.(在横线上填上实验事实与产生原因前的符号)解析A项，水与酒精混合后体积变小，说明分子之间有间隙．B项，固体很难被压缩说明分子间有斥力．C项，细绳不易拉断，说明分子间有引力．D项，糖在热水中溶解得快，说明温度越高，分子热运动越激烈．E项，冷冻食品也会变干，说明固体分子也在做无规则运动．答案A－c；B－e；C－d；D－b；E－a第4节温度和温标第5节内能1．下列说法正确的是()A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理解析热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故A项错误、C项正确；由热平衡定律，若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故B、D项也正确．答案BCD2．关于热力学温标和摄氏温度()A．热力学温标中的每1K与摄氏温标中每1℃大小相等B．热力学温度每升高1K大于摄氏温度升高1℃C．热力学温度每降低1K小于摄氏温度降低1℃D．某物体摄氏温度10℃，即热力学温度10K解析T＝273K＋t，可知A项正确．答案A3．有关温度的概念，下列说法中正确的是()A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B．温度是分子平均动能的标志C．一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大解析温度标志着分子平均动能的大小，是分子平均动能的标志，对某个确定的分子来说，其运动情况无法确定，不能用温度反映，故A、D选项错误，B选项正确；物体的内能与物体的物质的量、体积、温度有关，即使物质的量不变，内能增加，温度也不一定升高，故C选项错误．答案B4．质量相等的氢气和氧气温度相同，若不考虑分子间的势能，则()A．氢气的内能较大B．氧气的内能较大C．两者的内能相等D．氢气和氧气分子的平均动能相等解析因为氢的摩尔质量小，故同质量的氢气和氧气，氢气的分子数多，内能大．答案AD5．关于内能和机械能下列说法中不正确的是()A．内能和机械能各自含动能和势能，因此，它们在本质上是一样的B．运动物体的内能和机械能均不为零C．一个物体的机械能可以为零，但它们的内能永远不可能为零D．物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变解析机械能是指宏观物体动能、重力势能和弹性势能等；内能是指分子动能、分子势能，有本质区别，故A选项错误；分子永不停息地做热运动，所以物体的内能不能为零，但物体的机械能具有相对性，可以为零，所以B选项错误．答案AB6．对于分子间势能与体积的关系，下列说法中正确的是()A．物体体积增大，分子间势能增加B．气体分子的距离增大，分子间势能减小C．物体体积增大，分子间势能有可能减小D．物体体积减小，分子间势能一定减小解析分子间距离在小于r0的范围内，随着分子间距离的减小，分子势能增大，而在大于r0的范围内，分子势能随分子间距离的增大而增大．物质的分子势能与分子间的结构有关，物体体积增大，分子间距离增大，但分子势能可能减小，如水变成冰的过程分子势能减小．故C选项正确．答案C7．当分子间距离大于10r0(r0是分子平衡位置间距离)时，分子力可以认为是零，规定此时分子势能为零，当分子间距离是平衡距离r0时，下面的说法中正确的是()A．分子力是零，分子势能也是零B．分子力是零，分子势能为负值C．分子力不是零，分子势能为正值D．分子力不是零，分子势能不是零解析当分子距离从大于10r0开始靠近，到r0的过程中，分子作用力表现为引力，故分子力做正功，分子势能减小，在分子间距离为r0时分子势能为负值，B选项正确．答案B8．下列对物体内能的说法中，正确的有()A．0℃的水比0℃的冰内能大B．物体运动的速度越大，物体的内能越大C．水分子的内能比冰分子的内能大D．100g0℃的水比100g0℃的冰内能大解析物体的内能与物质的量有关，故A选项错误；物体运动的动能属于机械能，与内能无关，故B选项错误；内能也是统计概念，只对大量分子有意义，是对物体而言的，一个分子谈内能没有意义，故C选项错误；冰熔化成水要吸收热量，内能增加，故D选项正确．答案D9．关于物体的热胀冷缩现象，下列说法正确的是()A．物体受热后温度升高，分子的平均动能增大；降低温度后，分子的平均动能减小，分子势能没有变化B．受热后物体膨胀，体积增大，分子势能增大；遇冷后收缩，体积减小，分子势能减小，分子的平均动能不会改变C．受热膨胀，温度升高，体积增大，分子势能也增大；遇冷收缩，温度降低，分子平均动能减小，体积减小，分子势能也减少D．受热膨胀，分子平均动能增大，分子势能也增大；遇冷收缩，温度降低，分子平均动能减小，但分子势能增大解析物体受热后温度升高，体积增大，分子的平均动能和分子势能都增大；遇冷后温度降低，分子的平均动能和分子势能都减少．答案C10．若已知分子势能增大，则在这个过程中()A．一定克服分子力做功B．分子力一定减小C．分子间距离的变化情况无法确定D．以上说法都不正确解析分子力做负功分子势能增大，故A选项正确；分子力在表现为引力的范围内，随分子距离的增大，分子势能增大，在分子力表现为斥力的范围内，随分子距离的减小，分子势能增大，故C选项正确．答案AC11．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．压强和温度解析温度是平均动能的标志，而分子势能取决于分子的相对位置即分子间距，所以分子的平均动能与分子势能大小分别取决于气体的温度和体积，A对，B、C、D三项错．答案A12．将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴．甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图像如下图所示．若把乙分子从r3处由静止释放，仅在分子力作用下，则乙分子从r3到r1的过程中()A．两分子的势能一直增大B．两分子的势能先增大后减小C．乙分子的动能先减小后增大D．乙分子的动能一直增大解析在r1到r3的范围内分子间作用力表现为引力，乙分子从r3位置到r1的过程中，分子力做正功，分子动能一直增大，分子势能减小，故D选项正确．答案D13．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是()解析根据分子力、分子势能与分子之间距离关系可知，当r＝r0时，分子力为零，分子势能最小，由此可知B项正确．答案B14．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是()A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态D．乙分子的运动范围为x≥x1解析x2处分子势能最小，则分子动能最大，分子力为0，加速度为0，故选项A错，两分子所具有的总能量为0，根据能量守恒，乙分子在P点的动能为E0，选项B正确；因x1处分子力不为0，故不是平衡状态，选项C错误；在x1处因分子势能为零，故分子动能为零，速度为零，故乙分子会沿原路返回，故选项D正确．答案BD第七章单元综合测试一1．下列说法中正确的是()A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变解析温度是分子平均动能的宏观标志．物体温度降低，其分子热运动的平均动能减小，反之，其分子热运动的平均动能增大，A项错，B项对；温度降低，分子平均动能减小，内能不确定，C、D项错．答案B2．(双选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是()A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的解析根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动；由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程进行的更迅速，故选B、C项．答案BC3．关于扩散现象，下列说法正确的是()A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A项正确；扩散现象不是化学反应，故B项错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故C项正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D项正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E项错误．答案ACD4．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变解析分子间作用力随分子间距离减小而先增大后减小再增大，A项错误；两分子靠近过程中，分子间先是引力，后是斥力，所以分子间作用力先做正功后做负功，动能先增大后减小，B、C项正确；根据能量守恒，动能与势能总和不变，故分子势能先减小后增大，E项正确，D项错误．答案BCE5.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远处时分子势能为零，下列说法正确的是()A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零E．分子动能和势能之和在整个过程中不变解析在r>r0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为引力，两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，F做正功，分子动能增加，势能减小，选项A正确；在r<r0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，选项B错误；在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，选项C正确；在整个过程中，只有分子力做功，分子动能和势能之和保持不变，在r＝r0时，分子势能为负值，选项D错误，选项E正确．答案ACE6．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是()解析根据分子力、分子势能与分子之间距离关系可知，当r＝r0时，分子力为零，分子势能最小，由此可知B项正确．答案B7．在用“油膜法估测油酸分子的大小”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用注射器将事先配制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)将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．(结果保留一位有效数字)解析(2)根据纯油酸的体积V和油膜面积S，可计算出油膜的厚度L，把油膜厚度L视为油酸分子的直径，则d＝eq\f(V,S)，每滴油酸酒精溶液的体积是eq\f(1,50)cm3，而1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是V＝eq\f(1,300)×eq\f(1,50)cm3，则根据题目要求保留一位有效数字可知油酸分子的直径为5×10－10m.答案(1)④①②⑤③(2)5×10－108．已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g.由此可以估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________．解析设大气层中气体的质量为m，由大气压强产生，mg＝p0S，即m＝eq\f(p0S,g)分子数n＝eq\f(mNA,M)＝eq\f(p0SNA,Mg)＝eq\f(4πR2p0NA,Mg)，假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即为空气分子平均间距，设为a，大气层中气体总体积为V，a＝eq\r(3,\f(V,n))，而V＝4πR2h，所以a＝eq\r(3,\f(Mgh,p0NA)).第七章单元测试二(时间60分钟满分100分)一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得4分，漏选的得2分，错选的得0分)1．关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是()A．多数分子大小的数量级为10－10mB．分子之间同时存在着引力和斥力C．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显D．随着分子间的距离增大，分子势能一定增大解析多数分子大小的数量级为10－10m，故A项正确．分子之间同时存在着引力和斥力，故B项正确．悬浮在液体中的微粒越大，液体分子的撞击对微粒影响越小，布朗运动就越不明显，故C项错误．分子势能变化与分子力做功有关，在平衡距离以内斥力大于引力，分子力表现为斥力，若在此范围内距离增大，分子力做正功，分子势能减小；在平衡距离以外引力大于斥力，分子力表现为引力，若分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，故D项错误．答案AB2．关于悬浮在液体中的固体颗粒的布朗运动，下面说法正确的是()A．小颗粒的无规则运动就是分子的运动B．小颗粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映C．小颗粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映D．因为布朗运动的激烈程度与温度有关，所以布朗运动也可以叫做热运动解析由布朗运动产生的原因和影响布朗运动的因素可知，C项正确．答案C3．下列说法中正确的是()A．温度低的物体内能小B．温度低的物体分子运动的平均速率小C．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大D．物体体积改变，内能可能不变解析内能是指物体内部所有分子平均动能和分子势能的总和，温度仅是分子平均动能的标志，故温度低的物体内能不一定小，A项错；温度低的物体分子平均动能小，但由于不同物质分子质量不同，所以温度低的物体分子平均速率不一定小，B项错；物体做加速运动时，速度增大，机械能中的动能增大，但分子热运动的平均动能与机械能无关，而与温度有关，故C项错；物体体积改变，分子势能改变，但内能不一定变，D项对．答案D4．根据分子动理论，下列说法正确的是()A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的热运动C．分子间相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而减小D．分子势能随着分子间的距离的增大，可能先减小后增大解析气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比为一个气体分子所占据的空间，而非一个气体分子的体积，A项错误．墨水中小炭粒的无规则运动为固体小颗粒的无规则运动，而非分子的热运动，B项错误．分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小，C项正确．当两分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，此时分子势能随分子间距离的增大而减小；当两分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，此时分子势能随分子间距离的增大而增大，D项正确．答案CD5．关于分子间的作用力的说法，正确的是()A．分子间距的数量级等于10－10m时，引力和斥力都为零B．分子间距离减小时，引力和斥力都增加，但斥力比引力增加得快C．分子间距离减小时，引力和斥力都减小，但斥力减小得快D．当分子间距的数量级大于10－9m时，分子力已微弱到可以忽略解析分子间的引力和斥力同时存在，分子力指的是他们的合力，A项错误；分子间的作用力与分子间距离有关，但分子间距减小时，引力和斥力同时增大，但斥力增大得比引力快，B项正确，C项错误；当分子间的距离大于10r0时，分子间的引力和斥力都很小，可忽略不计，D项正确．答案BD6．以下关于分子动理论的说法中正确的是()A．－2℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动B．分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大C．分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小D．扩散和布朗运动的实质是相同的，都是分子的无规则运动解析－2℃时水已经结为冰，虽然水分子热运动剧烈程度降低，但不会停止热运动，故A项错误．分子势能随分子间距离的增大(当r＜r0)，先减小，(当r＞r0)后增大，故B项正确．分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小，故C项正确．扩散和布朗运动都是分子无规则运动的证据，但是实质不同，布朗运动是微粒在运动，故D项错误．答案BC7．由阿伏加德罗常数NA和一个水分子的质量m，一个水分子的体积V0，不能确定的物理量有()A．1摩尔水的质量B．2摩尔水蒸气的质量C．3摩尔水的体积D．4摩尔水蒸气的体积解析1摩尔水的质量为MA＝NA·m，A项错误；2摩尔水蒸气的质量M＝2NA·m，B项错误；液体可认为分子是紧密地靠在一起，3摩尔水的体积V＝3NA·V0，故C项错误，由于气体分子间有一个很大的空隙，气体的体积并非所含分子自身体积之和，故D项由已知条件无法确定，故选D项．答案D8．阿伏加德罗常数N(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ρNB．1m3铝所含原子数为ρN/MC．1个铝原子的质量为M/NkgD．1个铝原子所占的体积为M/ρNm3解析一个铝原子的质量m＝M/Nkg，C项对；铝的摩尔体积为V＝M/ρ，所以1个铝原子占有的体积为V0＝V/N＝M/ρN，D项对；因1个铝原子占有的体积是M/ρN，所以1m3铝所含原子的数目n＝1/(M/ρN)＝ρN/M，B项对；又因一个铝原子的质量m＝M/N，所以1kg铝所含原子的数目N＝1/(M/N)＝N/M，A项错．答案BCD9．当分子间距离r＝r0时，分子间引力和斥力恰好平衡，若使分子间距离从r1逐渐变为r2(r0＜r1＜r2)，在这一变化过程中，下列说法中可能正确的是()A．分子间引力比分子间斥力减小得快，分子力增大B．分子间引力比分子间斥力减小得快，分子力减小C．分子间斥力比分子间引力减小得快，分子力增大D．分子间斥力比分子间引力减小得快，分子力减小解析分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，只是斥力减小得更快，但分子力随分子间距离由r0增大时，是先增大后减小，因此当分子间距由r1变为r2(r0＜r1＜r2)时，分子力的变化有三种可能：先增大后减小、增大、减小，C、D两项正确．答案CD10．根据分子动理论，物质分子之间的距离为r0时，分子所受的斥力和引力相等，以下关于分子力和分子势能的说法正确的是()A．当分子间距离为r0时，分子具有最大势能B．当分子间距离为r0时，分子具有最小势能C．当分子间距离为r0时，引力和斥力都是最大值D．当分子间距离为r0时，引力和斥力都是最小值解析当分子从无穷远处开始靠近另一分子过程中，电势能先减小，至r0后电势能开始增加，则当分子间距离为r0时，分子具有最小势能，选项B正确，A错误；当分子间距为r0时，引力与斥力既不是最大值也不是最小值．答案B11．设r＝r0时分子间的作用力为零，则一个分子从远处以某一动能向另一个固定的分子靠近的过程中，下列说法中正确的是()A．r＞r0时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小B．r＝r0时，动能最大，势能最小C．r＜r0时，分子力做负功，动能减小，势能增大D．以上说法不对解析两个分子从远处开始靠近的过程中，r＞r0时，两者之间是引力，引力对分子做正功，分子势能减小，由动能定理可知，分子动能增大，故A项正确．当r＜r0时两者之间是斥力，对分子做负功，分子势能增大，由动能定理可知，分子动能减小，故C项正确．由以上两种情况分析可知，当r＝r0时，分子的动能最大，分子势能最小，B项也正确．本题正确选项为A、B、C三项．答案ABC12．如图所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是()A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r2时，分子间的作用力为零D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功解析①由图知r2＝r0，当r＞r0时，分子力表现为引力，r＜r0时，分子力表现为斥力．r1＜r0，所以，当r＞r1时，分子力可能表现为引力，可能表现为斥力，A项错误，B、C项都正确．②在r由r1变到r2的过程，分子力表现为斥力，分子力做正功．D项错误．答案BC13．给一定质量的温度为0℃的水加热，在水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”．某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在着一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在着相互作用的势能．在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的．关于这个问题，下列说法中正确的是()A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功解析温度升高，水分子的平均动能增大，体积减小，分子间的结合力做负功，水分子间的总势能增大，选项D正确．答案D14．(双选)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()解析乙分子从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，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项正确，A、D项错误．答案BC二、非选择题(有4个题，共44分)15.(10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，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大？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5×10－23J16．(10分)用油膜法估测分子的大小时有如下步骤：A．向浅盘中倒入约2cm深的水；B．向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉(或痱子粉)；C．将油酸和酒精按一定比例配制好；D．把油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中，当体积达到1mL时记下滴入的滴数，算出每滴液滴的体积；E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，直到薄膜形态稳定；F．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在玻璃板上；G．把玻璃板放在方格纸上，数出薄膜所占面积；H．计算出油膜的厚度d＝eq\f(V,S)若所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中含有纯油酸6mL，上述溶液1mL为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描绘出油酸膜的轮廓形状再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求：(1)油酸膜的面积是________cm2；(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL；(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径________m．(②，③两问答案保留1位有效数字)解析(1)由图示可知，油酸薄膜轮廓内的正方形个数为115个，则油酸膜的面积是S＝115×1×1cm2＝115cm2；(2)1mL溶液中含有纯油酸的体积为eq\f(6,104)mL，则1滴该溶液中含有纯油酸的体积为V＝eq\f(1,75)×eq\f(6,104)mL＝8×10－6mL；(3)d＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－6×10－3×10－3,115×10－4)≈7×10－10m.答案(1)115(2)8×10－6(3)7×10－1017．(12分)利用油膜法可以粗略地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V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2，油的摩尔质量为M0＝0.09kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：由以上数据可以粗略地测出阿伏加德罗常数NA是多少？(先列出文字计算式，再代入计算，只要求保留一位有效数字．)解析已知油的摩尔质量为M0＝0.09kg/mol，若求出一个油分子的质量m，即可根据NA＝eq\f(M0,m)求出阿伏加德罗常数．把每个分子看作球形，则每个分子的体积为：V′＝eq\f(1,6)πd3＝eq\f(1,6)π(eq\f(V,S))3，因此一滴油中含有的分子数为：N＝eq\f(V,V′)＝eq\f(6S3,πV2)，由题意可知一滴油的质量：M＝ρV，一个油分子的质量为：m＝eq\f(M,N)＝eq\f(ρπV3,6S3)，所以NA＝eq\f(M0,m)＝eq\f(6M0S3,ρπV3)＝6×1023mol－1.答案6×1023mol－118．(12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，试估算：(1)空气分子的平均质量；(2)一瓶纯净空气的质量；(3)一瓶中约有多少个气体分子？(计算结果均保留2位有效数字)解析(1)空气分子的平均质量m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(29×10－3,6×1023)≈4.8×10－26kg(2)一瓶纯净空气的摩尔数n＝eq\f(0.5,22.4)mol则瓶中气体的质量m＝nM＝eq\f(0.5,22.4)×29×10－3kg≈6.5×10－4kg(3)分子数N＝eq\f(m,m0)＝eq\f(6.5×10－4,4.8×10－26)≈1.4×1022答案(1)4.8×10－26kg(2)6.5×10－4kg(3)1.4×1022个第八章气体第1节气体的等温变化1．一定质量的气体在温度保持不变，气体的状态发生变化时，下列物理量发生变化的是()A．分子的平均速率 B．单位体积内的分子数C．气体的压强 D．分子总数解析当温度不变时，气体分子的平均动能不变，即分子的平均速率不变，故A项错误；一定质量的气体在温度保持不变时，满足玻意耳定律，即pV＝C，当状态发生变化时，其体积一定发生变化，单位体积内的分子数发生变化，故B项正确；其压强也随之发生变化，故C项正确；气体质量不变，故D项错误．答案BC2．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程．则下列说法正确的是()A．D→A是一个等温过程B．A→B是一个等温过程C．A与B的状态参量相同D．B→C体积减小，压强减小，温度不变解析由图像可知p－eq\f(1,V)图像是过原点的倾斜直线，表示气体进行等温变化，故D→A是等温变化，A项正确．A、B两个状态参量不同，故B、C项错误；B→C气体进行等温变化，p减小，V增大，故D项错误．答案A3．如图所示，图线1和2分别表示一定质量的气体在不同温度下的等温线，下述说法正确的有()A．图线1对应的温度高于图线2B．图线1对应的温度低于图线2C．气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，分子间平均距离增大D．气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，分子间平均距离减小解析p－V图中，图线1在图线2外侧，其对应温度较高．图线1中，气体由状态A变为B为等温膨胀过程，体积增大，气体分子间的平均距离将增大，故选A、C项．答案AC4．如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气()A．体积不变，压强变小B．体积变小，压强变大C．体积不变，压强变大D．体积变小，压强变小解析由图可知空气被封闭在细管内，水面升高时，气体体积一定减小，根据玻意耳定律知，气体压强就增大，B项正确．答案B5．如图所示，为中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器—哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶．在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞．在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，在对气球缓慢吹气过程中，当瓶内气体体积减小ΔV时，压强增大20%.若使瓶内气体体积减小2ΔV，则其压强增大()A．20% B．30%C．40% D．50%解析气体做的是等温变化，所以有：pV＝1.2p(V－ΔV)和pV＝p′(V－2ΔV)联立两式得p′＝1.5p，故D项正确．答案D6．如图所示，一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，内封有一定质量的气体，管内水银面低于管外．在温度不变时，将玻璃管稍向下插入一些，下列说法正确的是()A．玻璃管内气体体积减小B．玻璃管内气体体积增大C．管内外水银面高度差减小D．管内外水银面高度差增大解析假设水银柱相对试管不动，即管内水银面随着试管下降，则管内外水银面高度差增加，内外压强平衡破坏，管内水银面上升，气体体积等温压缩，由玻意耳定律可知，压强增大．故A、D项正确．答案AD7．有一段12cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30°的光滑斜面上，在下滑过程中被封气体的压强为(大气压强p0＝76cmHg)()A．76cmHgB．82cmHgC．88cmHgD．70cmHg解析水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理．水银柱的受力分析如图所示，因玻璃管和水银柱组成系统的加速度a＝gsinθ，所以对水银柱由牛顿第二定律得：p0S＋mgsinθ－pS＝ma，故p＝p0＝76cmHg.答案A8．在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为M，气缸内有一质量为m的活塞，已知M>m.活塞密封一部分理想气体．现对气缸施一水平向左的拉力F时，如图甲，气缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1；若用同样大小的力F水平向左推活塞，如图乙，气缸的加速度为a2，封闭气体的压强为p2，体积为V2，设密封气体的质量和温度均不变，则()A．a1＝a2，p1<p2，V1>V2B．a1<a2，p1>p2，V1<V2C．a1＝a2，p1<p2，V1<V2D．a1>a2，p1>p2，V1>V2解析对气缸与活塞的整体，据牛顿第二定律可知a1＝a2，对甲图，以活塞为研究对象，有p0S－p1S＝ma1；对乙图，对气缸有：p2S－p0S＝Ma2，因此p1<p2，根据玻意耳定律p1V1＝p2V2可知V1>V2.答案A9．在室内，将装有5atm的6L气体的容器的阀门打开后，从容器中逸出的气体相当于(设室内大气压强p0＝1atm)()A．5atm,3L B．1atm,24LC．5atm,4.8L D．1atm,30L解析当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2＝1atm时，得V2＝30L，逸出气体30L－6L＝24L，B项正确．据p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝4.8L，所以逸出的气体相当于5atm下的4.8L气体，C项正确．答案BC10.如图为气压式保温瓶的原理图，保温瓶内水面与出水口的高度差为h，瓶内密封空气体积为V，设水的密度为ρ，大气压强为p0，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量ΔV至少为多少？(设瓶内弯曲管的体积不计，压前水面以上管内无水，温度保持不变，各物理量的单位均为国际单位)解析压水前：p1＝p0，V1＝V压水后水刚流出时：p2＝p0＋ρghV2＝V－ΔV，由玻意耳定律：p1V1＝p2V2即p0V＝(p0＋ρgh)(V－ΔV)解得ΔV＝eq\f(ρghV,p0＋ρgh).答案eq\f(ρghV,p0＋ρgh)11．今有一质量为M的气缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸水平横放时，空气柱长为L0(如图甲所示)，若气缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少．已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与气缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变．解析对缸内理想气体，平放状态：p1＝p0，V1＝L0S悬挂状态：对缸体，Mg＋p2S＝p0S即p2＝p0－eq\f(Mg,S)，V＝LS由玻意耳定律：p1V1＝p2V2即p0L0S＝(p0－eq\f(Mg,S))LS得气柱长度L＝eq\f(p0L0S,p0S－Mg)答案eq\f(p0L0S,p0S－Mg)12．用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5L，装入药液后，药液上方空气为1.5L，关闭阀门K，用打气筒B每次打进105Pa的空气250cm3(K′为单向阀门)(1)要使药液上方气体压强为4×105Pa，应打几次打气筒？(2)当A中有4×105Pa的空气后，打开阀门K可以喷洒农药，直到不能喷洒时，喷雾器剩余多少体积的药液？(忽略喷管中药液产生的压强)解析将打入的空气与原来药液上方的空气一起作为研究对象，将变质量的问题转化为一定质量的问题，利用分态式求解．打开阀门K喷洒药液时，A中空气经历了一个等温膨胀过程，由初态参量、末态参量运用玻意耳定律便可求解．(1)设原来药液上方空气体积为V，每次打入空气体积为V0，打n次后压强由p0变到p1，以A中原有空气和n次打入A中的空气的全部为研究对象，由玻意耳定律得p0(V＋nV0)＝p1V故n＝eq\f(p1－p0·V,p0V0)＝eq\f(4×105－105×1.5,105×250×10－3)＝18.(2)打开阀门K，直到药液不能喷出，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器中气体压强应等于外界大气压，以A中气体为研究对象，由玻意耳定律得p1V＝p0V′V′＝eq\f(p1V,p0)＝eq\f(4×105×1.5,105)L＝6L因此A容器中剩余药液的体积为(7.5－6)L＝1.5L.答案(1)18次(2)1.5L13．如图所示，一开口气缸内盛有密度为ρ的某种液体；一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中，平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为l/4.现用活塞将气缸封闭(图中未画出)，使活塞缓慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变．当小瓶的底部恰好与液面相平时，进入小瓶中的液柱长度为l/2，求此时气缸内气体的压强．大气压强为p0，重力加速度为g.解析设当小瓶内气体的长度为eq\f(3,4)l时，压强为p1；当小瓶的底部恰好与液面相平时，瓶内气体的压强为p2，气缸内气体的压强为p3.依题意p1＝p0＋eq\f(1,2)ρgl①由玻意耳定律p1eq\f(3l,4)S＝p2(l－eq\f(l,2))S②式中S为小瓶的横截面积，联立①②得：p2＝eq\f(3,2)(p0＋eq\f(1,2)ρgl)③又有p2＝p3＋eq\f(1,2)ρgl④联立③④式，得p3＝eq\f(3,2)p0＋eq\f(ρgl,4)⑤答案eq\f(3,2)p0＋eq\f(ρgl,4)第2节气体的等容变化和等压变化1．冬天有这样的现象：剩有半瓶水的热水瓶经过一个夜晚，第二天拔瓶口的软木塞时不易拔出来，主要原因是瓶内气体()A．温度不变，体积减小，压强增大B．体积不变，温度降低，压强减小C．温度降低，体积减小，压强不变D．质量不变，体积减小，压强增大解析由于暖水瓶内气体的体积不变，经过一晚的时间，瓶内的温度会降低，即气体的温度降低，根据查理定律得温度降低，压强减小．即暖瓶内的压强减小，气体向外的压力减小，所以拔出瓶塞更费力．答案B2．一定质量的气体，保持体积不变，当它的温度从100℃升高到200℃时，它的压强()A．改变为原来的eq\f(1,2) B．改变为原来的2倍C．改变为原来的eq\f(100,273) D．改变为原来的eq\f(473,373)解析根据查理定律，一定质量的气体，保持体积不变，温度升高时气体的压强跟它的热力学温度成正比，即：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p0,T0)，初状态：T0＝100℃＝373K，末状态：T1＝200℃＝473K；所以得：eq\f(p1,p0)＝eq\f(T1,T0)＝eq\f(473,373).即温度从100℃升高到200℃时，它的压强改变为原来的eq\f(473,373).故正确的选项为D，A、B、C项都错误．答案D3．一定质量的气体，在压强不变时，温度每升高1℃，它的体积的增加量()A．相同 B．逐渐增大C．逐渐减小 D．成正比例地增大解析气体等压变化，根据盖－吕萨克定律eq\f(V,T)＝C，有：eq\f(V,T)＝eq\f(ΔV,ΔT)，故ΔV＝eq\f(V,T)ΔT，故温度每升高1℃，它的体积的增加量相同．答案A4．如图所示甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图像，关于这两个图像的正确说法是()A．甲是等压线，乙是等容线B．乙图中p－t线与t轴交点对应的温度是－273.15℃，而甲图中V－t线与t轴的交点不一定是－273.15℃C．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p与t成直线关系D．乙图表明随温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图随温度的升高压强不变解析由查理定律p＝CT＝C(t＋273.15)及盖—吕萨克定律V＝CT＝C(t＋273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A项正确；两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为－273.15℃，即热力学温度的0K，故B项错；查理定律及盖—吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低，压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故C项错；由于图线是直线，故D项正确．答案AD5.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的p－T图像，由图像可知()A．VA＝VBB．VB＝VCC．VB<VCD．VA>VC解析图线AB的延长线过p－T图像的坐标原点，说明从状态A到状态B是等容变化，故A项正确；连接OC，该直线也是一条等容线，且直线的斜率比AB小，则C状态的体积要比A、B状态大，故C项也正确；也可以由玻意耳定律来分析B到C的过程，该过程是等温变化，由pV＝C知，压强p减小，体积V必然增大，同样可得C项是正确的．答案AC6.如图，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强()A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终不变D．先增大后减小解析在V－T图像中，各点与坐标原点连线的斜率表示压强的大小，斜率越小，压强越大，故选A项．答案A7．如图所示，四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态．如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是()解析假设水银柱不动，则两端封闭气体，发生等容变化，根据查理定律有Δp＝eq\f(ΔT,T)p，再根据各选项条件判断，C