高中物理第7章分子动理论单元知能评估新人教版选修3_3
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学业分层测评(三)(建议用时:45分钟)[学业达标]1.分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成,则下列说法不正确的是()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.F引与F斥跟分子间的距离有关D.分子之间的距离越小,F引越小,F斥越大E.分子之间的距离越大,F引越大,F斥越小【解析】分子间的引力和斥力同时存在,它们的大小随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但斥力随分子间距离的变化而变化得更快一些.当r<r0时,合力表现为斥力,随分子间距离的增大而减小;当r>r0时,合力表现为引力,引力的大小随分子间距离的增大表现为先增大后减小.正确选项是A、C,B、D、E符合题意.【答案】BDE2.如图7-3-2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,其主要原因下列说法正确的是() 【导学号:11200010】图7-3-2A.铅分子间的距离达到引力范围B.铅柱受到大气压力作用C.铅柱间存在万有引力作用D.铅柱间存在分子引力作用E.铅柱间的分子引力等于下方铅柱和钩码的总重力【解析】挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之间存在相互作用力的距离范围,铅柱不脱落的主要原因是分子之间的引力,故A、D、E正确,B、C 错误.【答案】ADE3.两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() 【导学号:11200011】A.一定增大B.一定减小C.可能增大D.可能减小E.一定变化【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.由图可知,分子间距离r在从无限小到无限大的区间内,分子力随r的增大是先减小后增大再减小,故C、D、E正确.【答案】CDE4.清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠,这一物理过程中,关于水分子间的作用力的说法不正确的是()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E.引力、斥力中斥力增大的更快【解析】因为空气中的水汽凝结成水珠时,分子间的距离变小,而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大.故D、E选项正确,其他选项符合题意.【答案】ABC5.关于分子间的相互作用力,以下说法中正确的是() 【导学号:11200012】A.当分子间距离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.分子间既存在引力也存在斥力,分子力是它们的合力C.分子力随分子间距离的变化而变化,当r>r0时,随着距离的增大,分子间的引力和斥力都增大,但引力比斥力增大得快,故分子力表现为引力D.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,但斥力比引力增大得快,故分子力表现为斥力E.当分子间的距离r>10-9 m时,分子间的作用力可以忽略不计【解析】分子间距离为r0时分子力为零,并不是分子间无引力和斥力,A 错误;当r>r0时,随着距离的增大,分子间的引力和斥力都减小,但斥力比引力减小得快,故分子力表现为引力,C错误.【答案】BDE6.有一种咸鸭蛋的腌制过程是将鸭蛋放在掺入食盐的泥巴里,经过很长一段时间泥巴干了后,鸭蛋也就成了咸鸭蛋.此鸭蛋的腌制过程下列说法不正确的是()图7-3-3A.布朗运动B.扩散C.分子间作用力D.热胀冷缩E.盐分子进入鸭蛋中【解析】食盐进入鸭蛋属于扩散现象.【答案】ACD7.下列说法正确的是()A.温度越高布朗运动就越激烈B.由水的摩尔体积和每个水分子的体积可估算出阿伏加罗常数C.在压缩气体时需对气体做功,这是因为气体分子间的斥力大于引力D.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和,说明分子间存在的引力E.固体和液体很难被压缩是因为斥力大于引力【解析】温度越高,布朗运动越激烈,A正确;对液体和固体可以由摩尔体积和每个分子的体积估算出阿伏加德罗常数,B正确;在压缩气体时需对气体做功是因为需要克服气体压强才能压缩,C错误;水和酒精混合后的体积小于原来体积之和说明分子间存在间隙,D错误.压缩固体和液体时,分子间的引力和斥力是同时存在的,只不过斥力大于引力,分子力表现为斥力,选项E正确;答案为A、B、E.【答案】ABE8.如图7-3-4所示,把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋下端,使玻璃板水平接触水面.如果你想使玻璃板离开水面,必须用比玻璃板重力__________的拉力向上拉橡皮筋,原因是水分子和玻璃的分子间存在__________作用.图7-3-4【解析】玻璃板接触水面,水分子与玻璃的分子间存在相互作用力,将玻璃板向上提时,分子间表现为引力,故此时向上的拉力比玻璃板的重力大.【答案】大引力[能力提升]9.(2016·南京高二检测)如图7-3-5所示,设有一分子位于图中的坐标原点O 处不动,另一分子可位于正x轴上不同位置处,图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小,两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变化的关系,e 为两曲线的交点,则下列说法不正确的是() 【导学号:11200013】图7-3-5A.ab线表示引力,cd线表示斥力,e点的横坐标约为10-15 mB.ab线表示斥力,cd线表示引力,e点的横坐标约为10-10 mC.ab线表示引力,cd线表示斥力,e点的横坐标约为10-10 mD.ab线表示斥力,cd线表示引力,e点的横坐标约为10-15 mE.ab线表示斥力,cd线表示引力,e点引力和斥力平衡【解析】由于分子间斥力的大小随两分子间距离变化比引力快,所以图中曲线ab表示斥力,cd表示引力,e点引力和斥力平衡,分子间距为r0,数量级为10-10 m,所以B、E选项正确,答案为A、C、D.【答案】ACD10.关于分子间相互作用力的以下说法不正确的是() 【导学号:11200014】A.分子间同时存在着引力和斥力,分子间斥力实质为电荷之间的库仑力,分子间引力实质为万有引力B.当分子间距离r=r0时,分子间的分子力为零,此时分子间没有相互作用力C.当r<r0时,r增大,分子间斥力、引力都增大,但斥力增加更快,故分子间作用力体现为斥力D.当r>r0时,r增大,分子间引力减小,斥力也减小,但斥力比引力减小得更快,故分子间作用力表现为引力,且分子力随着分子间距r的增大而先增大后减小直到为零E.分子间的平衡距离r0可以看做分子直径的大小,其数量级为10-10【解析】从本质上讲,分子力属于电荷之间的相互作用力,分子间的斥力主要是指不同分子的原子核所带的正电荷之间的库仑斥力,而分子间的引力则是不同分子的原子核所带的正电荷与电子所带的负电荷之间的库仑引力,与这两种电荷之间的相互作用力相比,分子之间的万有引力就显得微不足道了,即在研究分子的运动及其相互作用时,可以忽略它们之间的万有引力的影响.无论是分子间的引力还是斥力都随着分子间距离的减小而增大,随着分子间距离的增大而减小,只不过斥力比引力变化得快.由于分子力指的是分子间引力和斥力的矢量和,因而,当r=r0时,只是引力和斥力的矢量和为零(引力与斥力大小相等、方向相反),此时分子间的引力和斥力均不为零.当分子间距离r>10r0(即可认为此时r→∞)时,分子间的引力、斥力均趋近于零,这时才能说分子间无相互作用力.综上所述,本题正确答案为A、B、C.【答案】ABC11.玻璃破裂后对接在一起,不能恢复原状,但把破口处熔化后对接在一起,即能粘接成整体,怎样解释这个现象?【解析】直接对接的玻璃,接口处分子的距离较远,分子间的引力不发生作用,因此不能成为整体,破口处熔化后对接在一起,熔化的部分与两边分子的距离较近,各部分之间的分子引力发生作用,凝固后重新成为一个整体.这说明分子间的作用力是短程力,只有距离很近时才起作用.【答案】见解析12.最近几年出现了许多新的焊接方式,如摩擦焊接、爆炸焊接等.摩擦焊接是使焊件两个接触面高速地向相反方向旋转,同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力),瞬间就焊接成一个整体了,试用所学知识分析摩擦焊接的原理.【导学号:11200015】【解析】摩擦焊接是利用分子引力的作用.当焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力时,就可以使两个接触面上的大多数分子之间的距离达到或接近r0,从而使两个接触面焊接在一起,靠分子力的作用使这两个焊件成为一个整体.【答案】见解析小课堂:如何培养学生的自主学习能力?自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。
2018-2019学年人教版高中物理选修3-3 第七章分析动理论章节测试一、单选题1.下列现象中能说明分子间存在斥力的是()A. 气体的体积容易被压缩B. 液体的体积很难被压缩C. 走进中医院,中药的气味很容易被闻到D. 将破碎的玻璃用力挤在一起,却不能将它们粘合在一起2.我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作.PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm的悬浮颗粒物,其飘浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后对人体形成危害.矿物燃料燃烧排放的烟尘是形成PM2.5的主要原因.下列关于PM2.5的说法中正确的是()A. PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B. PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C. PM2.5的运动轨迹是由气流的运动决定的D. PM2.5必然有内能3.如图所示是描述分子引力与斥力随分子间距离r变化的关系曲线,根据曲线可知下列说法中错误的是()A. F引随r增大而增大B. F斥随r增大而减小C. r=r0时,F斥与F引大小相等D. F引与F斥随r增大而减小4.下列说法正确的是()A.布朗运动是固体小颗粒分子的无规则运动的反映B.分子势能随分子间距离的增大而增大C.气体分子的平均动能越大,则气体压强越大D.分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小5.如图所示,有关分子力和分子势能曲线的说法中,正确的是()A. 当r=r0时,分子为零,分子势能最小也为零B. 当r>r0时,分子力和分子势能都随距离的增大而增大C. 在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子力先做正功后做负功D. 在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子势能先增大,后减小,最后又增大6.下列说法正确的是()A. 布朗运动就是液体分子的热运动B. 在实验室中可以得到﹣273.15℃的低温C. 一定质量的气体被压缩时,气体压强不一定增大D. 热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体7.下列说法正确的是( )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8.有关分子的热运动和内能,下列说法不正确的是()A. 一定质量的气体,温度不变,分子的平均动能不变B. 物体的温度越高,分子热运动越剧烈C. 物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D. 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的二、多选题9.关于分子动理论即热力学定律的下列说法正确的是()A. 气体总是充满容器,说明气体分子间只存在斥力B. 对于一定质量的理想气体,温度升高,气体内能一定增大C. 温度越高布朗运动越剧烈,说明液体分子的运动与温度有关D. 物体内能增加,温度一定升高E. 热可以从高温物体传到低温物体10.如图所示为物体分子势能与分子间距离之间的关系,下列判断正确的是()A. 当r<r0时,r越小,则分子势能E p越大B. 当r>r0时,r越小,则分子势能E p越大C. 当r=r0时,分子势能E p最小D. 当r→∞时,分子势能E p最小11.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点时,处于平衡状态B. 乙分子在P点时,加速度最大C. 乙分子在Q点时,其动能为D. 乙分子的运动范围为三、填空题12.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N A,地面大气压强为P0,重力加速度大小为g.由此可估算得,地球大气层空气分子总数为________,空气分子之间的平均距离为________.13.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,已知一滴溶液中纯油酸的体积为V,配制的油酸溶液中,纯油酸与溶液体积之比为1:500,1mL溶液含250滴.那么一滴溶液中纯油酸的体积为V=________cm3;该实验中一滴油酸溶液滴在水面上,稳定后的面积为4×10﹣3m2,则油酸分子的直径为________ m.14.某房间,上午10时的温度为15℃,下午2时的温度为25℃,假定房间内气压无变化,则下午2时与上午10时相比较,房间内的单位时间内气体分子撞击墙壁单位面积的数目________四、实验探究题15.在“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40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水。
第七章 分子动理论本章概览三维目标认识分子动理论的基本观点,知道用油膜法估测分子大小的实验依据、知道阿伏加德罗常数的值及其意义培养用测定宏观量的方法去求出微观量大小的思维方法.了解分子运动速率的统计分布规律.认识温度是分子平均动能的标志.理解内能的概念. 能用分子动理论和统计观点解释气体压强.使学生了解本质决定现象的哲学观点,以及客观事物之间普遍联系的观点.理解温标的定义和实际运用.培养学生分析、解决问题的方法.理解分子动能和势能的概念.增强探索自然奥秘的兴趣和信心.入图片知识网络⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧+=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧>><<===-⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⨯----热传递做功式改变物体内能的两种方物态等体积温度分子数目决定因素叫物体的内能与分子势能的总和的动能物体中所有分子热运动意义物体的内能有关系分子势能与物体的体积变化的关系分子力做功与分子势能分子势能动的平均动能的标志温度是指物体分子热运分子动能内能热力学温标摄氏温标温度和温标热平衡定律热平衡热平衡与温度平衡态与状态参量温度和温标规律图线的合力分子力是指引力和斥力斥力同时存在引力分子间的相互作用力运动越激烈温度越高无规则永不停息运动特点布朗运动扩散实验依据则运动分子永不停息地做无规分子的热运动阿伏加德罗常数分子的质量分子的大小的物体是由大量分子组成分子理论斥引斥引斥引,,,:,::15.273)()(,,,10,,,,,1002.6:10:10:0001001232610K t T T t F F r r F F r r F F r r m r r F m ol kg m。
高中物理学习材料唐玲收集整理第七章 分子动理论全章复习学习目标: 1、掌握分子动理论的基本观点,知道阿伏加德罗常数的意义2、能通过实验测分子的大小3、理解内能的概念 一、知识整理: 1、 分子动理论2、温度和温标:3、内能:二、例题精讲:例1:一滴石油体积为10-3cm 3,把它滴在平静的湖面上,扩散成面积为2.5m 2的单分子层油膜,则石油的半径为多少?(2×10-10m )1)、________________________________. A:阿伏加德罗常是: 2)、________________________________. A:什么是扩散? B :什么是布朗运动? 3)、________________________________. 两个相邻分子间存在着相互作用的_____和_____,它们都随分子间距离增大而________。
1)热力学系统: 2)外界 3)状态参量: 4)平衡态: 5)热平衡: 6)热平衡定律: 7)温度: 8)温标: 9)热力学温标与摄氏温标的关系: 1) 分子动能: 影响因素:2) 分子势能: 影响因素:3)内能:分析:分子半径是分子直径的一半,而分子直径就是油膜的厚度,m s v d 10631045.21010---⨯=⨯== 所以r=2X10-10m例2、下列关于热力学温度的说法中,正确的是( )A .摄氏温度和热力学温度都可以取负值B .绝对零度是低温的极限,永远达不到C .-33℃=240.15 KD .1℃就是1 K三、本章检测:1、两个分子从靠近的不能再近的位置开始,使二者之间的距离逐渐增大,直到大于分子直径的10倍以上,这一过程中关于分子间的相互作用力的下述说法中正确的是( )A .分子间的引力和斥力都在减小B .分子间的斥力在减小,引力在增大C .分子间的作用力在逐渐减小D .分子间的作用力,先减小后增大,再减小到零2、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热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佛加德罗常数D .内能不同的物体,它们分子运动的平均动能可能相同.3、有甲乙两个分子,甲分子固定不动,乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近,直到不再靠近为止,在这整个过程中,分子势能的变化情况是 ( )A 、不断增大B 、不断减小C 、先增大后减小D 、先减小后增大.4、氢气和氧气的质量、温度都相同,在不计分子势能的情况下,下列说法正确的是( )A 、氧气的内能较大B 、氢气的内能较大.C 、两者的内能相等D 、氢气分子的平均速率较大.5、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 、分子之间的距离越小,F 引越小,F 斥越大,故表现为斥力D 、分子间距离越大,F 引越大,F 斥越小,故表现为引力6.在25℃左右的室内,将一只温度计从酒精中拿出,观察它的示数变化情况是( )A .温度计示数上升B .温度计示数下降C .温度计示数不变D .示数先下降后上升7、下列关于布朗运动的说法中正确的是( )A.将碳素墨水滴入清水中,观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映B.布朗运动是否显著与悬浮在液体中的颗粒大小无关C.布朗运动的激烈程度与温度有关D .微粒的布朗运动的无规则性,反映了液体内部分子运动的无规则性8、下面证明分子间存在引力和斥力的试验,错误的是( )A.两块铅压紧以后能连成一块,说明存在引力B.一般固体、液体很难被压缩,说明存在着相互排斥力C.拉断一根绳子需要一定大小的力说明存在着相互吸引力D.碎玻璃不能拼在一起,是由于分子间存在着斥力9、质量相等的氢气和氧气,温度相同,不考虑分子间的势能,则()A.氧气的内能较大B.氢气的内能较大C.两者内能相等D.氢气分子的平均动能较大10、以下说法中正确的是()A.温度低的物体内能小B.温度低的物体内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.以上说法都不对11、已知1摩尔的水质量0.018千克,求水分子质量.。
高中物理学习材料桑水制作单元测评(一) 分子动理论(时间:90分钟 满分:100分) 第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.)1.阿伏加德罗常数是N A mol -1,铜的摩尔质量是μkg/mol ,铜的密度是ρ kg/m 3,则下列说法不正确的是( )A .1 m 3铜中所含的原子数为ρN AμB .一个铜原子的质量是μN AC .一个铜原子所占的体积是μρN AD .1 kg 铜所含有的原子数目是ρN A解析:1 m 3铜所含有的原子数为n =m μ·N A =ρ·V ′μN A =ρN A μ,A 正确.一个铜原子的质量为m 0=μN A,B正确.一个铜原子所占的体积为V 0=V N A =μρN A ,C 正确.1 kg 铜所含原子数目为n =1μ·N A =N Aμ,D 错误.答案:D2.下列说法中正确的是 ( )A .热的物体中的分子有热运动,冷的物体中的分子无热运动B .气体分子有热运动,固体分子无热运动C .高温物体的分子热运动比低温物体的分子热运动激烈D .运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈解析:不论物体处于何种状态以及温度高低,分子都是不停地做无规则运动,只是剧烈程度与温度有关.答案:C3.甲、乙两杯水,水中均有颗粒在做布朗运动,经显微镜观察后,发现甲杯中的布朗运动比乙杯中的布朗运动激烈,则下列说法中正确的是( )A .甲杯中的水温高于乙杯中的水温B .甲杯中的水温等于乙杯中的水温C .甲杯中的水温低于乙杯中的水温D .条件不足,无法确定解析:布朗运动的激烈程度跟温度和颗粒大小有关系,故无法判断. 答案:D4.一般情况下,分子间同时存在分子引力和分子斥力;若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近为止,且甲分子固定不动,乙分子可自由移动,则去掉外力后,当乙分子运动到相距很远时,速度为v ,则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m)下列说法错误的是( )A .乙分子的动能变化量为12mv 2B .分子力对乙分子做的功为12mv 2C .分子引力比分子斥力多做了12mv 2的功D .分子斥力比分子引力多做了12mv 2的功解析:由动能定理可知A 、B 正确,乙分子远离过程中,分子斥力做正功,引力做负功,动能增加12mv 2,故斥力比引力多做12mv 2的功,C 错误,D 正确.答案:C5.一定质量的0 ℃的水在凝结成0 ℃的冰的过程中,体积变大,它内能的变化是( ) A .分子平均动能增加,分子势能减少 B .分子平均动能减小,分子势能增加 C .分子平均动能不变,分子势能增加 D .分子平均动能不变,分子势能减少解析:温度相同,分子的平均动能相同,体积改变,分子势能发生了变化.由于不清楚由水变成冰分子力做功的情况,不能从做功上来判断.从水变成冰是放出热量的过程,因此说势能减少,D 对.答案:D6.(多选题)两个原来处于热平衡状态的系统分开后,由于外界的影响,其中一个系统的温度升高了5 K ,另一个系统温度升高了5 ℃,则下列说法正确的是( )A .两个系统不再是热平衡系统了B .两个系统此时仍是热平衡状态C .两个系统的状态都发生了变化D .两个系统的状态没有变化解析:两个系统原来温度相同而处于热平衡状态,分开后,由于升高的温度相同,两者仍处于热平衡状态,新的热平衡状态下温度比以前升高了,两个系统的状态都发生变化.答案:BC7.容器中盛有冰水混合物,冰的质量和水的质量相等且保持不变,则容器内( ) A .冰的分子平均动能大于水的分子平均动能 B .水的分子平均动能大于冰的分子平均动能 C .水的内能大于冰的内能 D .冰的内能大于水的内能解析:冰水混合物温度为0 ℃,冰、水温度相同,故二者分子平均动能相同,A 、B 错;水分子势能大于冰分子势能,故等质量的冰、水内能相比较,水的内能大于冰的内能,C 对,D 错.答案:C8.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 点是引力最大处,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F cd ·L cd =F ac ·L ac ,所以F d >F b .故分子在d 点加速度最大.正确选项为D.答案:D9.实验室有一支读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20 ℃;在测一标准大气压下沸水的温度时,其读数为80 ℃.下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数,其中正确的是( )A .41 ℃ 60 ℃B .21 ℃ 40 ℃C .35 ℃ 56 ℃D .35 ℃ 36 ℃解析:此温度计每一刻度表示的实际温度为10080-20 ℃=53 ℃,当它的示数为41 ℃时,它上升的格数为41-20=21(格),对应的实际温度应为21×53℃=35 ℃;同理,当实际温度为60 ℃时,此温度计应从20开始上升格数6053=36(格),它的示数应为(36+20) ℃=56 ℃.答案:C10.(多选题)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的吸力,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.答案:BD11.下列说法中正确的是( )A.状态参量是描述系统状态的物理量,系统处于非平衡状态时各部分的参量不发生变化B.当系统不受外界影响,且经过足够长的时间,其内部各部分状态参量将会相同C.只有处于平衡状态的系统才有状态参量D.两物体发生热传递时,它们组成的系统处于平衡状态解析:处于非平衡状态的系统也有状态参量,而且参量会发生变化.经过足够长的时间,系统若不受外界影响就会达到平衡状态,各部分状态参量将会相同,故B项正确,A、C项错误,而处于热传递时系统处于非平衡状态,故D项错误.答案:B12.(多选题)有关温标的说法正确的是( )A.温标不同,测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的B .不同温标表示的温度数值不同,则说明温度不同C .温标的规定都是人为的,没有什么理论依据D .热力学温标是从理论上规定的解析:温标是温度的测量方法,不同温标下,同一温度在数值表示上可能不同,A 正确,B 错误;热力学温标是从理论上做出的规定,C 错误,D 正确.答案:AD第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、实验题(本题有2小题,共14分.请按题目要求作答)13.(6分)为保护环境和生态平衡,在各种生产活动中都应严禁污染水源.在某一水库中,一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶,速度为8 m/s ,导致油箱突然破裂,柴油迅速流入水中,从漏油开始到船员堵住漏油处共用1.5分钟.测量时,漏出的油已在水面上形成宽约为 a =100 m 的长方形厚油层.已知快艇匀速运动,漏出油的体积V =1.44×10-3m 3.(1)该厚油层的平均厚度D =__________;(2)该厚油层的厚度D 约为分子直径d 的________倍?(已知油分子的直径约为10-10m)解析:(1)油层长度L =vt =8×90 m =720 m 油层厚度D =V La =1.44×10-3720×100 m =2×10-8m(2)n =D d =2×10-810-10=200(倍).答案:(1) 2×10-8 m (3分) (2)200倍(3分)14.(8分)在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中, (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40 cm 2,则估测出油酸分子的直径为________ m.解析:(1)②由于一滴溶液的体积太小,直接测量时相对误差太大,应用微小量累积法减小测量误差. ③液面上不撒痱子粉时,滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜,油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败.(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得:d =V S =4.8×10-3×10-6×0.10%40×10-4m =1.2×10-9 m. 答案:(1)②在量筒中滴入N 滴溶液(2分) ③在水面上先撒上痱子粉(2分) (2)1.2×10-9(4分)三、计算题(本题有3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)15.(10分)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m 3和2.1 kg/m 3,空气的摩尔质量为0.029 kg/mol ,阿伏加德罗常数N A =6.02×1023mol -1.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ρ2和ρ1,一次吸入空气的体积为V ,则有Δn =()ρ2-ρ1VMN A ,代入数据得Δn =3×1022.(10分)答案:3×1022个16.(12分)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m 3,平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数N A=6.02×1023mol -1,取气体分子的平均直径为2×10-10 m .若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)解析:设气体体积为V 0,液体体积为V 1气体分子数n =ρV 0m N A ,V 1=n πd 36(或V 1=nd 3),(4分)则V 1V 0=ρ6m πd 3N A (或V 1V 0=ρmd 3N A ),(4分) 解得V 1V 0=1×10-4(9×10-5~2×10-4均可).(4分)答案:1×10-4(9×10-5~2×10-4均可)17.(16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/m 3的某种油,用滴管滴出一滴在水面上形成油膜,已知这滴油的体积为V =0.5×10-3cm 3,形成的油膜面积为S =0.7 m 2.油的摩尔质量M =0.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层,每个油分子看成球形,只需要保留一位有效数字,那么:(1)该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N A 的值是多少?(先列出计算式,再代入数据计算) 解析:(1)由d =VS可得:d =0.5×10-3×10-60.7m ≈7×10-10 m(4分)(2)每个油分子的体积V 0=16πd 3(3分)油的摩尔体积V mol =Mρ(3分)假设油是由油分子紧密排列而成的,有: N A =V mol V 0=6M πρd3(3分)代入数据可得N A ≈6×1023mol -1. (3分) 答案:(1)7×10-10m (2)见解析。
1 物体是由大量分子组成的[学科素养与目标要求]物理观念:1.知道物体是由大量分子组成的.2.知道分子的大小.3.知道阿伏加德罗常数及其意义. 科学思维:会用阿伏加德罗常数进行有关计算和估算,领会阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁.科学探究:通过油膜法估测油酸分子的大小,让学生经历“实验设计、现象分析、仪器使用”,体会估测法的巧妙.一、用油膜法估测分子的大小1.处理方法(1)理想化:认为油酸薄膜是由单层油酸分子紧密排列组成的,则油膜的厚度即为油酸分子的直径,如图1所示.图1(2)模型化:把油酸分子简化成球形.2.估算方法实验时测出一滴油酸的体积V ,再测出油膜的面积S ,估算出油膜的厚度,认为就是油酸分子的直径d =V S. 3.分子的大小一般分子大小的数量级是10-10 m.二、阿伏加德罗常数1.定义:1 mol 的任何物质所含有的粒子数.2.大小:在通常情况下取N A =6.02×1023 mol -1,在粗略计算中可以取N A =6.0×1023 mol -1.3.意义:阿伏加德罗常数是一个重要的常数.它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来,即阿伏加德罗常数N A 是联系宏观量与微观量的桥梁.1.判断下列说法的正误.(1)若撒入水中的痱子粉太多,会使油酸未完全散开,从而使测出的分子直径偏小.( × )(2)若滴在水面的油酸酒精溶液体积为V ,铺开的油膜面积为S ,则可估算出油酸分子直径为V S. ( × )(3)阿伏加德罗常数所表示的是1 g 物质内所含的分子数.( × )(4)所有分子的直径都相同.( × )2.已知水的摩尔质量是18 g/mol ,则一个水分子的质量约为________ kg.答案 3.0×10-26解析 m 0=18×10-36.0×1023 kg =3.0×10-26 kg.一、用油膜法估测分子的大小如图是用油膜法估测分子的大小时在水面上形成的油酸膜的形状.(1)实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液?(2)实验中为什么在水面上撒痱子粉(或细石膏粉)?(3)实验中可以采用什么方法测量油膜的面积?答案 (1)用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油酸,这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜.同时酒精易挥发,不影响测量结果.(2)撒痱子粉(或细石膏粉)后,便于观察所形成的油膜的轮廓.(3)运用数格子法测油膜面积,多于半个的算一个,少于半个的舍去.这种方法所取方格的单位越小,计算的面积误差越小.实验:用油膜法估测分子的大小 1.实验原理把一滴油酸(事先测出其体积V )滴在水面上,油酸在水面上形成油酸薄膜,将其认为是单分子层,且把分子看成球形.油膜的厚度就是油酸分子的直径d ,测出油膜面积S ,则油酸分子直径 d =V S. 2.实验器材配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、痱子粉(或细石膏粉)、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、坐标纸.3.实验步骤(1)用注射器取出按一定比例配制好的油酸酒精溶液,缓缓推动活塞,把溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积V 1时的滴数n ,算出一滴油酸酒精溶液的体积V ′=V 1n.再根据油酸酒精溶液中油酸的浓度η,算出一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积V =V ′η.(2)在水平放置的浅盘中倒入约2 cm 深的水,然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上,再用注射器将配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上.(3)待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板平放到浅盘上,然后用彩笔将油酸膜的形状描在玻璃板上.(4)将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油膜的面积S (以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位,计算轮廓范围内的正方形个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个).(5)根据测出的一滴油酸酒精溶液里纯油酸的体积V 和油酸薄膜的面积S ,求出油膜的厚度d ,则d 可看做油酸分子的直径,即d =V S. 4.注意事项(1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置,以免浓度改变,造成较大的实验误差.(2)实验前应注意检查浅盘是否干净,否则难以形成油膜.(3)浅盘中的水应保持平稳,痱子粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上.(4)向水面滴油酸酒精溶液时,应靠近水面,不能离水面太高,否则油膜难以形成.(5)待测油酸薄膜扩散后又会收缩,要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓.例1 (2018·宜春市期末)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 溶液中有纯油酸0.2 mL ,用量筒和注射器测得1 mL 上述溶液有80滴,用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,画出油酸薄膜的轮廓如图2所示,图中正方形小方格的边长为1 cm.(结果均保留两位有效数字)图2(1)油酸薄膜的面积是________ m 2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______ m 3.(3)根据上述数据,估测出油酸分子的直径是________ m .(结果保留两位有效数字)(4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小,可能是由于________.A .油酸未完全散开B .油酸酒精溶液中含有大量酒精C .计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D .在向量筒中滴入1 mL 油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴答案 (1)4.0×10-3 (2)2.5×10-12 (3)6.3×10-10 (4)D解析 (1)由于每个小方格边长为1 cm ,则每一个小方格的面积就是1 cm 2,数出在油膜轮廓范围内的格子数(超过半格的以一格计算,小于半格的舍去)为40个,则油酸薄膜的面积S =40 cm 2=4.0×10-3 m 2.(2)由题意知,80滴油酸酒精溶液的体积为1 mL ,且油酸酒精溶液的体积分数为0.02%,故每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V 0=V N ×0.02%=180×0.02%×10-6 m 3=2.5×10-12 m 3. (3)油酸分子直径d =V 0S =2.5×10-124.0×10-3m ≈6.3×10-10 m. (4)计算油酸分子直径的公式是d =V S,V 是纯油酸的体积,S 是油膜的面积.若水面上痱子粉撒得较多,油酸未完全散开,即油膜没有充分展开,则测量的面积S 偏小,导致计算结果偏大,A 错误;大量的酒精更易使油酸分子形成单分子层薄膜,会使测量结果更精确,B 错误;若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,S 将偏小,计算结果将偏大,C 错误;若在向量筒中滴入1 mL 油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴,则计算所得的V 偏小,故d 偏小,D 正确.针对训练 (2019·上海市嘉定区期末)在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中(1)实验简要步骤如下:A .将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数,再根据方格的边长求出油膜的面积SB .将一滴油酸酒精溶液滴在水面,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C .用浅盘装入约2 cm 深的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上D .取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的油酸酒精溶液E .根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积VF .用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数G .由V S得到油酸分子的直径d 上述实验步骤的合理顺序是________________.(填写字母编号)(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形,在水面形成单分子油膜”,体现的物理思想方法是______________________________________________________________________.(3)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL 上述溶液为75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图3所示,坐标中正方形方格的边长为1 cm ,由此可估测油酸分子的直径是_____ m . (保留一位有效数字)图3答案 (1)CDFEBAG(或DFECBAG) (2)理想模型法 (3)6×1010解析 (1)实验步骤为:将配制好的油酸酒精溶液,通过量筒测出1滴此溶液的体积.然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上,等待形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油酸膜的形状,将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,按不足半个舍去,多于半个的算一个,统计出油酸薄膜的面积.则用1滴此溶液中纯油酸的体积除以1滴此溶液形成的油酸薄膜的面积,恰好就是油酸分子的直径.故实验步骤的合理顺序为CDFEBAG(或DFECBAG);(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形,在水面形成单分子油膜”,体现的物理思想方法是理想模型法; (3)由题图可知,油膜所占方格数为130个,则油膜的面积:S =130×1×1 cm 2=130 cm 2;每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积:V =175×6104 mL =8×10-6 mL 油酸分子的直径:d =V S =8×10-6 cm 3130 cm 2≈6×10-8 cm =6×10-10 m.二、阿伏加德罗常数(1)1 mol 的物质内含有多少个分子?用什么表示?(2)若某种物质的摩尔质量为M ,摩尔体积为V ,则一个分子的质量为多大?假设分子紧密排列,一个分子的体积为多大?(已知阿伏加德罗常数为N A )(3)V mol =N A V 0(V 0为一个分子的体积,V mol 为摩尔体积),对于任何物质都成立吗? 答案 (1)6.02×1023个 N A (2)M N A V N A(3)V mol =N A V 0仅适用于固体和液体,不适用于气体.阿伏加德罗常数的应用1.N A 的桥梁和纽带作用阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的一座桥梁.它把摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、物体的体积V 、物体的密度ρ等宏观量,跟单个分子的质量m 0、单个分子的体积V 0等微观量联系起来,如图4所示.图4其中密度ρ=m V =M mol V mol ,但要切记对单个分子ρ=m 0V 0是没有物理意义的. 2.常用的重要关系式(1)分子的质量:m 0=M mol N A. (2)分子的体积:V 0=V mol N A =M mol ρN A(适用于固体和液体). 注意:对于气体分子V mol N A只表示每个分子所占据的空间.(3)质量为m 的物体中所含有的分子数:n =mN A M mol . (4)体积为V 的物体中所含有的分子数:n =VN A V mol. (5)分子的直径①对于液体和固体,分子间距离比较小,可以认为分子是一个挨着一个紧密排列的球体,由V 0=V mol N A 及V 0=16πd 3可得:d =36V mol πN A. ②对于气体,分子间距很大,一般建立立方体模型.将每个气体分子看成一个质点,气体分子位于立方体中心,如图5所示,则立方体的边长即为分子间距.由V 0=V mol N A及V 0=d 3可得:d =3V mol N A.图5例2 (多选)若以μ表示氮气的摩尔质量,V 表示在标准状况下氮气的摩尔体积,ρ是在标准状况下氮气的密度,N A 为阿伏加德罗常数,m 、v 分别表示每个氮气分子的质量和体积,下面四个关系式中正确的是( )A .N A =VρmB .ρ=μN A vC .m =μN AD .v =V N A答案 AC解析 摩尔质量μ=mN A =ρV ,故N A =Vρm ,m =μN A,故A 、C 正确;氮气分子间距离很大,N A v 并不等于摩尔体积V ,故B 、D 错误.例3 在标准状况下,有体积为V 的液态水和体积为V 的可认为是理想气体的水蒸气,已知液态水的密度为ρ,阿伏加德罗常数为N A ,液态水的摩尔质量为M A ,在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V A ,问:(1)它们中各有多少水分子?(2)它们中相邻两个水分子之间的平均距离各为多少?答案 见解析解析 (1)体积为V 的液态水,质量为m =ρV ①分子个数为N =m M AN A ②联立①②式可得N =ρV M AN A ③ 对体积为V 的水蒸气,分子个数为N ′=V V AN A (2)设液态水相邻的两个水分子之间平均距离为d ,将水分子视为球体,每个水分子的体积为V 0=V N =16πd 3④ 联立③④式可得d =36M A ρN A π⑤ 设水蒸气中相邻的两个水分子之间平均距离为d ′,将水分子占据的空间视为立方体,每个水蒸气分子的体积V 0′=V N ′=d ′3⑥ 解得d ′=3V A N A.1.(用油膜法估测分子的大小)在“用油膜法估测分子大小”的实验中, (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在浅盘内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;④在浅盘上覆盖透明玻璃,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4.8×10-3 mL ,其形成的油膜面积为40 cm 2,则估测出油酸分子的直径为________ m.答案 (1)②在量筒中滴入N 滴溶液,测出其体积;③在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉)再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定 (2)1.2×10-9解析 (1)②在量筒中直接测量一滴油酸酒精溶液的体积误差太大,应先用累积法测出N 滴该溶液体积,再求出一滴的体积;③油酸在水面上形成的油膜形状不易观察,可在水面上先撒上痱子粉(或细石膏粉),再滴油酸酒精溶液,稳定后就呈现出清晰轮廓.(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V =4.8×10-3×0.10%×10-6 m 3=4.8×10-12 m 3,故油酸分子直径d =V S =4.8×10-1240×10-4 m =1.2×10-9 m.2.(用油膜法估测分子的大小)(2018·济南市模拟)某实验小组在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,所用的油酸酒精溶液的体积分数为0.1%,1 mL 上述溶液有50滴,实验中用滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴.图6(1)该实验中的理想化假设是________.A .将油膜看作单分子层薄膜B .不考虑油酸分子间的间隙C .不考虑油酸分子间的相互作用力D .将油酸分子看成球形(2)实验中描出油酸薄膜轮廓如图6所示,已知每一个正方形小方格的边长为2 cm ,则该油酸薄膜的面积为________ m 2.(结果保留一位有效数字)(3)经计算,油酸分子的直径为________ m .(结果保留一位有效数字)答案 (1)ABD (2)3×10-2 (3)7×10-10解析 (1)用油膜法测量分子的直径,不考虑分子间的间隙,将油膜看成单分子层薄膜,将油酸分子看成球形.故选A 、B 、D.(2)由于每个小方格的边长为2 cm ,则每一个小方格的面积就是4 cm 2,估算油膜面积时超过半格的按一格计算,小于半格的舍去,由题图所示,可估算出油酸薄膜占75格,则油酸薄膜面积S =75×4 cm 2=300 cm 2=3×10-2 m 2.(3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积V =150×0.1% mL =2×10-5 mL =2×10-11 m 3 则油酸分子的直径d =V S =2×10-113×10-2m ≈7×10-10 m. 3.(阿伏加德罗常数的应用)(2017·徐州市模拟)已知氧气分子的质量m =5.3×10-26 kg ,标准状况下氧气的密度ρ=1.43 kg/m 3,阿伏加德罗常数N A =6.02×1023 mol -1,求:(1)氧气的摩尔质量;(2)标准状况下氧气分子间的平均距离;(3)标准状况下1 cm 3的氧气中含有的氧气分子数.(以上计算结果均保留两位有效数字) 答案 (1)3.2×10-2 kg/mol (2)3.3×10-9 m (3)2.7×1019个解析 (1)氧气的摩尔质量为M =N A m =6.02×1023×5.3×10-26 kg/mol ≈3.2×10-2 kg/mol.(2)标准状况下氧气的摩尔体积V =M ρ,所以每个氧气分子所占空间体积V 0=V N A =M ρN A,而每个氧气分子占有的体积可以看成是棱长为a 的立方体,即V 0=a 3,则a 3=M ρN A,故 a =3M ρN A =3 3.2×10-21.43×6.02×1023 m ≈3.3×10-9 m. (3)1 cm 3氧气的质量为m ′=ρV ′=1.43×1×10-6 kg =1.43×10-6 kg则1 cm 3氧气中含有的氧气分子个数N =m ′m =1.43×10-65.3×10-26 个≈2.7×1019个.一、选择题考点一 用油膜法估测分子的大小1.(多选)(2019·武汉市部分学校高三起点调研)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,下列做法正确的是( )A .用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的体积是1 mL ,则1滴溶液中含有油酸10-2 mLB .往浅盘里倒入适量的水,再将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上C .用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,同时将玻璃板放在浅盘上,并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状D .将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓范围内正方形的个数,并求得油膜的面积E .根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜厚度d =V S,即油酸分子的大小答案 BDE解析 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的体积是1 mL ,则1滴油酸酒精溶液的体积是10-2 mL ,含有油酸的体积小于10-2 mL ,选项A 错误;往浅盘里倒入适量的水,再将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上,选项B 正确;用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,同时将玻璃板放在浅盘上,待油酸在水面上散开稳定后,在玻璃板上描下油酸膜的形状,选项C 错误;将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓范围内正方形的个数,并求得油膜的面积,选项D 正确;根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V 和油膜面积S 就可以算出油膜厚度d =VS ,即油酸分子的大小,选项E正确.2.某种油剂的密度为8×102 kg/m 3,取这种油剂0.8 g 滴在水面上,最后形成油膜的最大面积约为( ) A .10-10m 2 B .104 m 2 C .1010 cm 2 D .104 cm 2答案 B解析 由d =V S ,得S =V d =mρd =8×10-48×102×10-10 m 2=104 m 2,故B 正确.3.(多选)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,若已知油滴的摩尔质量为M (单位为kg/mol),密度为ρ(单位为kg/m 3),油滴质量为m (单位为kg),油滴在水面上扩散后的最大面积为S (单位为m 2),阿伏加德罗常数为N A (单位为mol -1),那么( ) A .油滴分子直径d =MρSB .油滴分子直径d =mρSC .油滴所含分子数N =Mm N AD .油滴所含分子数N =mM N A答案 BD解析 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,认为油膜的厚度为分子直径,油滴的质量为m ,密度为ρ,油滴在水面上扩散后的最大面积为S ,则油滴的体积为V =mρ,油滴分子直径为d =V S =m ρS ,选项B 正确,A 错误;油滴的物质的量为m M ,油滴所含分子数为N =mMN A ,选项D正确,C错误.考点二分子的大小4.(多选)关于分子,下列说法中正确的是()A.分子看成小球是分子的简化模型,实际上,分子的形状并不真的都是小球B.所有分子大小的数量级都是10-10 mC.“物体是由大量分子组成的”,其中“分子”只包含分子,不包括原子和离子D.分子的质量是很小的,其数量级一般为10-26 kg答案AD解析将分子看成小球是为研究问题方便而建立的简化模型,故A选项正确;一些有机物的分子大小的数量级超过10-10m,故B选项错误;“物体是由大量分子组成的”,其中“分子”是分子、原子和离子的统称,故C选项错误;分子质量的数量级一般为10-26 kg,故D 选项正确.5.纳米材料具有很多优越性,有着广阔的应用前景.边长为1 nm的立方体,可容纳液态氢分子(其直径约为10-10 m)的个数最接近于()A.102个B.103个C.106个D.109个答案 B解析 1 nm=10-9 m,则边长为1 nm的立方体的体积V=(10-9)3 m3=10-27 m3;将液态氢分子看成边长为10-10 m的小立方体,则每个氢分子的体积V0=(10-10)3 m3=10-30 m3,所以可容纳的液态氢分子的个数N=VV0=103个.液态氢分子可认为分子是紧挨着的,其空隙可忽略,对此题而言,建立立方体模型比球形模型运算更简洁.6.已知在标准状况下,1 mol氢气的体积为22.4 L,氢气分子间距约为()A.10-9 m B.10-10 m C.10-11 m D.10-8 m答案 A解析在标准状况下,1 mol氢气的体积为22.4 L,则每个氢气分子占据的体积V0=VN A=22.4×10-36.02×1023m3≈3.72×10-26 m3.按立方体估算,则每个氢气分子所占据体积的边长:a=3V0=33.72×10-26m≈3.3×10-9 m,故选A.考点三阿伏加德罗常数的应用7.(多选)某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m 0和V 0,则阿伏加德罗常数N A 可表示为( ) A .N A =VV 0B .N A =ρV m 0 C .N A =M m 0D .N A =M ρV 0答案 BC解析 气体的体积是指气体所充满的容器的容积,它不等于气体分子个数与每个气体分子体积的乘积,所以A 、D 错误.由质量、体积、密度关系可推知B 、C 正确.8.(多选)阿伏加德罗常数是N A (单位为mol -1),铜的摩尔质量为M (单位为g/mol),铜的密度为ρ(单位为kg/m 3),则下列说法正确的是( ) A .1 m 3铜所含的原子数目是ρN AMB .1个铜原子的质量是MN AC .1个铜原子占有的体积是M ρN AD .1 g 铜所含有的原子数目是ρN A 答案 ABC解析 1 m 3铜含有的原子数为N A V mol ,根据ρ=M V mol ,得N A V mol =ρN AM ,选项A 正确;1个铜原子的质量为m =M N A ,选项B 正确;1个铜原子占有的体积为V mol N A ,因为ρ=M V mol ,所以V mol N A =MρN A ,选项C 正确;1 g 铜所含有的原子数目为N AM ≠ρN A ,选项D 错误.9.根据下列哪组物理量,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 答案 B解析 根据气体分子间的平均距离d 的表达式d =3V 0=3MρN A,对照4个选项的条件,可知选项B 正确.10.(2019·敦煌中学一诊)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3),摩尔质量为m mol (单位为g/mol),阿伏加德罗常数为N A (单位为mol -1),已知1克拉=0.2 g ,则( )A .a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×103a N Am molB .a 克拉钻石所含有的分子数为aN Am molC .每个钻石分子直径的表达式为36m mol ×10-3N A ρπ(单位为m)D .每个钻石分子直径的表达式为36m molN A ρπ(单位为m) 答案 C解析 a 克拉钻石的物质的量为:n =0.2a m mol ,所含的分子数为:N =nN A =0.2aN Am mol,故A 、B 错误;钻石的摩尔体积为:V =m mol ×10-3ρ,每个钻石分子体积为:V 0=V N A =m mol ×10-3ρN A,设钻石分子直径为d ,则:V 0=43π(d2)3,由上述公式可求得:d =36m mol ×10-3N A ρπ(单位为m),故C正确,D 错误. 二、非选择题11.(2019·海安高级中学月考)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,1 mL 的油酸中加入酒精,直到总量达到1 000 mL ,配制成油酸酒精溶液,1 mL 溶液通过滴管实验测得为80滴,取1滴溶液滴在撒有痱子粉的浅水槽中,待油酸界面稳定后测得油膜面积为260 cm 2. (1)试估算油酸分子的直径________.(结果保留一位有效数字)(2)按照一定比例配制的油酸酒精溶液置于一个敞口容器中,如果时间偏长,会影响分子尺寸测量结果,原因是_______________________________________________________. 答案 (1)5×10-10m (2)酒精挥发使得溶液中油酸浓度变大解析 (1)测得油膜面积为S =260 cm 2=2.6×10-2 m 2,每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为:V =11 000×180 mL =1.25×10-11 m 3.油酸分子的直径:d =V S =1.25×10-112.6×10-2 m ≈5×10-10 m. (2)油酸酒精溶液置于一个敞口容器中,如果时间偏长,酒精挥发,导致油酸浓度增大,因此分子直径测量结果比实际偏小.12.(2018·湖北省部分重点中学高二下期中)下面介绍了两种测量分子大小的方法: (1)先用移液管量取0.30 mL 油酸,倒入标注300 mL 的容量瓶中,再加入酒精后得到300 mL的溶液.然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入200滴溶液,溶液的液面刚好达到量筒中1 mL 的刻度,再用滴管吸取配好的油酸酒精溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图1所示.坐标格的正方形大小为1 cm ×1 cm.由图可以估算出油膜的面积是______ cm 2(保留两位有效数字),由此估算出油酸分子的直径是________ m(保留一位有效数字).图1 图2(2)如图2是用离子显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片.这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.45×10-8 m 的圆周而组成的.由此可以估算出铁原子的直径约为________ m .(结果保留两位有效数字) 答案 (1)65 8×10-10(2)9.5×10-10解析 (1)由图示油膜可知,油膜的面积:S =65×1 cm ×1 cm =65 cm 2;1滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为:V =0.30300×200 mL =5×10-6 mL =5×10-6 cm 3,油酸分子的直径为:d =V S =5×10-665cm ≈8×10-8 cm =8×10-10 m.(2)48个铁原子组成一个圆,圆的周长等于48个原子直径之和,则铁原子的直径d =C n =πdn =3.14×1.45×10-848m ≈9.5×10-10 m.13.(2018·银川市期末)已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3,水的摩尔质量M =1.8×10-2 kg/mol ,阿伏加德罗常数N A =6.0×1023 mol -1,试估算1 g 水中含有的水分子个数和水分子的直径.(结果均保留1位有效数字) 答案 3×1022个 4×10-10m解析 1 g 水中含有的水分子个数N =m M ·N A =1.0×10-31.8×10-2×6.0×1023个≈3×1022个一个水分子的体积V =M ρN A =MρN A根据球的体积公式,有V =16πd 3联立解得d =36MπρN A=36×1.8×10-23.14×1.0×103×6.0×1023 m ≈4×10-10 m.14.(2017·武汉市联考)教育部办公厅和卫生部办公厅联合发布了《关于进一步加强学校控烟工作的意见》(以下简称《意见》).《意见》中要求,教师在学校的禁烟活动中应以身作则、带头戒烟,通过自身的戒烟,教育、带动学生自觉抵制烟草的诱惑.试估算一个高约2.8 m 、面积约10 m 2的两人办公室,若只有一人吸了一根烟,在标准状况下,空气的摩尔体积为22.4×10-3 m 3/mol ,可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积,阿伏加德罗常数为N A =6.02×1023 mol -1,求:(结果均保留两位有效数字,人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300 cm 3,一根烟大约吸10次)(1)估算被污染的空气分子间的平均距离;(2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子. 答案 (1)7.0×10-8 m (2)8.7×1017个解析 (1)吸烟者吸完一根烟吸入气体的总体积为10×300 cm 3 含有的空气分子数为n =10×300×10-622.4×10-3×6.02×1023个≈8.1×1022个 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 8.1×102210×2.8个/m 3≈2.9×1021个/m 3每个被污染的空气分子所占体积为V =12.9×1021m 3 所以被污染的空气分子间的平均距离为L =3V ≈7.0×10-8 m.(2)不吸烟者一次吸入被污染的空气分子数约为2.9×1021×300×10-6个=8.7×1017个.。
第七章 分子动理论一、阿伏加德罗常数的有关计算阿伏加德罗常数N A 是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁,在已知宏观物理量的基础上往往可借助N A 计算出某些微观物理量,有关计算主要有:1.计算分子质量m 0=错误!。
2.计算一个分子所占据的体积V 0=错误!.3.若物体是固体或液体,可估算出分子直径d = 错误!。
4.估算分子间距d =错误!,这对气体、固体、液体均适用.5.计算物体的分子数N ,N =N A VV mol =错误!N A 。
例1空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水,经排水管排走,空气中水分越来越少,人会感觉干燥.某空调工作一段时间后,排出液化水的体积V =1.0×103cm3.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数N A=6.0×1023mol-1.试求:(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N;(2)一个水分子的直径d.答案(1)3×1025个(2)4×10-10m解析(1)水的摩尔体积为V mol=错误!=错误!m3/mol=1.8×10-5m3/mol,水分子数:N =错误!=错误!≈3×1025(个).(2)建立水分子的球模型有错误!=错误!πd3,可得水分子直径:d=错误!=错误!m≈4×10-10 m。
二、关于布朗运动的问题对布朗运动需弄清四个问题:1.谁在动:液体(气体)中的固体小微粒,不是液体(气体)分子,也不是固体小微粒中的分子.2.为什么动:液体(气体)分子对固体小微粒撞击不平衡.3.动的特点:(1)微粒越小,温度越高,越明显.(2)永不停息,无规则.4.说明了什么:间接反映了液体(气体)分子无规则的热运动.例2关于布朗运动,下列说法正确的是()A.悬浮在液体或气体中的小颗粒的运动就是分子的运动B.布朗运动反映了液体或气体分子的无规则运动C.温度越低,布朗运动越明显D.小颗粒越小,布朗运动越明显答案BD三、有关分子力、分子势能的问题1.分子间有相互作用的引力和斥力,当分子间距离变化时,分子力做功,从而引起分子势能的变化.2.分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增加,r =r 0时,分子势能最小. 例3 如图1所示为物体分子间相互作用力与分子间距离之间的关系.下列判断中正确的是( )图1A .当r 〈r 0时,r 越小,则分子势能E p 越大B .当r 〉r 0时,r 越小,则分子势能E p 越大C .当r =r 0时,分子势能E p 最小D .当r →∞时,分子势能E p 最小答案 AC解析 当r 〈r 0时,分子力表现为斥力,r 减小时分子力做负功,分子势能增大;当r >r 0时,分子力表现为引力,r 减小时分子力做正功,分子势能减小;当r =r 0时,分子力为零,分子势能最小;当r →∞时,分子势能为零,但不是最小.故正确答案为A 、C.四、实验:用油膜法估测分子的大小1.原理:油酸在水面上形成一层单分子薄膜,如图2所示,油膜的厚度等于分子直径:d =VS.图22.分子直径的数量级:10-10 m 。
第七章分子动理论抛砖引玉本单元内容是研究微观的现象,这是一个全新的领域,其研究方法与研究机械运动是全然不同的。
它的研究对象就不能像机械运动只研究某个物体或是由少数物体组成的物体系统,而是研究数目庞大的分子;研究的内容也不能像机械运动那样简单,只研究物体受力后其运动的规律,而是研究分子间复杂的相互作用、分子运动与热现象的关系、物体三种状态的性质及物体三态变化的规律等;研究方法也不同,因为是研究大量分子运动的表征,所以研究方法采用统计学的方法,以物体中分子集体运动的统计规律去描述物体分子运动的规律。
这些可以在本单元开始研究前就做好铺垫,本单元研究完后,再做一个对比性的分析,使学生初步了解统计物理学的研究方法。
因为我们研究的都是一些微观的现象,学生理解起来比较困难,所以在讲解的过程中,最好多通过一些实验和生活中的实例去引导学生理解,有条件的学校还可开发一些计算机软件辅助教学。
在介绍油膜去测阿伏加德罗常数时,可做一个演示实验,使学生知道实验的方法,最后引导学生课下去做。
这里关键是使学生明白油滴靠重力的作用,它在水平面上缓慢摊开,为了减小摊开的面积,用油的体积要尽量的小,为达此目的,可将一滴油溶入一较大体积的溶剂中,然后以这样的溶液一滴滴滴在水面上,可得一较小面积的油面,即可测量其面积。
实验可按以下方法做:〔1〕用有刻度的移液管吸取1ml油酸,令其一滴滴地滴出,看共有多少滴。
假设为a滴。
〔2〕将一滴油酸溶入酒精,制成20ml的油酸酒精溶液。
再用移液管吸取1ml该溶液、看能滴几滴。
假设为b滴。
〔3〕取1滴该溶液滴在水面上,静置一天后测出油面的面积。
一滴该溶液含油酸的体积:320/1cmbav⨯=最后要向学生交待,这个实验测出的结果只是表示了分子的一个粗略的数量观念,反映了分子所占有的空间。
在做酒精和水混合的实验时,先把加点红色的水灌下去,而后将酒精沿管壁缓慢注入,混合前酒精与水的体积比为52:48,实验效果较好。
一、单选题人教版物理选修3-3第七章分子动理论单元测试题1. 甲、乙两物体接触时,甲向乙传递热量的原因是( )A .甲的质量比乙大B .甲的比热容比乙大C .甲的热量比乙大D .甲的温度比乙高2. 分子的热运动是指( )A .扩散现象B .热胀冷缩现象C .分子永不停息地作无规则运动D .布朗运动3. 关于分子的动能,下列说法中正确的是( )A .温度相同时,不同物质的分子平均动能相同B .温度相同时,不同物质的分子平均速率相同C .温度相同时,只有同种物质的分子平均动能才相同D .温度升高时,物体每一个分子的平均动能都一定增大A .布朗运动就是液体分子的无规则运动下列说法中正确的是()4.⼈教版物理选修3-3第七章分⼦动理论单元测试题B.固体不容易被压缩是因为分子间只存在斥力C.内燃机可以把内能全部转化为机械能D.给物体加热,物体的内能不一定增加5. 关于分子势能,下列说法正确的是()A.物体体积增大,分子势能一定增大B.气体分子的距离增大,分子间的势能减小C.分子间表现为引力时,距离越小,分子势能越大D.分子间表现为斥力时,距离越小,分子势能越大6. 雨滴下落,温度逐渐升高,在这个过程中,下列说法中正确的是()A.雨滴内分子的势能都在减小,动能在增大B.雨滴内每个分子的动能都在不断增大C.雨滴内水分子的平均速率不断增大D.雨滴内水分子的势能在不断增大7. 水压机是利用液体来传递压强的.水压机工作时,水分子间()A.只有斥力B.只有引力C.既有引力也有斥力,但分子力表现为引力D.既有引力也有斥力,但分子力表现为斥力8. 关于物体的内能,下列说法中正确的是 ( )A.机械能可以为零,但内能永远不为零B.温度相同、质量相同的物体具有相同的内能C.物体的温度越高,内能越大D.0 °C的冰的内能与等质量的0 °C的水的内能相等9. 关于布朗运动,正确的是()A.固体小颗粒做布朗运动说明了固体小颗粒内部的分子不停的做无规则运动B.液体的温度越低,悬浮小颗粒的运动越缓慢,当液体的温度降为零摄氏度时,固体小颗粒的运动就会停止C.被冻结在冰块中的小碳粒,不能做布朗运动是因为冰中的水分子不运动D.固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞引起的10. 在下列事例中,不属于分子运动的是A.一阵风吹来,刮得尘土满天飞扬B.将糖加入开水中,使之成为甜水C.用食盐将青菜腌制成咸菜D.走进厨房,闻到一股饭菜香味11. 把冰分子看成球体,不计冰分子间空隙,则由冰的密度可估算冰分子直径的数量级是A.m B.m C.m D.m12. 下列陈述中,和分子热运动有关的是()①酒好不怕巷子深②月亮在白莲花般的云朵里穿行③花香扑鼻④影动疑是玉人来.A.①②B.②③C.③④D.①③13. 当两个分子之间的距离为r0时,正好处于平衡状态.下面关于分子间相互作用的引力和斥力的说法中,正确的是()A.两分子间的距离小于r0时,它们之间只有斥力作用B.两分子间的距离大于r0时,它们之间只有引力作用C.两分子间的距离小于r0时,它们之间既有引力又有斥力的作用,而且斥力大于引力D.两分子间的距离等于r0时,它们之间既无引力也无斥力的作用14. 如图所示,用F表示两分子间的作用力,E p表示分子间的分子势能,在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中( )A.F不断增大,E p不断减小B.F先增大后减小,E p不断减小C.F不断增大,E p先增大后减小D.F、E p都是先增大后减小15. .下列说法正确的是( )A.熔融的铁块化成铁水的过程中,温度不变,内能也不变B.物体运动的速度增大,则物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大C.A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B,这说明物体A的内能大于物体B的内能D.A、B两物体的温度相同时,A、B两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同16. 下列关于内能与热量的说法中,正确的是( )A.马铃薯所含热量高B.内能越大的物体热量也越多C.热量总是从内能大的物体流向内能小的物体D.热量总是从温度高的物体流向温度低的物体17. 下列关于分子运动和热现象的说法中正确的是()A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽,其分子之间的势能不变C.对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它的内能一定增大D.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增大二、多选题18. 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下列说法正确的是( )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19. 将液体分子看做是球体,且分子间的距离可忽略不计,则已知某种液体的摩尔质量μ,该液体的密度ρ以及阿伏加德罗常数N A ,可得该液体分子的半径为( )A .B .C .D .20. 下面关于分子间的相互作用力的说法正确的是( )A .分子间的相互作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关.当分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用;当分子间距离较小时就只有相互推斥的作用B .分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的C .温度越高,分子间的相互作用力就越大D .分子间的引力和斥力总是同时存在的21. 用表示分子间的距离,E P 表示分子势能,用表示分子引力与斥力平衡时的分子间距,设时,E P =0,则:( )A .当时,E P 随着的增加而增大B .当时,E P 随着的减小而增大C .当时,E P 不随的变化而变化D .当时,E P 最小且E P最小值为B .混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动A .混合均匀主要是由于碳粒受重力作用22.墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是( ).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23. 下列说法哪些是正确的()A.水的体积很难被压缩,这是分子间存在斥力的宏观表现B.气体总是很容易充满容器,这是分子间存在斥力的宏观表现C.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,这是分子间存在引力的宏观表现D.两个相同的半球壳吻合接触,中间抽成真空(马德堡半球),用力很难拉开,这是分子间存在引力的宏观表现24. 奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气煤(内有液态丙烷),稳压装置和燃烧器三部分组成,当稳压阀打开以后,燃气以气态形式从气罐里出来,经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧,以下说法中正确的是()A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少C.燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用D.若将两个丙烷气体分子从远处逐渐靠近,直到不能再靠近为止的过程中,分子间相互作用的合力先变大、后变小,再变大25. 当物质分子间距离为r0时,恰好分子间作用力为零,以下说法中正确的是( )A.当分子间距离由r0增大到10r0的过程中,分子间作用力逐渐变大B.当分子间距离由r0增大到10r0的过程中,分子间的作用力逐渐减小C.当分子间距离由r0增大到10r0的过程中,分子间的引力逐渐变小D.当分子间距离由r0增大到10r0的过程中,分子间的斥力逐渐变小26. 关于分子间作用力,下列说法中正确的是( )A.当分子间的距离为r0时,它们之间既没有引力,也没有斥力B.分子间引力和斥力都随它们之间的距离的增大而减小C.分子间的距离大于r0时,分子间只有引力D.分子间的平衡距离r0,可以看做分子直径的大小,其数量级为10-10 m27. 设某种物质的摩尔质量为μ,分子间平均距离为d,已知阿伏伽德罗常量为N A,则该物质的密度ρ可表示为( ) A.B.C.D.。
第7章分子动理论
1.下列关于物体内能和机械能的说法正确的是( )
A.物体的内能大,则机械能也一定大
B.一切物体都具有内能
C.物体静止时物体的内能为零
D.内能是物体的机械能的另一种说法
解析:内能和机械能是两种不同形式的能,二者没有必然的联系,A、C、D错误;由于分子永不停息地做无规则运动,故一切物体皆有内能,B正确.
答案: B
2.把萝卜腌成咸菜通常需要几天,而把萝卜炒成熟菜,使之具有相同的咸味,只需几分钟.造成这种差别的主要原因是( )
A.盐的分子很小,容易进入萝卜中
B.盐分子间有相互作用的斥力
C.萝卜分子间有空隙,易扩散
D.炒菜时温度高,分子热运动激烈
解析:萝卜腌成咸菜或炒成熟菜,有了咸味,是由于盐分子扩散引起的,炒菜时温度高,分子热运动激烈,扩散得快,故只有D项正确.
答案: D
3.下列说法中正确的是( )
A.只要温度相同,任何分子的平均速率都相同
B.不管分子间的距离是否大于r0(r0是平衡间距),只要分子力做正功,分子势能就减小,反之分子势能就增大
C.10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能
D.温度高的物体中每个分子的运动速率一定大于温度低的物体中每个分子的运动速率解析:温度相同仅说明分子的平均动能相同,A错误;分子力做正功,分子势能减小,B正确;内能指的是大量分子热运动的动能和分子势能的总和,C错误;物体的温度高,只能说明其分子平均动能大,D错误.
答案: B
4.下列叙述正确的是( )
A.物体的内能与物体的温度有关,与物体的体积无关
B.物体的温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈
C.物体体积改变,内能可能不变
D.物体被压缩时,分子间存在着斥力,不存在引力
解析:一定质量的物体的内能由温度和体积共同决定,A错误;物体温度越高,分子
平均动能越大,分子无规则运动越剧烈,B正确;物体的体积改变,若温度也同时改变(如体积增大,分子势能增大,温度降低,分子平均动能减小),其内能可能不变,C正确;分子间同时存在着引力和斥力,D错误.
答案:BC
5.下列说法中正确的是( )
A.两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的温度
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.温度并非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:处于热平衡状态的系统都具有相同的温度,故A正确,C错误;由热平衡定律知,B正确;温度计是根据热平衡定律来测量温度的,D正确.
答案:ABD
6.下列对物理现象的解释,正确的是( )
A.水和酒精混合后总体积减小,说明分子间有空隙
B.液体中较大的悬浮微粒不做布朗运动,而较小的微粒做布朗运动,说明分子的体积很小
C.存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色微粒,说明煤分子、混凝土分子都在做无规则的热运动
D.高压下的油会透过钢管壁渗出,说明分子是不停运动着的
解析:微粒做布朗运动是由于液体分子对微粒有力的作用,大微粒接触的分子数多,受力平衡,所以不做布朗运动,但它不能说明分子体积的大小,A正确,B错误;扩散现象说明了分子是运动的,C正确;高压下油渗出钢管壁,说明了分子之间有空隙,D错误.答案:AC
7.下列叙述正确的是( )
A.分子的动能与分子的势能之和,叫作这个分子的内能
B.物体的内能由物体的动能和势能决定
C.物体做加速运动时,其内能也一定增大
D.物体的动能减小时,其温度可能升高
解析:内能是大量分子组成的物体具有的,单个分子无内能可言,A项错;物体的内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和,由物体的温度、体积决定,与整个物体宏观机械运动的动能和势能无关,物体做加速运动时,其动能增大,但内能不一定增大,故B、C错;当物体运动的动能减小时,其温度可能升高,如物体在粗糙的水平面上滑行,因摩擦生热,动能减少温度升高,故D项正确.
答案: D
8.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=M V ,由氢气的摩尔质量和摩尔体积可求出氢气的密度ρ=M A V A ,C 项可以;由氢气分子的质量m 及阿伏加德罗常数N A 可求出氢气的摩尔质量M A =mN A ,即ρ=M A
V A
=N A m V A
,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但能求得液态氢的密度.
答案: CD
9.下列有关热平衡的说法正确的是( )
A .如果两个系统在某时刻处于热平衡状态,则这两个系统永远处于热平衡状态
B .热平衡定律只能研究三个系统的问题
C .如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化,且这两个系统又不受外界影响,那么这两个系统一定处于热平衡状态
D .两个处于热平衡状态的系统,温度可以有微小差别
解析:
答案: C
10.已知阿伏加德罗常数为N A ,某物质的摩尔质量为M ,则该物质的分子质量和m kg 水中所含氢原子数分别是( )
A.M N A ,19
mN A ×103 B .MN A,9mN A C.M N A ,118mN A ×103 D.M
N A
,18mN A 解析: 某物质的摩尔质量为M ,故其分子质量为M N A ,m kg 水的物质的量为m ×10318
,故氢原子数为m ×10318×N A ×2=mN A ×1039,故A 选项正确.
答案: A
11.分子甲和分子乙距离较远,设分子甲固定不动,分子乙逐渐向分子甲靠近,直到不能再靠近.在这一过程中( )
A.分子力总是对分子乙做正功
B.分子乙总是克服分子力做功
C.先是分子乙克服分子力做功,然后分子力对分子乙做功
D.先是分子力对分子乙做正功,然后分子乙克服分子力做功
解析:分子间距大于r0时分子力表现为引力,因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中分子力做正功;分子间距离小于r0时分子力表现为斥力,因此分子乙从距分子甲r0处继续移近分子甲时要克服分子力做功,故D正确.
答案: D
12.用E、E k、E p分别表示某块冰的内能、分子的总动能和总势能,当0 ℃的该冰块熔化成同温度、同质量的水时,下面的说法中正确的是( )
A.E不变,E k和E p均变大
B.E k不变,E和E p均变大
C.E p不变,E和E k均变大
D.E k和E不变,E p变小
解析:冰化成水温度不变,分子的平均动能不变,分子的总动能不变,但由于吸热,内能增加,分子的总势能要增加,故B项正确,A、C、D错误.
答案: B
13.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中:
(1)关于油膜面积的测量方法,下列做法正确的是________.
A.油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能地散开,再用刻度尺去量油膜的面积B.油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能地散开,再用刻度尺去量没有油膜的面积
C.油酸酒精溶液滴入水中后,应立即将油膜的轮廓画在玻璃板上,再利用坐标纸去计算油膜的面积
D.油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能地散开,再把油膜的轮廓画在玻璃板上,然后用坐标纸去计算油膜的面积
(2)实验中,将1 cm3的油酸溶于酒精,制成200 cm3的油酸酒精溶液,又测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴,现将1滴该溶液滴到水面上,水面上形成0.2 m2的单分子薄层,由此可估算油酸分子的直径d=________m.
解析:(1)油酸酒精溶液滴在水面上,油膜会散开,待稳定后,再在玻璃板上画下油膜的轮廓,用坐标纸计算油膜面积.
(2)V =1200×150
cm 3=10-10 m 3 d =V S =10-100.2
m =5×10-10 m. 答案: (1)D (2)5×10-10
14.某压力锅的结构如图所示,盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起.假定在压力阀被顶起时,停止加热.
(1)若此时锅内气体的体积为V ,摩尔体积为V 0,阿伏加德罗常数为N A ,求锅内气体分子的个数.
(2)若室温为20 ℃,压力阀被顶起的温度为130 ℃,若用热力学温度表示初、末状态的温度,温度为多少?
解析: (1)N =nN A =V V 0
N A
(2)T 1=(t 1+273.15)K =293.15 K T 2=(t 2+273.15)K =403.15 K
答案: (1)V V 0N A (2)293.15 K 403.15 K
15.某种油滴的摩尔质量M =0.1 kg/mol ,密度ρ=0.8×103 kg/m 3,取体积V =3.7×10-4 cm 3的该种油滴滴在水面上,展开成一面积S =0.5 m 2
的单分子油膜.
(1)求出分子的直径.
(2)估算出阿伏加德罗常数.
解析: (1)油膜的厚度即为油酸分子的直径 d =V S =3.7×10-4×10-60.5
m =7.4×10-10 m (2)油酸的摩尔体积V A =M ρ
=1.25×10-4 m 3/mol 每个分子的体积V 0=16
πd 3=2.12×10-28 m 3 故阿伏加德罗常数N A =V A V 0=5.9×1023 mol -1
答案: (1)7.4×10-10 m (2)5.9×1023 mol -1。