4月10日 微观量的估测
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北京市朝阳区2020届-2022届高考物理三年模拟(一模)试题汇编-实验题1.(2021·北京朝阳·一模)某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F 和长度L 的关系,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。
然后,在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。
通过分析数据得出实验结论。
(1)实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小,这样做的依据是___________;(2)以弹簧受到的弹力F 为纵轴、弹簧的长度L 为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出F L -图像,如图乙所示。
由图像可知,弹簧自由下垂时的长度0L =___________cm ,弹簧的劲度系数=k ___________N/m ;(结果均保留三位有效数字)(3)实验中未考虑弹簧自身受到的重力,这对弹簧劲度系数的测量结果___________。
(填“有影响”或“无影响”)2.(2021·北京朝阳·一模)(1)通过实验测量某金属丝的电阻率。
①用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量示数如图1所示,可得金属丝直径的测量值d =_____________ mm 。
②将该金属丝绕在陶瓷管上,电阻值约为25Ω。
除了开关、若干导线之外还提供了如表1所示的器材:表1器材名称规格量程0~3V(内阻约为3kΩ)电压表0~15V(内阻约为15kΩ)量程0~0.6A(内阻约为0.1Ω)电流表0~3A(内阻约为0.02Ω)滑动变阻器总电阻为10Ω直流电源电动势6V和12V为较准确测量该金属丝的阻值,某同学用所给器材组成实验电路,如图2所示。
图中某个器材的连接有不当之处,该器材是___________,理由是_________________________。
③若测得金属丝的长度为L,直径为d,电阻为R,则金属丝的电阻率ρ=_____________。
1物体是由大量分子组成的[学习目标] 1。
知道物体是由大量分子组成的.2.知道分子的大小,能够用油膜法估测油酸分子的大小。
3.知道阿伏加德罗常数,会用它进行相关的计算或估算.一、用油膜法估测分子的大小[导学探究]如图1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.图1(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.[知识梳理](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=错误!. (2)实验器材配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、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,使溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积V1时的滴数n,算出一滴油酸酒精溶液的体积V′=错误!.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画在玻璃板上.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油膜的厚度d可看做油酸分子的直径,即d=错误!。
2012届高考物理知识点总结复习 微观量的计算知识要点:宏观量,如物体的质量、体积、密度等是可以测量的。
微观量,如分子质量;分子直径;分子体积;分子间的距离;分了个数等不能直接测量的。
我们可以通过能直接的宏观量,来估算微观量。
阿伏加德罗常数是把宏观量与微观量联系起来的桥梁。
一、估算分子数:设分子个数N ,摩尔数n ,阿伏加德罗数N A . N n N A =⋅摩尔n 的计算有两种方法:1、已知物质的质量为M ,摩尔质量M m 则摩尔数n M M m=2、已知物质的体积为V ,摩尔体积V m则摩尔数n V V m=例1:估算10g 水中,含有的水分子数。
(保留两位有效数字)解:N n N MM N AA=⋅=⋅=⨯⨯=⨯摩个1010601033102323..()例2:估算压强为0.5atm ,体积为10 l 温度27℃,空气中的分子数。
(保留两位有效数字)解题思路:1、将所给气体状态转化为标准状态下,求出气体体积V ′2、用标况下气体的摩尔体积求出摩尔数n3、分子个数N n N V N A A =⋅='224.解:PV T PVT =0005102732712734554552240200206010121002312..()...()...()⨯+=⨯'∴'=='===⋅=⨯⨯=⨯V V l n V V n n N A 摩分摩摩个二、估算分了的质量和,固体或液体的分子直径 1、估算分子质量:分子质量m ,摩尔质量M 摩。
阿伏加德罗常数N A 。
m M N=津2、估算液体或固体分子的直径:估算液体或固体的分子直径时,可忽略分子之间的空隙,分子一个挨一个排列,则分子体积V 分V V N M N M N m A m A mA 分===⋅/ρρ再将分子视为直径为d 的小球V R d d v 分==∴=43166333πππ例1:已知铜的摩尔质量是64g / mol ,铜的密度是8.9×103kg / m 3试估算铜原子的质量和半径。
第一章量子力学基础第八组:070601337刘婷婷 070601339黄丽英 070601340李丽芳 070601341林丽云070601350陈辉辉 070601351唐枋北【1.1】经典物理学在研究黑体辐射、光电效应与氢光谱时遇到了哪些困难?什么叫旧量子论?如何评价旧量子论?[解]:困难:(1)黑体辐射问题。
黑体就是理论上不反射任何电磁波的物体,黑体辐射是指这类物体的电磁波辐射,由于这类物体不反射,所以由它释放出来的电磁波都来自辐射,实验中在不同的能量区间对黑体辐射规律给出了不同的函数,然而这两个函数无法兼容,是完全不同的,而事实上黑体辐射本该遵循某个唯一的规律。
况且经典理论还无法说明这两个函数中的任意一个.这个问题研究的是辐射与周围物体处于平衡状态时的能量按波长(或频率)的分布。
实验得出的结论是:热平衡时辐射能量密度按波长分布的曲线,其形状和位置只与黑体的绝对温度有关,而与空腔的形状及组成的物质无关。
这一结果用经典理论无法解释。
(2)光电效应。
光照射到金属上时,有电子从金属中逸出。
实验得出的光电效应的有关规律同样用经典理论无法解释。
(3)按照经典电动力学,由于核外电子作加速运动,原子必然坍缩。
经典物理学不能解释原子的稳定性问题。
原子光谱是线状结构的,而按照经典电动力学,作加速运动的电子所辐射的电磁波的频率是连续分布的,这与原子光谱的线状分布不符。
定义:从1900年普朗克提出振子能量量子化开始,人们力图以某些物理量必须量子化的假定来修正经典力学,用于解释某些宏观现象,并且给出其微观机制。
这种在量子力学建立以前形成的量子理论称为旧量子论。
评价:旧量子论冲破了经典物理学能量连续变化的框框。
对于黑体辐射、光电效应与氢光谱等现象的解释取得了成功。
但是,旧量子论是一个以连续为特征的经典力学加上以分立为特征的量子化条件的自相矛盾的体系,本质上还是属于经典力学的范畴。
由于把微观粒子当作经典粒子,并把经典力学的运动规律应用于微观粒子,因而必然遭到严重的困难。
2024届北京市西城区高三4月统一测试理综物理试卷一、单选题 (共7题)第(1)题如图所示为匀强电场中的立方体,边长为2m,中心为O点,P是CD的中点。
已知,,,,由此可以判断( )A.场强的方向由B指向AB.场强的方向由G指向AC.场强的大小为D.场强的大小为2V/m第(2)题如图所示为氢原子的四个能级,其中为基态.若氢原子A处于激发态,氢原子B处于激发态,则下列说法中正确的是()A.原子A可能辐射出3种频率的光子B.原子B可能辐射出3种频率的光子C.原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级D.原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级第(3)题如图所示,P为光滑定滑轮,O为光滑轻质动滑轮,轻绳跨过滑轮,左端与物体A相连,右端固定在杆Q上,重物B悬挂在动滑轮上。
将A置于静止在粗糙水平面的斜面体上,轻绳段与斜面平行,系统处于静止状态。
若将杆Q向右移动一小段距离,斜面体与物体A仍保持静止状态,待动滑轮静止后,下列说法正确的是( )A.轻绳中拉力减小B.物体A与斜面体之间的摩擦力一定增大C.斜面体与地面之间的弹力增大D.斜面体与地面之间的摩擦力增大第(4)题2022年12月28日,黄石现代有轨电车投入运营。
假设有轨电车质量为m,某次测试中有轨电车由静止出发在水平面做加速度为a的匀加速直线运动,有轨电车所受的阻力恒定为f,达到发动机的额定功率P后,有轨电车保持额定功率做变加速运动,再经时间t速度达到最大,然后以最大速度匀速运动,对此下列说法正确的是( )A.有轨电车匀速运动的速度为B.有轨电车做匀加速运动的时间为C.从静止到加速到速度最大的过程牵引力所做的功为PtD.有轨电车保持额定功率做变加速运动时间t内的位移为第(5)题如图,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点,将木板以底边为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略圆柱体与木板之间的摩擦,在转动过程中( )A.圆柱体对木板的压力逐渐增大B.圆柱体对木板的压力先增大后减小C.两根细绳上的拉力均先增大后减小D.两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变第(6)题取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管,当该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为()A.0B.0.5B C.B D.2 B第(7)题大型强子对撞机是将质子加速后对撞的高能物理设备,如图甲所示,对撞机的主要结构由两个质子束发射器、两个半圆环轨道质子加速器和质子对撞区域组成。
人教版高一化学下学期4月份质量检测测试卷及解析一、选择题1.现有Fe 、Al 、Si 三种单质的混合物,取一半投入足量的NaOH 溶液中,将剩余的一半投入足量的稀硫酸中,若经测量两次实验产生的气体质量相等,则原混合物中Fe 、Al 、Si 三种单质的物质的量之比可能为( ) A .6:4:3 B .1:1:1C .2:3:4D .3:7:6【答案】A 【详解】取一半固体投入足量的NaOH 溶液中,Al 、Si 与氢氧化钠反应放出氢气;将剩余的一半投入足量的稀硫酸中,Fe 、Al 与稀硫酸反应放出氢气,测量两次实验产生的气体质量相等,说明Fe 与硫酸反应放出的氢气和Si 与氢氧化钠反应放出氢气一样多,根据2442Fe H SO FeSO H +=+ 、223222Si NaOH H O Na SiO H ++=+↑ ,Fe 、Si 的物质的量比一定为2:1,故A 正确。
2.下列说法正确的是( ) A .晶体硅常用于制造光导纤维 B .碳酸钠常用于治疗胃酸过多 C .明矾常用于自来水的消毒杀菌 D .高压钠灯常用于道路和广场照明【答案】D 【详解】A .二氧化硅用于制造光导纤维,晶体硅可用于制造晶体管及太阳能电池,A 错误;B .碳酸氢钠常用于治疗胃酸过多,而碳酸钠溶液碱性强,对人会产生一定的腐蚀作用,因此不能用于治疗胃酸过多,B 错误;C .明矾具有净水作用但无强氧化性,因此常用于自来水的净化,但不能对水进行消毒杀菌,C 错误;D .高压钠灯发出的黄光穿透力强,因此常用于道路和广场照明,D 正确; 故合理选项是D 。
3.下列离子的检验方法及对应结论正确的是( )A .AB .BC .CD .D【答案】B【详解】A.氢氧化铝和氢氧化镁均为白色沉淀,取样,滴加氢氧化钠溶液,观察到有白色沉淀,不能证明有镁离子,可能有铝离子,故A错误;B.铁离子与硫氰根离子反应生成红色的硫氰化铁,取样,滴加硫氰化钾溶液,观察到溶液变红,证明有铁离子,故B正确;C.氯化银、碳酸钡、亚硫酸钡和硫酸钡均为白色沉淀,取样,滴加氯化钡溶液,观察到白色沉淀,不能证明有硫酸根离子,可能有银离子或碳酸根离子或亚硫酸根离子,故C错误;D.取样,用铂丝进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,证明有钾离子,故D错误;故选B。
例谈热学中微观量的估算及宏观量的微观意义许冬保【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】3页(P39-41)【作者】许冬保【作者单位】江西省九江第一中学【正文语种】中文热学现象的研究是从两个方面展开的:一方面,是从系统热现象的大量实验或观测事实出发,探究表征系统状态及属性的宏观量所遵从的规律,这种方法称为热力学方法.另一方面,是以系统的大量微观粒子为研究对象,对热现象的微观过程建立某种模型,运用统计的方法,得出宏观量与微观量的关系,确定系统的宏观性质和宏观量遵从的规律,这种方法称为统计物理方法.下面从微观角度来分析有关问题.1 微观量的估算1.1 固体(或液体)分子大小的估算一般分子大小的数量级为10-10 m.分子大小的估算,常常通过建立两类物理模型(即钢球体模型或立方体模型),加以分析.例1 已知铜的密度ρ=8.96×103kg·m-3,摩尔质量为M=63.5×10-3 kg·mol-1.铜原子大小的公认值为d=2.56×10-10 m,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1.试建立钢球体模型及立方体模型来估算铜原子的大小.并分别求出估算出来的铜原子大小的相对误差.图1铜的摩尔体积每个铜原子的体积若将铜原子视为钢球体模型,如图1,假设原子紧密排列,不计原子间隙.设铜原子的直径为d,则因此2.82×10-10 m.图2若将铜原子视为立方体模型,如图2所示,则有V=d3.因此相对误差分别为%≈10.2%,%≈11.3%.在分子大小的估算中,将铜原子视为钢球体模型或立方体模型所得到的原子大小的数量级均是正确的.其中,按钢球体模型估算的铜原子大小的相对误差较小.1.2 气体分子间距的估算气体分子之间的距离较大,分子力微弱,能够充满它所能达到的空间.假如将一个分子活动的空间范围约束在一个立方体内,由于分子在立方体正中央出现的概率最大.因此,估算气体分子之间的平均距离时,可认为分子“冻结”在立方体正中央,这样立方体的棱长即为两气体分子之间的平均距离.例2 (2015年海南卷) 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,阿伏加德罗常数为NA,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g.请估算空气分子之间的平均距离.设地球大气层中气体的总质量为m,地表大气压强可认为是由大气的重力产生的.地球表面积S=4πR2,则mg=p0S.而分子数故地球大气层空气分子总数假设每个气体分子占据一个小立方体,各小立方体紧密排列,设分子平均间距为a,则大气层中气体总体积据题意h≪R,有于是地球大气层中气体总体积近似为V=4πR2h.因此建构模型是一种重要的科学思维方法.本题涉及两种模型的建立:1)大气层空气分子总质量的估算,用到质量均匀分布的球壳模型;2)气体分子之间的平均距离的估算,用到立方体模型,该模型与例1中的铜原子立方体模型内涵不同.1.3 晶体中双原子分子间距的估算在热学中,我们将分子、原子及离子统称为分子.双原子分子结构比较复杂,下面以NaCl晶体为例,来说明相邻两个离子之间平均距离的估算方法.图3例3 食盐晶体由钠离子和氯离子组成.如果用圆球表示离子,食盐晶体的结构可以用图3表示.图中相邻离子的中心用线连起来,组成一个大小相等的立方体.已知食盐的密度ρ=2.17×103kg·m-3,摩尔质量M=58.5×10-3kg·mol-1,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1.估算相邻两个钠离子中心的距离(结果取一位有效数字). 在每一个小立方体(晶胞)内,有4个Na+,而每个Na+又为相邻的8个小立方体所共有,所以每个小立方体对应个NaCl.设每个小立方体的棱长为a,小立方体的体积为a3,对应的质量为ρa3.于是有设相邻两个Na+之间的平均距离为l,则解得代入数据得l≈4×10-10 m.食盐晶体是由Na+和Cl-组成的,这两种离子在空间中的3个互相垂直的方向上,都是等距离地交错排列的,这就是食盐晶体具有立方体外形的原因.对于相邻两个Na+(或Cl-)平均距离的估算,既要理解食盐晶体的立方体外形,同时又要理解晶体中的离子是紧密排列的,每个离子为8个小立方体所共有.本例的分析有利于对食盐晶体微观结构的认识.2 宏观量的微观意义在热学中涉及大量的宏观量,如温度、体积、压强、物质的量、热力学能、热量、功、熵,等等.下面根据中学的要求重点分析气体温度、气体压强及热力学能的微观意义.2.1 气体温度的微观意义尽管大量的分子做无规则的运动,速率时大时小,但分子却按一定的规律分布,即按照“中间多,两头少”分布.理论表明:理想气体的热力学温度T与分子的平均动能成正比.可见,温度是分子平均动能的标志.例4 表1是氧气分子在0℃和100℃两种情况下的速率分布情况,图4是根据表中数据绘制出的图象.分析可知,不同温度下气体分子的分布规律相同,即“中间多,两头少”,但这两个温度下具有最大比例的速率区间是不同的.试根据表1中的数据估算氧气分子在温度为0℃和100℃下分子的平均速率.表1 氧气分子速率分布速率区间/(m·s-1)各速率区间的分子数占总分子数的百分比0 ℃100 ℃ 100以下1.40.7100~2008.15.4200~30017.011.9300~40021.417.4400~50020.418.6500~60015.116.7600~7009.212.9700~8004.57.9800~9002.04.6900以上0.93.9图4对速率区间我们取其中间值进行估算,由平均值计算公式,有得到温度为0℃时,氧气分子的平均速率m·s-1≈424 m·s-1.同理,可得温度为100 ℃时,氧气分子的平均速率m·s-1≈494 m·s-1.通过估算可知,温度越高,分子的平均速率越大,分子的运动越剧烈.因此不难理解温度是分子热运动的平均动能的标志.2.2 气体压强的微观意义从微观视角来看,气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的.结合动量定理可知,气体压强在数值上等于单位时间对单位面积器壁的总冲量.为了从微观角度理解压强的物理意义,我们作如下分析.图5建立简化模型.令气体分子运动的速率v不变,则平均速率设气体分子与器壁的碰撞是弹性碰撞.如图5所示,以S为底作直棱柱A,取棱长为vΔt,则在时间Δt内,A内向右运动的分子都可与A相碰,其余的分子都不会与A相碰.若理想气体分子的质量为m,单位体积内的分子数(分子数密度)为n.从统计观点看,与A相碰的气体分子数为由压强定义及动量定理有解得令气体分子运动的平均动能为则因此,理想气体的压强在微观上取决于气体分子的平均动能及分子数密度.例5 对一定量的气体,若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数,则( ).A 当体积减小时,N必定增加;B 当温度升高时,N必定增加;C 当压强不变而体积和温度变化时,N必定变化;D 当压强不变而体积和温度变化时,N可能不变由上述分析知,N取决于分子的平均动能及分子数密度.在宏观上N取决于气体的温度与体积.因此,气体的温度或体积变化时,N不一定增加,选项A、B错误.当压强不变时,温度变化,则分子的平均速率变化,根据p=N·2mv可知,N必定变化.也可以由盖—吕萨克定律来判断,因为压强不变时,体积与热力学温度成正比.显然,体积和温度变化时,N必定发生变化.综上,选项C正确.从微观上来看,温度升高时,分子运动的平均速率增大,则每次气体分子对器壁碰撞的冲量增加.当温度升高,压强不变时,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数必然减少.因此,理解压强产生的本质和认识压强的微观意义是进行逻辑判断的关键所在.2.3 热力学能的微观意义物体的热力学能是指物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.由于平均动能与温度有关,分子势能与体积有关,因此,物体的热力学能在微观上取决于分子的平均动能及分子的相对位置,此处的物体应理解为一定质量的某种类的物体.据此可知:一定质量的某种气体的热力学能在微观上由分子的平均动能及分子的相对位置决定;一定质量某种理想气体的热力学能在微观上由分子的平均动能决定.例6 (2009年北京大学自主招生试题) 回答下列问题:(1)什么是物体的热力学能?(2)从微观角度看,气体对容器壁的压强是什么原因引起的?(3)气体处于平衡状态时,热力学能U、压强p、温度T和体积V都是它的状态量.略去分子间的相互作用,若T不变,V增大,那么U和p如何变化?若T增大,V不变,那么U和p如何变化?(1)组成物体的所有分子的动能与分子势能的总和叫作物体的热力学能.(2)从微观角度看,气体对器壁的压强是由大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的.(3)略去分子间的相互作用力,气体可视为理想气体,则气体的热力学能等于所有分子的动能.从微观意义上分析,一定质量的某种理想气体的热力学能是由分子的平均动能(或平均速率)决定的.温度是分子热运动平均动能的标志.因此,若T不变,则U不变;T增大,则U增大.由理想气体压强的微观表达式可知,若T不变,分子的平均速率不变.若V增大,单位体积内的分子数减少,因而气体的压强减小;同理,若T增大,V不变,则p增大.热力学能、压强、温度和体积均是描述理想气体的重要的状态参量.本题要求考生能从微观或宏观的视角进行分析.第(3)问若从宏观角度看,一定质量的某种理想气体的热力学能,由温度决定,与体积无关.并且一定质量的某种理想气体的热力学能是温度的单值函数,温度升高,热力学能增加.同理,从宏观角度看,一定质量的某种理想气体的压强由温度和体积决定.。
4月10日 微观量的估测考纲要求:Ⅰ难易程度:★★☆☆☆若以V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ表示在标准状况下水蒸气的密度,M 表示水的摩尔质量,m 0表示一个水分子的质量,V 0表示一个水分子的体积,N A 表示阿伏加德罗常数,则下列关系式正确的是A .0A V V N =B .M V ρ= C .0A M m N = D .A 0=M N V ρ 【参考答案】BC【试题解析】对水蒸气,由于分子间距的存在,摩尔体积V 与阿伏加德罗常数N A 的比值等于每个分子占据的空间体积,但并不等于分子体积,故A 错误;M (表示摩尔质量)与ρ的比值(标准状况下水蒸气的密度)等于标准状态下水蒸气的摩尔体积V ,故B 正确;单个分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值,故C 正确;对水蒸气,由于分子间距的存在,N A V 0并不等于摩尔体积,故D 错误。
【名师点睛】本题主要考查气体阿伏加德罗常数的计算,阿伏加德罗常数N A 是联系宏观量与微观量的桥梁,抓住它的含义,区分是对气体还是对液体的计算是解题的关键。
仅利用下列某一组数据,可以计算出阿伏加德罗常数的是A .水的密度和水的摩尔质量B .水分子的体积和水分子的质量C .水的摩尔质量和水分子的体积D .水的摩尔质量和水分子的质量已知阿伏加德罗常数为N A ,某物质的摩尔质量为M ,该物质的密度为ρ,则下列叙述中正确的是A .1 kg 该物质所含的分子个数是ρN AB .1 kg 该物质所含的分子个数是AN M ρC .该物质1个分子的质量是A N ρD .该物质1个分子占有的空间是AM N ρ一滴露水的体积大约是6.0×10–7 cm 3,如果一只极小的虫子来喝水,每分钟喝6.0×107个水分子,它需要多少年才能喝完这滴露水?(一年按365天计算)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N A ,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 ,求:(1)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。
【参考答案】D 知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积,不能计算出阿伏加德罗常数,故A 错误;知道水分子的体积和水分子的质量可求水的密度,不能求出阿伏加德罗常数,故B 错误;若知道水的摩尔质量和水分子的体积,不知道密度,故不能求出阿伏加德罗常数,选项C 错误;用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求解阿伏加德罗常数,故D 正确。
D 1 kg 该物质的物质的量为1M ,所含分子数目为N A ×1M =A N M,故AB 错误;每个分子的质量为m 0=A M N ,故C 错误;每个分子所占体积为V 0=0m ρ=AM N ρ,故D 正确。
637年 已知一滴露水的体积大约是731336.010cm 6.010m V --=⨯=⨯ 水的密度为33110kg /m ρ=⨯一只极小的虫子每分钟喝进6.0×107个水分子,则喝完这滴露水所用时间为【名师点睛】本题关键是理解阿伏加德罗常数的含义。
求分子数目时,往往先求出摩尔数,再由摩尔数乘以阿伏加德罗常数得到分子数。
(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n 1=A A M N M =A AV N M ρ, 对体积为V 的水蒸气,分子个数为n 2=A AV N V (3)设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 则每个水分子的体积为A 1AM V n N ρ= 分子间距等于分子直径d设相邻的水蒸气中两个水分子之间距离为d ′,将水分子占据的空间视为立方体。
d′= 【名师点睛】解决本题的关键是要明确质量、体积与密度的关系,以及摩尔质量、摩尔体积和物质的量之间的关系,其中阿伏加德罗常数是微观量与宏观量的桥梁。
4月11日油膜法估测分子大小考纲要求:Ⅰ难易程度:★★★☆☆某同学做―用油膜法估测分子大小‖的实验时,在边长约30 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,然后将痱子粉均匀的撒在水面上,用注射器滴一滴在水面上。
稳定后,在玻璃板上描下油膜的轮廓,放到坐标纸上估算出油膜的面积。
实验中若撒的痱子粉过多,则计算得到的油酸分子的直径偏。
【参考答案】油酸酒精溶液大【试题解析】油膜法测分子直径实验中,用注射器滴一滴油酸酒精溶液在水面上,让它形成单分子油膜;实验过程中,若撒的痱子粉过多,则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小,【名师点睛】油膜法测分子直径实验中,向水中滴入一滴酒精油酸溶液,在水面上形成单分子油膜,求出纯油的体积与油膜的面积,然后求出油酸分子的直径。
若阿伏加德罗常数已知,用单分子油膜法测出油酸分子(视为球形)的直径后,则可求出下列哪个物理量A.油滴的质量B.油滴的密度C.油酸的摩尔体积D.油酸的摩尔质量在粗测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:(1)取纯油酸1.00 mL注入容量为250 mL的瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250 mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液;(2)用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.00 mL为止,恰好共滴了100滴;(3)在浅盘内注入约2 cm深的水,将痱子粉均匀撒在水面上,再用滴管吸取油酸的酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,油酸在水面上会很快散开,形成一油酸薄膜,待薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状;(4)将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板,放在画有许多已知边长的小正方形的坐标纸上,计算出轮廓范围内正方形的总数,由小正方形边长和小正方形的总个数计算得此油膜面积为3.60×102 cm2。
利用上述实验数据可求得油酸分子的直径为m。
(保留3位有效数字)在―用油膜法估测分子大小‖的实验中,已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A,N滴溶液的总体积为V。
在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示),测得油膜占有的正方形小格个数为X。
(1)用以上字母表示一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为_______。
(2)油酸分子直径约为________。
油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1 mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的纯油膜的形状如图所示。
若每一小方格的边长为25 mm,试问:这种估测方法是将每个油酸分子视为模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油酸可视为油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的。
上图中油酸膜的面积为m2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是m3;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)【参考答案】C 油酸分子(视为球形)的直径测出后,根据V0=16πd3可以计算出油酸分子体积;根据V=N A V0可以计算出油酸的摩尔体积;由于不知道密度,故无法求解油酸的摩尔质量,更不能求解油酸的质量,故C 正确。
【名师点睛】阿伏加德罗常数是分子动理论中一个重要概念,要注意理解,加强练习。
121.1110-⨯ 由于250 mL 溶液中共有纯油酸1.00 mL ,则1.00 mL 溶液中有纯油酸1.00 mL 溶液中有液滴100滴,故1滴溶液中具有纯油酸的体积为:143410m V -=⨯,1滴溶液中具有纯油酸的面积为22223.6010c m 3.6010S -=⨯=⨯,由,得油酸分子的直径为:121.1110m d -=⨯。
AVN 2VA NXa (1)有题意可知,一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为AV N; (2)每一滴所形成的油膜的面积为S =Xa 2,所以油膜的厚度即为油酸分子的直径02V VA d S NXa ==。
球体 单分子 直径 4.4×10﹣2 1.2×10﹣11 2.7×10﹣10 掌握该实验的原理是解决问题的关键,该实验中以油酸分子呈球型分布在水面上,且一个挨一个,从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度,从而求出分子直径,不满足半格,则去除,超过半格,当作一格来处理,从而求得面积。
这种估测方法是将每个分子视为球体模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为单分子油膜,这层油膜的厚度可视为油分子的直径。
油膜的面积可从方格纸上得到,所围成的方格中,面积超过一半按一半算,小于一半的舍去,图中共有70个方格,故油膜面积为:S =70×25 mm×25 mm=43 750 mm 2=4.4×10﹣2m 2,每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是:V =150×10﹣6×4610m 3=1.2×10﹣11 m 3。
油酸分子的直径:d =V S =2.7×10﹣10 m 。
4月12日分子热运动的理解考纲要求:Ⅰ难易程度:★★★☆☆以下关于分子动理论的说法中正确的是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.扩散和布朗运动的实质是相同的,都是分子的无规则运动D.做布朗运动的固体颗粒越小,布朗运动越明显【参考答案】AD【试题解析】物质是由大量分子组成的,故A正确;–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B错误;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C错误;布朗运动的明显程度受颗粒大小的影响,颗粒越小,受力越不容易平衡,运动越剧烈,故D正确。
【名师点睛】物质是由大量分子组成的,分子永不停息的做无规则的热运动;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;布朗运动的明显程度受颗粒大小的影响,颗粒越小,受力越不容易平衡,运动越剧烈。
关于布朗运动,下列说法中不正确的是A.布朗运动是微观粒子的运动,牛顿运动定律不再适用B.布朗运动是微粒内分子无规则运动的反映C.已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可以估算气体分子间的平均距离D.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫做热运动用显微镜观察液体中悬浮颗粒的布朗运动,所得到的结论正确的是A.布朗运动是分子的运动B.悬浮颗粒越大,布朗运动越激烈C.液体温度越低,布朗运动越激烈D.布朗运动是液体分子无规则运动的反映下列四种现象中,属于扩散现象的有A.雨后的天空中悬浮着很多小水滴B.海绵吸水C.在一杯开水中放几粒盐,整杯水很快就会变咸D.把一堆煤倒在白墙墙角,几年后铲下煤后发现墙中有煤E.春天在公园里散步,随处都能闻到花香味下列说法正确的是A.液体的分子势能与液体的体积无关B.为了保存玉米地水分,可以锄松地面,破坏土壤里的毛细管C.从微观角度看,气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的D.扩散现象可以在液体、气体中进行,不能在固体中发生下列说法中正确的是A.对于一定质量的理想气体,若压强增大而温度不变,则外界对气体做正功B.塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上,说明分子间存在着引力C.当分子间的距离减小时,其分子势能可能增大,也可能减小D.绝对湿度越大,相对湿度一定越大E.扩散现象和布朗运动都证明分子永不停息地做无规则运动【参考答案】ABD 布朗运动是固体小颗粒的运动,牛顿运动定律仍然适用,选项A错误;布朗运动是液体分子无规则运动的反映,选项B错误;由气体的摩尔质量和气体的密度之比可求出气体的摩尔体积,摩尔体积与阿佛加德罗常数之比等于每个气体分子平均占有的空间大小,由此可以估算出理想气体分子间的平均距离,选项C正确;因为布朗运动的激烈程度跟温度有关,但是布朗运动是固体颗粒的无规则运动,不能叫做热运动,选项D错误;故选ABD。