广东省天河中学高考物理一轮基础复习 分子动理论

分子动理论内能一、选择题(每小题5分，共40分)1．如图所示，是关于布朗运动的实验，下列说法正确的是( )A．图中记录的是分子无规则运动的情况B．图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C．实验中可以看到，微粒越大，布朗运动越明显D．实验中可以看到，温度越高，布朗运动越剧烈解析 D 图中记录的是每隔若干时间(如30 s)微粒位置的连线，而不是分子无规则运动，A、B错．而这段时间内微粒的运动情况却不得而知，虽然图示所反映的不是微粒的轨迹，但却可看出其运动的无规则性，做布朗运动的微粒都很小，一般为10－6 m左右，微粒做布朗运动的根本原因是：各个方向的液体分子对它的碰撞不平衡，因此，只有微粒越小、温度越高时液体分子对它的碰撞越不平衡，布朗运动才越剧烈．故选D.2．下面关于分子力的说法中正确的是( )A．铁丝很难被拉长，说明铁丝分子间存在引力B．水很难被压缩，说明水分子间存在斥力C．磁铁可以吸引铁屑，说明分子间存在引力D．分子力做正功，分子势能将增大解析AB 因为分子间存在较大的引力，所以铁丝很难被拉长；水被压缩时，分子间表现为斥力作用，所以水很难被压缩，A、B正确．磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，所以C错．当分子力做正功时，分子势能将减小，D错．3．下面证明分子间存在引力和斥力的实验中，错误的是( )A．两块铅块压紧以后能连成一块，说明存在引力B．固体、液体很难压缩，说明存在斥力C．碎玻璃不能再拼成一整块，说明分子间存在斥力D．拉断一根绳子需很大力气，说明存在引力解析 C 两块铅块压紧后能连成一块、绳子很难被拉断，说明分子间存在引力，而固体、液体很难被压缩，说明分子间存在斥力，因此选项A、B、D说法都是符合事实的．碎玻璃再拼在一起，分子间距离比10r0大得多，不能达到分子引力和斥力发生作用的范围，或者说分子间作用力非常微弱，所以两块玻璃很难拼在一块．故选C.4．用筷子滴一滴水，体积约为0.1 cm 3，这一滴水中所含有水分子的个数最接近以下哪一个值(阿伏加德罗常数N A ＝6×1023 mol －1，水的摩尔体积为V mol ＝18 cm 3/mol)( )A ．6×1023个B ．3×1021个C ．6×1019个D ．3×1017个解析 B 一滴水中所含的分子数N A ＝0.118×6×1023个≈3.3×1021个，故选项B 正确． 5．下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是( )A ．扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B ．扩散现象与布朗运动没有本质的区别C ．扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律D ．扩散现象与布朗运动都与温度有关解析 ACD 扩散现象与布朗运动都是分子做永不停息无规则运动的结果，故A 对．扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不同的运动，则B 错．两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律，则C 正确．两种运动随温度的升高而加剧，所以都与温度有关．6．如下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 <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 最小解析 AC 当r ＝r 0时，分子势能最小，则C 正确，D 错误；当r <r 0时，r 越小，分子势能越大，A 正确；当r >r 0时，r 越小，分子势能越小，B 错误．7．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间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 A 由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由分子间引力和分子间距离共同决定的，宏观上取决于气体的体积．因此A 正确．8．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e 为两曲线的交点，则下列说法正确的是( )A ．ab 为斥力曲线，cd 为引力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10 mB ．ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，e 点横坐标的数量级为10－10 mC ．若两个分子间距离大于e 点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D ．若两个分子距离越来越大，则分子势能亦越来越大解析 B 分子引力和分子斥力都随分子间距的增大而减小，但分子斥力变化得更快些；当分子间距为平衡距离，即10－10 m 时，分子引力和分子斥力大小相等，分子力为零，当分子间距大于平衡距离时，分子引力大于分子斥力，分子力表现为分子引力；当分子间距小于平衡距离时，分子引力小于分子斥力，分子力表现为分子斥力；所以两图的交点为平衡距离即10－10 m ，分子势能随分子间距的变化而发生改变，当分子间距大于10－10 m ，分子势能随分子间距的增大而增大；当分子间距小于10－10 m ，分子势能随分子间距的增大而减小；当分子间距等于平衡距离，分子势能是最小的．若取无穷远处的分子势能为0，则分子间距为平衡距离时，分子势能为负的，且最小.二、非选择题(共60分)9．(10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N A ，油的摩尔质量为M ，则一个油分子的质量为________．解析 单分子油膜指油滴分子在水面上一个个地紧密地排列在一起，油滴分子的直径就是单分子油膜的高，d ＝V S ；一个油分子的质量m ＝M N A .【答案】 V S M N A10．(14分)用放大倍率为600∶1的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小炭粒体积为0.1×10－9 m 3，碳的密度为 2.25×103 kg/m 3，摩尔质量是 1.2×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol －1，则：(1)该小炭粒含分子数约为多少个？(保留一位有效数字)(2)假设小炭粒中的分子是紧挨在一起的，试估算碳分子的直径．【答案】 (1)5×1010个 (2)2.6×10－10 m11．(16分)要落实好国家提出“以人为本，创建和谐社会”的号召，不只是政府的事，要落实到我们每个人的生活中，比如说公共场所禁止吸烟，我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更多．假设一个高约2.8 m 、面积约10 m 2的两人办公室中，只有一人吸了一根烟，求：(1)被污染的空气分子间的平均距离．(2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子．(人正常呼吸一次吸入气体300 cm 3，一根烟大约吸10次)解析 (1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为10×300 cm 3，含有空气分子数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≈2.9×1021个， 每个污染分子所占体积为V ＝12.9×1021 m 3， 所以平均距离为L ＝3V ≈7×10－8 m.(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为2.9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个．【答案】 (1)7×10－8 m (2)8.7×1017个12．(20分)一个房间的地面面积是15 m 2，高3 m ．已知空气的平均摩尔质量是2.9×10－2 kg/mol.通常用空气湿度(有相对湿度、绝对湿度)表示空气中含有的水蒸气的情况，若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为103 cm 3，已知水的密度为ρ＝1.0×103 kg/m 3，水的摩尔质量M mol ＝1.8×10－2 kg/mol ，求：(1)房间内空气的质量．(2)房间中有多少个水分子？(3)估算一个水分子的线度多大？(保留两位有效数字)解析 (1)此题是估算题，因此可将空气压强看成标准状况，即压强为1.01×105 Pa(1大气压)，温度为273 K(0 ℃)．此时，每摩尔空气占有体积22.4 L ，由已知条件可得 房间内空气的物质的量为：n 1＝V V 0＝15×322.4×10－3 mol≈2×103 mol. 房间内空气的质量为：m ＝2×103×2.9×10－2 kg ＝58 kg.(2)水的摩尔体积：V 0′＝M mol ρ＝1.8×10－21.0×103 m 3/mol ＝1.8×10－5 m 3/mol. 房间中的水分子数：n 2＝V 水N A V 0′＝103×10－6×6.0×10231.8×10－5个≈3.3×1025个． (3)①建立水分子的球形模型，有16πd 3 ＝V 0′N A. 水分子直径：d ＝36V 0′πN A ＝36×1.8×10－53.14×6.0×1023 m≈3.9×10－10 m. ②建立水分子的立方体模型，有a 3＝V 0′/N A ，水分子直径：a ＝3V 0′N A ＝3 1.8×10－56.0×1023 m≈3.1×10－10 m.【答案】 (1)58 kg (2)房间中有3.3×1025个水分子 (3)①建立球形模型，水分子直径为3.9×10－10 m ②建立立方体模型，水分子直径为3.1×10－10 m。