高中物理课时跟踪检测一分子动理论的基本观点鲁科版选修39
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课时跟踪训练(一)分子动理论的基本内容A级—双基达标1.阿伏加德罗常数所表示的是( )A.1 g物质内所含的分子数B.1 kg物质内所含的分子数C.单位体积的物质内所含的分子数D.1 mol任何物质内所含的分子数解析:选D 根据阿伏加德罗常数的定义可知D选项正确。
2.如图所示,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,主要原因是( )A.铅分子做无规则热运动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解析:选D 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,故不脱落的主要原因是分子之间的引力大于斥力,合力表现为引力,故D正确,A、B、C错误。
3.[多选]关于液体和固体,以下说法正确的是( )A.液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B.液体分子同固体分子一样,也是密集在一起的C.液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置D.液体的扩散比固体的扩散快解析:选BCD 液体具有一定的体积,是液体分子密集在一起的缘故,但液体分子间的相互作用不像固体分子那样强,B正确,A错误;液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定,液体分子可以在液体中移动,也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易,所以其扩散比固体的扩散快,C、D正确。
4.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.立即嗅到香味,因为分子热运动速率很大,穿过房间所需时间极短B.过一会儿才能嗅到香味,因为分子热运动速率不大,穿过房间需要一段时间C.过一会儿才能嗅到香味,因为分子热运动速率虽然很大,但由于是无规则运动,且与空气分子不断碰撞,要嗅到香味必须经过一段时间D .过一会儿才能嗅到香味,因为分子热运动速率不大,且必须有足够多的香水分子,才能引起嗅觉解析:选C 分子热运动是无规则的,分子热运动速率虽然很大(约几百米每秒),但无规则运动过程中与其他分子不断碰撞,使分子沿迂回曲折路线运动,要嗅到香味必须经过一段时间,C 正确。
课时跟踪检测(一) 物体是由大量分子组成的1.(多选)某同学在“用油膜法估测分子的大小”实验中,计算结果明显偏大,可能是由于( )A .油酸未完全散开B .油酸中含有大量的酒精C .计算油膜面积时舍去了所有不足一个的方格D .求每滴体积时,1 mL 的溶液的滴数多记了10滴解析:选AC 油酸分子直径d =V S,计算结果明显偏大,可能是V 取大了或S 取小了。
油酸未完全散开,所测S 偏小,d 偏大,A 正确;油酸中含有大量酒精,不影响测量结果,B 错;若计算油膜面积时舍去了所有不足一个的方格,使S 偏小,d 变大,C 正确;若求每滴体积时,1 mL 的溶液的滴数多记了10滴,使V 变小,d 变小,D 错。
2.在用油膜法估测分子大小的实验中,体积为V 的某种油,形成一圆形油膜,直径为d ,则油分子的直径近似为( )A.2V πd 2B.πd 22V C.πd 24VD.4V πd2 解析:选D 油膜的面积为π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22,油膜的油分子的直径为V π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22=4V πd 2,故D 对。
3.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质量 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:选C 由气体的立方体模型可知,每个分子平均占有的活动空间为V 0=r 3,r 是气体分子间的平均距离,摩尔体积V =N A V 0=Mρ。
因此,要计算气体分子间的平均距离r ,需要知道阿伏加德罗常数N A 、摩尔质量M 和该气体的密度ρ。
4.最近发现的纳米材料具有很多优越性,有着广阔的应用前景,棱长为1 nm 的立方体,可容纳液态氢分子(其直径约为10-10m)的数量最接近于( )A .102个 B .103个 C .106个D .109个解析:选B 把氢原子看做是小立方体,那么氢原子的体积为:V 0=d 3=10-30m 3边长为1 nm 的立方体体积为:V =L 3=(10-9)3m 3=10-27m 3可容纳的氢分子个数:n =V V 0=103个。
章末过关检测(一)(时间:60分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)1.关于布朗运动和扩散现象,下列说法中正确的是( )A.布朗运动和扩散现象都可以在气、液、固体中发生B.布朗运动和扩散现象都是固体小颗粒的运动C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D.布朗运动和扩散现象都说明物体在不停的运动解析:选C.扩散现象在固、液、气体中都能发生,但布朗运动只能发生在气体或液体中,A项错;扩散现象是分子的运动,而布朗运动是固体颗粒的运动,B项错;温度越高,分子运动越剧烈,扩散现象越显著,同时液体或气体分子对固体颗粒的撞击力越大,颗粒的不平衡性越明显,布朗运动越显著,C项对;布朗运动和扩散现象都说明分子在永不停息地做无规则热运动,D项错.2.下列关于布朗运动与分子的运动(热运动)的说法正确的是( )A.微粒的无规则运动就是分子的运动B.微粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映C.微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跟温度有关,所以布朗运动也可以叫做热运动解析:选C.微粒由大量分子组成,是一个小物体,它的运动不是分子的运动,A错.微粒的无规则运动是由液体分子的无规则撞击引起的,它反映的是液体分子的运动特点,所以B错,C对.布朗运动的对象是固体小颗粒,热运动的对象是分子,二者不可能等同,D错.3.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-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:选D.题图中的折线记录的是某个做布朗运动的微粒按相等的时间间隔依次记录的位置连线,不是分子无规则运动的情况,也不是微粒做布朗运动的轨迹,更不是微粒运动的v -t 图线,故D 对,A 、B 、C 错.4.某物质的密度为ρ,其摩尔质量为M ,阿伏伽德罗常数为N A ,那么单位体积中所含的分子数是( )A.N A ρ B.N A M C.MN A ρ D.ρN AM解析:选D.单位体积的质量m =ρ,对应的摩尔数n =mM,所以分子的个数N =nN A =ρN AM. 5.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为斥力,F <0为引力.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,选项中四个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:选B.乙分子的运动方向始终不变,即速度没有正负的转换,A 错误;加速度与力成正比,方向相同,故B 正确;分子势能不可能增大到正值,故C 错误;乙分子动能不可能为负值,故D 错误.6.下面的例子中,通过热传递改变物体内能的是( ) A .擦火柴,使火柴开始燃烧 B .阳光照在水面上,使水的温度升高 C .用锯子锯木头,使锯条变热 D .冬天,搓搓手会感觉暖和些解析:选B.擦火柴、锯木头、搓手都是通过做功改变物体的内能,只有B 选项是通过热传递来改变物体的内能.二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分)7.关于物体的内能,正确的说法是( )A .物体的所有分子的动能和势能的总和叫做物体的内能B .高温物体的内能一定大于低温物体的内能C .体积大的物体的内能可以大于体积小的物体的内能D .温度低的物体的内能可以大于温度高的物体的内能解析:选ACD.物体的内能是由物体的物质的量、温度、体积共同决定的,所以C 、D 对,内能是物体内所有分子的动能和势能的总和,A 对.8.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )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 ℃的水蒸气,其分子之间的势能增加C .一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和D .如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增加解析:选BC.气体分子间的距离比较大,甚至可以忽略分子间的作用力,分子势能也就不存在了,所以气体在没有容器的约束下散开是分子无规则热运动的结果,所以A 错误.100 ℃的水变成同温度的水蒸气,分子的平均动能不变,在质量不变的前提下分子的总动能也不变,水吸热汽化内能是要增加的,所以其增加的内能全部是分子势能,所以B 正确.根据内能的定义可知C 正确.如果气体的温度升高,分子的平均动能增大,热运动的平均速率也增大,这是统计规律,但就每一个分子来讲,速率不一定都增加,所以D 错误.9.一般情况下,分子由带正电的原子核及带负电的电子组成,故分子间同时存在分子引力和分子斥力.若在外力作用下,两分子间的距离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 )( )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:选ABD.在运动过程中,乙分子动能的增加量ΔE =E 末-E 初=12mv 2,分子力对乙分子做的功等于分子动能的增加,A 、B 正确;在此过程中,斥力与分子运动方向相同,引力与运动方向相反,分子力做功即为斥力与引力做功的代数和,由于斥力做正功,引力做负功,W 斥-W 引=12mv 2-0,C 错误,D 正确.10.夏天,如果将自行车内胎充气过足,又放在阳光下暴晒(暴晒过程中内胎容积几乎不变),车胎极易爆裂.关于这一现象有以下描述,其中正确的是( )A .车胎爆裂,是车胎内气体温度升高,气体分子间斥力急剧增大的结果B .在爆裂前的过程中,气体温度升高,标志着每一个气体分子速率都增大了C .在爆裂的过程中,气体分子的势能增加D .在车胎突然爆裂的瞬间,气体内能减少解析:选CD.在判断内能变化过程中若不能直接从内能的决定因素进行判断,则可从做功与能量的转化关系进行判断.车胎爆裂是车胎内气体温度升高,压强增大的结果,故A 错误;气体温度升高,只能是平均速率增大,对于其中个别分子速率可能会减小,故B 错误;爆裂的过程中,气体分子间距增大,由于气体分子之间的距离远大于平衡位置间距离,故此过程势能增加,则C 正确;车胎突然爆裂的瞬间,气体要对外做功,根据做功与能量变化关系可知,气体的内能减小,故D 正确.三、非选择题(本题共4小题,共40分.解答时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)11.(8分)利用油膜法可以粗略地测出阿伏伽德罗常数,把密度ρ=0.8×103kg/m 3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 =0.5×10-3cm 3,形成的油膜面积为S =0.7 m 2,油的摩尔质量为M 0=0.09 kg/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伽德罗常数N A 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:油分子的直径为d =V S① 油的摩尔体积为V A =M 0ρ② 每个油分子的体积为V 0=43πR 3=16πd3③ 所以阿伏伽德罗常数为N A =V A V 0④联立①②③④可得N A =M 0ρ16π⎝ ⎛⎭⎪⎫V S 3=6M 0S3πV 3ρ ⑤将题目中的数据代入⑤式可得N A ≈6×1023mol -1. 答案:见解析12.(10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,阿伏伽德罗常数为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)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)体积为V 的水和水蒸气中各含有多少水分子.解析:(1)在标准状况下,它们的温度相同,所以水分子与水蒸气分子的平均动能相等. (2)体积为V 的水,质量为m =ρV① 分子个数为N =mM AN A② 解①②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 .④答案:见解析13.(10分)设想将1 g 水均匀分布在地球表面上.估算1 cm 2的表面上有多少个水分子?(已知1 mol 水的质量为18 g ,地球的表面积约为5×1014m 2,结果保留一位有效数字)解析:1 g 水的分子数N =mMN A① 1 cm 2的分子数 n =N S S 0②由①②得n ≈7×103个. 答案:7×103个14.(12分)目前,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500 mL ,空气的摩尔质量M =2.9×10-2kg/mol.按标准状况计算,N A =6.0×1023mol -1,试估算:(保留两位有效数字)(1)空气分子的平均质量是多少? (2)一瓶纯净空气的质量是多少? (3)一瓶气体约有多少个气体分子?解析:(1)空气分子的平均质量m =M N A =29×10-36.0×1023 kg ≈4.8×10-26kg. (2)一瓶纯净空气的质量m 空=ρV 瓶=MV 瓶V m =29×10-3×500×10-622.4×10-3kg ≈6.5×10-4kg. (3) 一瓶中气体分子数N =nN A =V 瓶V m ·N A =500×10-6×6.0×102322.4×10-3个≈1.3×1022个. 答案:(1)4.8×10-26kg (2)6.5×10-4kg(3)1.3×1022个。
课时跟踪检测(一)物体是由大量分子组成的1.[多选]在“用油膜法估测分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL,用注射器测得1 mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中每个小正方形方格的边长均为1 cm,下列说法正确的是()A.实验时将油酸分子看成球体B.实验时不考虑各油酸分子间的间隙C.测出分子直径后,就可以根据已知条件算出阿伏加德罗常数D.该实验测出油酸分子的直径约是6.5×10-8 mE.使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜解析:选ABE“用油膜法估测分子的大小”实验,把一滴油酸酒精溶液滴到水面上,油酸在水面上要尽可能地散开,形成单分子油膜,把分子看成球体,单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径,故A、B、E正确。
1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V=180×0.61 000mL=7.5×10-6 mL,油膜所占格数约为115个,则面积S=115×1 cm2,分子直径d=VS≈6.5×10-8 cm=6.5×10-10 m,故D错。
而NA=摩尔体积分子体积,故C错。
2.[多选]某气体的摩尔质量为M,分子质量为m。
若1摩尔该气体的体积为V m,密度为ρ,则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为N A)()A.N AV m B.MmV mC.ρN AM D.ρN Am解析:选ABC根据题意,气体单位体积分子数是指单位体积气体分子的数量,选项A 中N A是指每摩尔该气体含有的气体分子数量,V m是指每摩尔该气体的体积,两者相除刚好得到单位体积该气体含有的分子数量,选项A正确;选项B中,摩尔质量M与分子质量m 相除刚好得到每摩尔该气体含有的气体分子数,即为N A,此时就与选项A相同了,故选项B 正确;选项C中,气体摩尔质量与其密度相除刚好得到气体的摩尔体积V m,所以选项C正确,D错误。
一、选择题1.(0分)[ID :129745]下列说法中正确的是( )A .气体对器壁的压强在数值上等于气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B .气体压强是由气体分子间的相互排斥而产生的C .气体分子热运动的平均动能减小,气体的压强一定减小D .单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大2.(0分)[ID :129743]下面关于分子力的说法中正确的有( )A .水很难被压缩,这一事实说明水分子间存在引力B .铁丝很难被拉长,这一事实说明铁丝分子间存在引力C .将打气管的出口端封住,向下压活塞,当空气被压缩到一定程度后很难再压缩,这一事实说明空气分子间表现为斥力D .磁铁可以吸引铁屑,这一事实说明分子间存在引力3.(0分)[ID :129740]关于布朗运动,下列说法中正确的是( )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 .固体微粒越小,温度越高,布朗运动就越明显D .因为布朗运动的激烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫作热运动4.(0分)[ID :129732]用电脑软件模拟两个相同分子在仅受相互间分子力作用下的运动。
将两个质量均为m 的A 、B 分子从x 轴上的-x 0和x 0处由静止释放,如图甲所示。
其中B 分子的速度v 随位置x 的变化关系如图乙所示。
取无限远处势能为零,下列说法正确的是( )A .A 、B 间距离为x 1时分子力为零B .A 、B 间距离为2(x 1-x 0)时分子力为零C .释放时A 、B 系统的分子势能为2212mv D .A 、B 间分子势能最小值为2221mv mv - 5.(0分)[ID :129728]若以M 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为在标准状况下水蒸气的质量密度,N A 为阿伏加德罗常数,m 、V 0分别表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式:其中( ) ①A V N mρ= ②A N M ρ= ③A M m N = ④ 0A V V N = A .①和②都是正确的B.①和③都是正确的C.③和④都是正确的D.①和④都是正确的6.(0分)[ID:129713]关于分子动理论,下列说法正确的是()A.相邻的两个分子之间的距离减小时,分子间的引力变小,斥力变大B.给自行车打气时,气筒压下后反弹是由分子斥力造成的C.用显微镜观察布朗运动,观察到的是液体分子的无规则运动D.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大7.(0分)[ID:129712]下列说法正确的是A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变8.(0分)[ID:129707]关于布朗运动,如下说法中不正确的是A.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B.布朗运动是液体分子无规则运动的反映C.悬浮微粒越小,布朗运动越显著D.液体温度越高,布朗运动越显著9.(0分)[ID:129697]儿童的肺活量约为2L,在标准状态下,空气的摩尔体积为22.4L/mol。
第1章分子动理论章末检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(共10小题,每小题4分)1.酒精和水混合后体积减小表明( ) A.分子间有相互作用力B.分子间有空隙C.分子永不停息地运动D.分子是微小的答案 B解析酒精与水混合后,由于酒精分子进入了水分子间的空隙内,故总体积在减小,故本现象说明分子间是有空隙的.2.下列现象中,不能用分子动理论来解释的是( ) A.白糖放入杯中,杯中的水会变甜B.大风吹起时,地上的尘土飞扬C.一滴红墨水滴入一杯水中,过一会杯中的水变成了红色D.把两块纯净的铅块用力压紧,两块铅合在了一起答案 B解析白糖加入热水中,水变甜.说明糖分子在永不停息的做无规则运动.故A正确;大风吹起时,地上的尘土飞扬,是物体在运动,属于机械运动.故B错误;一滴红墨水滴入一杯水中,过一会杯中的水变成了红色,分子在永不停息的做无规则运动,故C正确;把两块纯净的铅块用力压紧后,两个铅块的底面分子之间的距离比较大,表现为引力,使两个铅块结合在一起,用一定的拉力才能拉开.故D正确.3.下列关于分子动理论说法中正确的是( ) A.物体温度越高,则该物体内所有分子运动的速率都一定越大B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一定先减小后增大C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大D.显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停的作无规则运动,这就是液体分子的运动答案 C解析分子的平均速率随着温度的升高而增大,这是统计规律,温度升高时单个分子速率变化情况是不确定的,故A错误;只有明确了开始分子之间距离与r0的关系,才能进一步确定随着分子之间距离的变化分子力的变化情况,如若分子之间距离从r<r0处开始增大,则分子力先减小后增大再减小,故B错误;若分子之间距离开始小于r0,则随着分子距离的增大,分子势能先减小后增大,故C正确;在显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停的做无规则运动,是由于液体分子的撞击形成的,本质上是固体微粒的运动,反映了液体分子的无规则运动,故D错误.4.关于密闭容器中气体的压强,下列说法中正确的是( ) A.是由气体受到的重力所产生的B.是由气体间的相互作用力产生的C.是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的D.容器运动的速度越大,气体的压强也就越大答案 C解析气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁产生的,受单位体积内气体的分子数和气体的温度影响,而与气体的重力、容器的运动等因素都无关,故C项正确,A、B、D均不正确.5.固态物体中分子间的引力和斥力是同时存在的,则对其中的引力和斥力,下列说法中正确的是( ) A.当物体被压缩时,斥力增大,引力减小B.当物体被压缩时,斥力、引力都增大C.当物体被拉伸时,斥力减小,引力增大D.当物体被拉伸时,斥力、引力都增大答案 B解析物体被压缩时,分子间的引力和斥力都增大,只不过斥力增大得更快些,故A错、B对;当物体被拉伸时,引力和斥力都减小,只不过斥力减小得更快些,故C、D错.6.有甲、乙两个物体,已知甲的温度比乙的温度高,则可以肯定( ) A.甲物体的内能比乙物体的内能大B.甲物体含的热量比乙物体含的热量多C.甲物体分子的平均动能比乙物体分子的平均动能大D.如果降低相同的温度,甲比乙放出的热量多答案 C解析温度是分子平均动能的标志,温度高的物体,分子平均动能一定大,而内能则是所有分子动能、势能的总和,故温度高的物体内能不一定大,A错误、C正确;热量是热传递过程内能的改变,与内能的多少无关,故B错误;降低温度时,放出热量的多少与物体的质量及比热容有关,与温度高低无关,D错误.7.从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量( ) A.氧气的密度和阿伏加德罗常数B.氧气分子的体积和氧气的密度C.氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D.氧气分子的体积和氧气分子的质量答案 C解析已知氧气的密度和阿伏加德罗常数,可以求出单位体积氧气的质量,但求不出氧气的摩尔质量,故A错误;已知氧气分子的体积可以求出单位体积的分子数,已知氧气的密度可以求出单位体积的质量,知道单位体积的质量与分子个数,可以求出每个分子的质量,但求不出氧气的摩尔质量,故B错误;一摩尔氧气分子的质量是摩尔质量,一摩尔氧气含有阿伏加德罗常数个分子,已知氧气分子的质量和阿伏加德罗常数,可以求出氧气的摩尔质量,故C正确;已知氧气分子的体积和氧气分子的质量,求不出氧气的摩尔质量,故D错误.8.(2014·大纲全国)(双选)对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是( ) A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小答案BD解析对一定量的稀薄气体,压强变大,温度不一定升高,因此分子热运动不一定变得剧烈,A项错误;在保持压强不变时,如果气体体积变大则温度升高,分子热运动变得剧烈,选项B正确;在压强变大或变小时气体的体积可能变大,也可能变小或不变,因此选项C错、D对.9.我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作,PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物,可在显微镜下观察到,它漂浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后会进入血液对人体形成危害.矿物燃料燃烧时废弃物的排放是形成PM2.5的主要原因,下列关于PM2.5的说法中正确的是( ) A.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动B.温度越高,PM2.5的无规则运动越剧烈C.PM2.5的质量越小,其无规则运动越剧烈D.由于周围大量空气分子对PM2.5碰撞的不平衡,使其在空中做无规则运动答案 BCD解析 PM2.5是固体小颗粒,不是分子,故A 错误;温度越高,PM2.5的无规则运动越剧烈,故B 正确;PM2.5的质量越小,其无规则运动越剧烈,故C 正确;由于周围大量空气分子对PM2.5碰撞的不平衡,使其在空中做无规则运动,故D 正确.10.如图1所示,甲分子固定在坐标原点O 处,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1中曲线所示.F >0为斥力,F <0为引力,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( )图1A .乙分子由a 到b 做加速运动,由b 到c 做减速运动B .乙分子由a 到c 做加速运动,到达c 时速度最大C .乙分子由a 到c 的过程,动能先增大后减小D .乙分子由b 到d 的过程,两分子间的分子势能一直增加答案 B解析 乙分子由a 运动到c 的过程,一直受到甲分子的引力作用而做加速运动,到c 时速度达到最大,而后受到甲分子的斥力做减速运动,A 错误、B 正确;乙分子由a 到c 的过程所受引力做正功,分子势能一直减小,分子的动能一直增大,C 错误;乙分子由b 到d 的过程中,先是引力做正功,分子势能减小,后来克服斥力做功,分子势能增加,D 错误.二、实验、填空题(共2小题,16分)11.(8分)用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动,估计放大后的小炭粒的体积为V =0.1×10-9m 3,小炭粒的密度是ρ=2.25×103 kg/m 3,摩尔质量为M =12 g/mol ,阿伏加德罗常数为N A =6.0×1023mol -1,则小炭粒所含分子数为________个(保留两位有效数字).由此可知布朗运动________(选填“是”或“不是”)分子的运动.答案 5.2×1010 不是解析 长度放大600倍的显微镜可以把小炭粒的体积放大n =6003=2.16×108倍,故小炭粒的实际体积为V 0=V n,小炭粒的质量为m =ρV 0,1 mol 小炭粒中含有的分子数为N A ,由以上各式可得N =N A ρV nM,代入数据得:N ≈5.2×1010个.可见每一个小炭粒都含有大量的分子,由此可知,布朗运动不是分子的运动.12.(8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40 cm2,则估测出油酸分子的直径为________m.答案(1)②在量筒中加入N滴溶液③在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10-9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=VS=4.8×10-3×10-6×0.10%40×10-4m=1.2×10-9 m.三、计算题(共4小题,44分)13.(10分)已知汞的摩尔质量为M=200.5 g/mol,密度为ρ=13.6×103 kg/m3,求一个汞原子的质量和体积是多少?(结果保留两位有效数字)答案 3.3×10-22 g 2.4×10-29 m3解析由原子质量=摩尔质量阿伏加德罗常数得:m=200.56.02×1023g=3.3×10-22 g由原子体积=摩尔体积阿伏加德罗常数得:V=200.5×10-313.6×103×6.02×1023m3=2.4×10-29 m3.14.(10分)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3,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) 答案1×10-4(9×10-5~2×10-4)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) 则V 1V 0=ρ6m πd 3N A (或V 1V 0=ρmd 3N A ), 解得V 1V 0=1×10-4(9×10-5~2×10-4).15.(12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2所示.若质量为m =1×10-26 kg 的乙分子从r 3(r 3=12d ,d 为分子直径)处以v =100 m/s 的速度沿x 轴负方向向甲分子飞来,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?(选无穷远处分子势能为零)图2答案 5×10-23 J解析 在乙分子靠近甲分子的过程中,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.又因为无穷远处分子势能为零,当r =r 3时分子力为零,分子势能可认为为零,所以当速度为零时,分子势能最大.即E pm =ΔE k 减=12mv 2=12×10-26×1002 J =5×10-23 J.16.(12分)回答下列问题:(1)已知某气体的摩尔体积为V A ,摩尔质量为M A ,阿伏加德罗常数为N A ,由以上数据能否估算出每个分子的质量、每个分子的体积、分子之间的平均距离?(2)当物体体积增大时,分子势能一定增大吗?(3)在同一个坐标系中画出分子力F 和分子势能E p 随分子间距离的变化图象,要求表现出E p 最小值的位置及E p 变化的大致趋势.答案 见解析解析 (1)可估算出每个气体分子的质量m 0=M A N A ;由于气体分子间距较大,由V 0=V A N A求得的是一个分子平均占据的空间而不是一个气体分子的体积,故不能估算每个分子的体积;由d=3V0=3VAN A可求出分子之间的平均距离.(2)在r>r0范围内,当r增大时,分子力做负功,分子势能增大;在r<r0范围内,当r增大时,分子力做正功,分子势能减小;故不能说物体体积增大,分子势能一定增大,只能说当物体体积变化时,其对应的分子势能也变化.(3)。
一、选择题1.(0分)[ID :129715]根据分子动理论,物质分子之间的距离为某一个值0r 时,分子所受的斥力和引力相等,则此时( ) A .分子具有最大势能 B .分子具有最小势能 C .引力和斥力都是最大值 D .引力和斥力都是最小值2.(0分)[ID :129714]已知地球的半径为6.4×103km ,水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol ,阿伏加德罗常数为6.02×1023个/mol,设想将1g 水均匀地分布在地球表面,估算1m 2的地球表面上分布的水分数目约为( ) A .7×107个B .3×108个C .3×1011个D .7×1010个3.(0分)[ID :129711]如图所示,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,主要原因是( )A .铅分子做无规则热运动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4.(0分)[ID :129701]对于固体、液体和气体的物质来说,如果用M 表示摩尔质量,m 表示分子质量,ρ表示物质的密度,V 表示摩尔体积,V 0表示分子体积,N A 表示阿伏加德罗常数,下列关系中一定正确的是( ) A .N A =V V B .N A =V VC .A N mMD .Am N M5.(0分)[ID :129691]关于布朗运动,下列说法中正确的是( ) A .布朗运动就是液体分子的无规则运动B .布朗运动就是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动C .液体的温度越高,布朗运动越激烈D .悬浮的固体颗粒越大,布朗运动越明显6.(0分)[ID :129670]物理打开了微观世界的大门,使人们对自然界有了更清晰的认知,下列说法正确的是( )A .液体和固体难于被压缩,是由于它们的分子之间只存在斥力B .布朗运动实际上就是液体分子的运动C .分子间距离等于平衡位置距离时,分子势能一定最小D .只要知道阿伏伽德罗常数和物质的摩尔体积就可以估算分子的大小7.(0分)[ID:129668]通常把萝卜腌成成菜需要几天,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.萝卜分子间有间隙,易扩散B.盐分子太小,很容易进入萝卜中C.炒菜时温度高,分子热运动剧烈D.萝卜分子和盐分之子间在温度高时吸引力大8.(0分)[ID:129664]2020年3月3日,国家卫健委、国家中医药管理局下发通知,指出新冠病毒存在经气溶胶传播的可能。
一、选择题1.(0分)[ID :129751]密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大,该气体在温度T 1、T 2时的分子速率分布图像如图所示,则T 1( )T 2。
A .大于B .等于C .小于D .无法比较2.(0分)[ID :129750]分子势能p E 随分子间距离r 变化的图像(取r 趋近于无穷大时p E 为零),如图所示。
将两分子从相距r 处由静止释放,仅考虑这两个分子间的作用,则下列说法正确的是( )A .当2r r =时,释放两个分子,它们将开始远离B .当2r r =时,释放两个分子,它们将相互靠近C .当1r r =时,释放两个分子,2r r =时它们的速度最大D .当1r r =时,释放两个分子,它们的加速度先增大后减小 3.(0分)[ID :129749]下列说法正确的是( ) ①分子间引力随着分子距离的减小而增大 ②分子间斥力随着分子距离的减小而增大 ③分子间势能随着分子间距离的减小而增大④当两分子间势能最小时,引力和斥力大小相等 A .①②④B .③④C .①②③D .①③4.(0分)[ID :129746]对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是( ) A .温度高的物体其内能和分子平均动能一定大B .布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动C .当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,但斥力减小得更快,所以分子间的作用力总表现为引力D .当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 5.(0分)[ID :129742]下列说法正确的是( ) A .给自行车的轮胎打气越来越困难,说明分子间存在斥力 B .把两块纯净的铅压紧后会“粘”在一起,说明分子之间存在引力 C .一定质量的某种气体,温度升高时压强一定增大 D .气体压强的大小只与温度和气体分子的总数有关 6.(0分)[ID :129737]下列关于布朗运动的说法,正确的是( ) A .布朗运动是液体分子的无规则运动B .液体温度越高,悬浮粒子越大,布朗运动越剧烈C .布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D .布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的7.(0分)[ID :129734]若以M 表示水的摩尔质量,V m 表示标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ表示标准状态下水蒸气的密度,N A 表示阿伏伽德罗常数,m 和V 分别表示每个水分子的质量和体积,下列关系正确的是( ) A .A VN mρ=B .m A V N V =⋅C .A MN Vρ<D .AM m N >8.(0分)[ID :129724]在油膜实验中,体积为V 的某种油,形成直径为d 的圆形油膜,则油分子的直径近似为( )A .22V d πB .22V d πC .24d Vπ D .24Vd π 9.(0分)[ID :129714]已知地球的半径为6.4×103km ,水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol ,阿伏加德罗常数为6.02×1023个/mol,设想将1g 水均匀地分布在地球表面,估算1m 2的地球表面上分布的水分数目约为( ) A .7×107个B .3×108个C .3×1011个D .7×1010个10.(0分)[ID :129711]如图所示,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,主要原因是( )A .铅分子做无规则热运动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11.(0分)[ID :129690]下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是( ) A .分子间距离减小时分子势能一定减小B .温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈C .物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D .非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性12.(0分)[ID :129665]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r 0。
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课时跟踪检测(一) 分子动理论的基本观点
一、选择题
1.(多选)下面所列举的现象,能说明分子是不断运动着的有( )
A.将香水瓶盖打开后能闻得到香味
B.汽车开过后,公路上尘土飞扬
C.洒在地上的水,过一段时间就干了
D.悬浮在水中的花粉做无规则的运动
2. (广东高考)如图1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,主要原因是( )
图1
A.铅分子做无规则热运动
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
3.(北京高考)下列说法正确的是( )
A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动
B.液体分子的无规则运动称为布朗运动
C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加
D.物体对外界做功,其内能一定减少
4.当两个分子间的距离为r0时,正好处于平衡状态,下列关于分子间作用力与分子间
距离的关系的说法正确的是( )
A.当分子间的距离r<r0时,它们之间只有斥力作用
B.当分子间的距离r=r0时,分子处于平衡状态,不受力
C.在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,且
斥力比引力减小得快
D.在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间相互作用力的合力在逐渐减
小
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5.(多选)在观察布朗运动的实验过程中,每隔5 s记录下颗粒的位置,最后将这些位
置用直线依次连接,如图2所示。下列说法错误的是( )
图2
A.由图可以看出布朗运动是无规则的
B.图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹
C.若对比不同温度下的轨迹,可以看出温度高时布朗运动显著
D.若对比不同大小颗粒的轨迹,可以看出颗粒越小,布朗运动越显著
6.如图3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( )
图3
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 m
B.ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为10-10 m
C.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.若两个分子间距离越来越大,则分子力越来越大
二、非选择题
7.巴西著名足球运动员卡洛斯的肺活量能达到7 600 mL,据此估算他吸入的空气分子
总数约为______个,吸入的气体分子间的平均距离为________m,依据上述条件________(选
填“能”或“不能”)求得分子的直径。(取一位有效数字,NA=6.02×1023 mol-1)
8.8 g氧气所含的分子个数为多少?估算在标准状况下氧气分子的平均距离约为多少?
答案
1.选ACD 扩散现象和布朗运动都能说明(直接和间接)分子在不停地做无规则运动。
香水的扩散、水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中花粉的运动都说明了分子是不断运动
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的,故A、C、D均正确;而尘土不是单个分子,而是颗粒,尘土飞扬不是分子的热运动。
2.选D 下面的铅柱不脱落,说明铅柱受到一个向上的力的作用,A项错误;大气对铅
柱有向上的压力,但是远远不足以抵消铅柱的重力,因此B项错误;铅柱间的万有引力太小,
远小于铅柱的重力,C项错误;由于铅柱间存在着分子引力的作用,故下面的铅柱才不脱落,
D项正确。
3.选A 本题考查布朗运动、热力学第一定律,意在考查考生的理解能力。悬浮在液
体中的小颗粒的无规则运动称为布朗运动,它反映了液体分子的无规则运动,则A项正确,
B项错误;物体从外界吸收热量,由于做功情况未知,其内能不一定增加;同理,物体对外
界做功,其内能不一定减少,则C、D两项错误。
4.选C 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的,当r=r0时,f引=f斥,每个分
子所受的合力为零,并非不受力;当r
错误。在分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都减小,且斥力
比引力减小得快,分子间作用力的合力先减小到零,再增大后减小到零,故C正确,D错误。
5.选BCD 由于是每隔5 s记录下颗粒的位置,最后将这些位置用直线依次连接,但
并不知道这5 s内颗粒的运动轨迹(其实这5 s内的轨迹也是无规则的),所以记录下的并不
是颗粒的实际运动轨迹。单从题图中看不出温度与颗粒大小对布朗运动的影响。
6.选B 分子间同时存在着引力和斥力,且都随r的增大而减小,斥力变化得比引力
快,当r=r0=10-10 m(数量级)时引力和斥力相等,故A项错误、B项正确。当r>10-10m(数
量级)时引力大于斥力,分子力表现为引力,故C项错。当r
故D项错。
7.解析:标准状况下气体的摩尔体积为V0=22.4 L·mol-1,则卡洛斯吸入的气体摩尔
数为n=VV0,其吸入的分子总数N=nNA=VV0NA=7 600×10-322.4×6.02×1023个≈2×1023个;将
每个分子占用的空间体积均看成一个立方体,分子位于立方体中央,则立方体边长与分子间
的平均距离等值,即d= 3VN=3×10-9 m;气体分子间距较大,无法通过已知量求得气体
分子体积及分子直径。
答案:2×1023 3×10-9 不能
8.解析:氧气的摩尔质量M=32 g/mol,阿伏伽德罗常数为NA=6.02×1023 mol-1,则
8 g氧气所含的分子个数为
N=mMN
A
=832×6.02×1023个=1.5×1023个。
又1 mol任何气体在标准状况下的体积为22.4升,
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每个氧气分子平均占据的空间体积
V
0
=VNA=22.4×10-36.02×1023 m3≈3.7×10-26 m3
把每个空气分子占据的空间看成一个小立方体,则分子间平均距离d=3V0=
3
3.7×10-26 m≈3×10-9 m。
答案:1.5×1023个 3×10-9 m