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第一章分子動理論單元練習--2024-2025學年高二物理人教版(2019)選擇性必修第三冊(含解析)

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第一章分子動理論單元練習--2024-2025學年高二物理人教版(2019)選擇性必修第三冊(含解析)

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第一章分子動理論單元練習1--2024-2025學年高二物理人教版(2019)選擇性必修第三冊
學校:___________姓名:___________班級:___________考號:___________
一、單選題
1.在“用油膜法估測油酸分子大小”的實驗中,選出需要的實驗操作并按操作先后順序排列正確的是( )
A.①③④② B.①⑤③② C.①⑤④② D.①④⑤②
2.在“用油膜法估測分子大小”的實驗中,下列說法正確的是( )
A.將油膜看作單層分子薄膜,且不考慮油酸分子間的空隙
B.分子直徑等于油酸酒精溶液的體積與油膜的面積之比
C.利用畫有油膜輪廓的坐標方格計算油膜面積時,舍去所有不足一格的方格
D.若油酸未完全散開,會使測出的分子直徑偏小
3.下列說法正確的是(  )
A.布朗運動就是液體分子的無規則運動
B.當分子間的距離rC.擴散現象可以作為物質分子永不停息地做無規則運動的證據
D.甲比乙溫度高,則甲的所有分子都會比乙的所有分子速率大
4.小華在家學做菜,廚房里菜香四溢,這個現象說明(  )
A.分子間存在空隙
B.分子間存在引力
C.分子間存在斥力
D.分子不停地做無規則運動
5.關于布朗運動,下列說法正確的是(  )
A.布朗運動是指在顯微鏡中看到的液體分子的無規則運動
B.布朗運動反映了固體分子永不停息的無規則運動
C.懸浮微粒越大,布朗運動越顯著
D.液體溫度越高,布朗運動越顯著
6.19世紀初,一些人觀察到,懸浮在液體中的小顆粒總在不停的運動。1827年,英國植物學家布朗首先在顯微鏡下研究了這種運動。后人把懸浮微粒的這種無規則運動叫作布朗運動。關于布朗運動,下列說法中正確的是( )
A.花粉微粒做布朗運動是因為花粉有生命
B.微粒越小,在某一瞬間液體分子撞擊作用的不平衡性越明顯,布朗運動越明顯
C.微粒越大,受到分子撞擊越多,因而,布朗運動越明顯
D.溫度越高布朗運動越明顯,是因為布朗微粒內分子運動越劇烈
7.如圖所示,是觀察布朗運動的實驗裝置的示意圖。用高倍顯微鏡觀察懸浮在液體中的小炭粒的運動情況。選三個小炭粒,每隔30s記錄一次它們的位置,然后用線段把這些位置按時間順序連接起來得到它們的位置連線圖。下列說法正確的是(  )
A.該實驗用顯微鏡觀察到的是液體分子的無規則運動
B.該實驗用顯微鏡觀察到的是小炭粒分子的無規則運動
C.這樣得到的位置連線圖就是該小炭粒實際的運動軌跡
D.小炭粒越小,液體的溫度越高,觀察到的布朗運動就越明顯
8.阿伏伽德羅常數是NA(mol-1),銅的摩爾質量是 M (kg/mol),銅的密度是ρ (kg/m3),則下列說法正確的是(  )
A.1 m3銅中所含的原子數為
B.一個銅原子的質量是
C.一個銅原子所占的體積是
D.1 kg銅所含有的原子數目是ρNA
9.如圖是氧氣分子在不同溫度和下的速率分布,是分子數所占的比例。由圖線信息可得到的正確結論是(  )
A.同一溫度下,速率大的氧氣分子數所占的比例大
B.時圖像的面積大于時的面積
C.溫度越高,一定速率范圍內的氧氣分子所占的比例越小
D.溫度升高使得速率較小的氧氣分子所占的比例變小
10.在做“用油膜法估測分子大小”的實驗后,某小組發現自己所測得的分子直徑明顯偏小,出現這種情況的可能原因是(  )
A.水面上痱子粉撒得太多,油膜沒有充分展開
B.求每滴溶液體積時,1mL溶液的滴數計少了
C.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進行計算
D.配制好的油酸酒精溶液長時間暴露在空氣中
二、多選題
11.如圖所示是分子間引力與分子間斥力隨分子間距離r變化的關系曲線,根據曲線,下列說法正確的是(  )

A.隨r的增大而增大
B.隨r的增大而增大
C.時,引力與斥力大小相等
D.引力與斥力都隨分子間距離r的增大而減小
12.若某種實際氣體分子之間的作用力表現為引力,則一定質量的該氣體內能的大小與氣體體積和溫度的關系是(  )
A.如果保持其體積不變,溫度升高,內能增大
B.如果保持其體積不變,溫度升高,內能減少
C.如果保持其溫度不變,體積增大,內能增大
D.如果保持其溫度不變,體積增大,內能減少
13.兩個分子從距離很遠到很難再靠近的過程中,下列說法正確的是( )
A.分子間作用力先增大后減小
B.分子間作用力表現為先是引力后是斥力
C.分子力表現為引力時,它隨距離的減小而增大
D.分子力表現為斥力時,它隨距離的增大而減小
14.觀察布朗運動的實驗過程中,每隔5 s記錄下顆粒的位置,最后將這些位置用直線依次連接,如圖所示,則下列說法正確的是(  )
A.由圖可以看出布朗運動是無規則的
B.圖中軌跡就是顆粒無規則運動的軌跡
C.若對比不同溫度下的軌跡,可以看出溫度高時布朗運動顯著
D.若對比不同顆粒大小時的軌跡,可以看出顆粒小時布朗運動顯著
三、填空題
15.分子間的作用力
一、分子間有空隙
(1)氣體分子間有空隙:氣體很容易被 ,說明氣體分子之間存在著很大的空隙。
(2)液體分子間有空隙:水和酒精混合后總體積變 ,說明液體分子之間存在著空隙。
(3)固體分子間有空隙:壓在一起的金塊和鉛塊,各自的分子能 到對方的內部,說明固體分子之間也存在著空隙。
二、分子間的作用力
(1)分子間的作用力F跟分子間距離r的關系如圖1所示。
①當r②當r=r0時,分子間的作用力F為0;這個位置稱為 位置。
③當r>r0時,分子間的作用力F表現為引力。
(2)產生原因:由原子內部的帶電粒子的相互作用引起的。
16.阿伏加德羅常數
(1)定義:1 mol的任何物質都含有相同的粒子數,這個數量用 表示。
(2)數值:NA= 。
17.分子間有空隙
(1)氣體很容易被壓縮,說明氣體分子之間存在著很大的 。
(2)水和酒精混合后的總體積 了,表明液體分子間存在著空隙。
(3)壓在一起的金塊和鉛塊,各自的分子能 到對方的內部,表明固體分子之間也存在著空隙。
18.氧氣所含的分子個數為 個;在標準狀況下氧氣分子的平均距離約為 。(答案都保留三位有效數字)
四、實驗題
19.在“用油膜法估測油酸分子的大小” 實驗中:
(1)將1cm3的油酸溶于酒精,制成1000cm3的油酸精溶液,已知1cm3溶液有50滴。現取1滴油酸酒精溶液滴在水上,油酸在水面上形成一層簿層,其面積約為250cm2、由以上數據可估算出油酸分子的直徑約為 m(計算結果保留兩位有效數字)。
(2)某同學在實驗中的計算結果明顯偏小,可能的原因是 。
A.油酸還未完全散開
B.求每滴溶液的體積時,1cm3溶液的滴數少記了10滴
C.油酸酒精溶液久置,酒精揮發使溶液的濃度發生了變化
D.計算油膜面積時,將所有不足一格的方格都當作一個格來計算
20.物理量的測量
(1)測量1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。
①配制一定濃度的油酸酒精溶液。
②用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上的刻度讀取該段溶液的總體積,再把它一滴一滴地滴入燒杯中,記下液滴的總滴數。
③用它們的 除以 ,得到1滴油酸酒精溶液的體積。
④根據溶液濃度計算其所含純油酸的體積V。
(2)測量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積S。
①在淺盤里盛上水,一只手捏住盛有爽身粉的布袋,另一只手拍打,將爽身粉均勻地撒在水面上。
②用注射器向水面上滴1滴 形成一塊有輪廓的油膜。
③待油膜形狀穩定后,將事先準備好的帶有坐標方格的玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上
④根據畫有油膜輪廓的玻璃板上的坐標方格,計算輪廓范圍內正方形的個數,不足半個的 ,多于半個的算一個。
⑤把正方形的個數乘單個正方形的面積就得到
21.在用“油膜法估測分子大小”的實驗中,配制的油酸溶液中純油酸與溶液體積之比為,1mL該溶液可滴250滴,那么一滴溶液的體積是 mL,所以一滴溶液中純油酸的體積 cm3。若實驗中測得的結果如下表所示,則請根據所給數據通過計算填寫出表中空白處③ 、④ 的數值(結果保留二位有效數字)。
次數 1滴油酸溶液形成的油膜面積S/cm2 油酸分子直徑d/cm d的平均值/m
1 533 1.5×10-8 ④
2 493 1.6×10-8
3 563 ③
22.在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中,有下列實驗步驟:
①用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形狀穩定;
②往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水。待水面穩定后將適量的爽身粉均勻地撒在水面上;
③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上,計算出油膜的面積,根據油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小;
④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內一定體積時的總滴數,由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積;
⑤將玻璃板放在淺盤上,然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。
完成下列填空:
(1)上述步驟中,正確的順序是④ ;(填寫步驟前面的數字)
(2)實驗中要讓油酸在水面盡可能散開,形成單分子油膜,并將油膜分子看成球形且緊密排列,體現的物理思想方法為(  )
A.控制變量法 B.等效替代法 C.理想化模型法
(3)某組同學將1ml的油酸溶于酒精,制成1000ml的油酸酒精溶液;測得0.5ml的油酸酒精溶液有50滴。現取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上,測得所形成的油膜的面積是135cm2。由此估算出油酸分子的直徑為 m;(結果保留2位有效數字)
五、解答題
23.什么是理想氣體?試從宏觀角度和微觀角度分別說明。
24.已知水的密度為,水的摩爾質量M,阿伏加德羅常數為,求:
(1)體積為V的水中有多少個水分子?
(2)水分子的直徑有多大?
25.阿伏伽德羅常量是,銅的摩爾質量是M,銅的密度是,試推算出:
①1m3銅所含的原子數目的表達式;
②1個銅原子占有體積大小的表達式。
26.金剛石俗稱“金剛鉆”,也就是我們常說的鉆石,它是一種由純碳組成的礦物,也是自然界中最堅硬的物質。已知金剛石的密度ρ=4560 kg/m3碳原子的摩爾質量為1.2×10-2 kg/mol,現有一塊體積V=5.7×10-8 m3的金剛石,阿伏加德羅常數為6.02×1023 mol-1(計算結果保留2位有效數字)
(1)它含有多少個碳原子?
(2)假如金剛石中碳原子是緊密地堆在一起的,把金剛石中的碳原子看成球體,試估算碳原子的直徑。
試卷第1頁,共3頁
試卷第1頁,共3頁
《第一章分子動理論單元練習1--2024-2025學年高二物理人教版(2019)選擇性必修第三冊》參考答案
1.C
【知識點】油膜法測分子直徑的實驗步驟和數據處理
【詳解】操作過程是:
倒入適量水然后撒痱子粉,然后將1滴溶液滴在有痱子粉的淺盤里的水面上,等待形狀穩定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆描繪出油酸膜的形狀。所以從圖來看順序是:①⑤④②。
故選C。
2.A
【知識點】油膜法測分子直徑的原理和實驗方法、油膜法測分子直徑的誤差分析
【詳解】A.該實驗中,將油膜看作單層分子薄膜,且不考慮油酸分子間的空隙,A正確;
B.分子直徑等于滴入的油酸酒精溶液中所含純油酸的體積與油膜的面積之比,B錯誤;
C.利用畫有油膜輪廓的坐標方格計算油膜面積時,超過半格的算一格,不足半格的舍去,C錯誤;
D.若油酸未完全散開,導致測量的油膜面積偏小,會使測出的分子直徑偏大,D錯誤。
故選A。
3.C
【知識點】分子間的引力、斥力合力與距離的關系圖像、生活中的擴散現象、布朗運動的定義、現象和解釋、氣體溫度的微觀意義、氣體分子速率分布圖像
【詳解】A.布朗運動就是液體或氣體中懸浮顆粒的無規則運動,選項A錯誤;
B.當分子間的距離rC.擴散現象是分子永不停息的做無規則運動的結果,是分子永不停息的做無規則運動的證據,C正確;
D.甲溫度比乙溫度高,則甲物體分子平均動能比乙物體分子平均動能大,而甲物體分子平均速率不一定比乙物體分子平均速率大,且甲的所有分子也不會比乙的所有分子速率大,D錯誤。
故選C。
4.D
【知識點】生活中的擴散現象
【詳解】廚房里菜香四溢,屬于擴散現象,表明分子在永不停息地做無規則運動。
故選D。
5.D
【知識點】布朗運動的定義、現象和解釋、影響微粒布朗運動快慢的因素
【詳解】A.布朗運動是懸浮微粒的無規則運動,不是分子的無規則運動,A錯誤;
B.布朗運動反映的是液體(或氣體)分子的無規則運動,B錯誤;
C.布朗運動與懸浮微粒的大小有關,微粒越大,布朗運動越不明顯,C錯誤;
D.布朗運動與液體的溫度有關,溫度越高,布朗運動越顯著,D正確。
故選D。
6.B
【知識點】布朗運動的定義、現象和解釋、影響微粒布朗運動快慢的因素
【詳解】A.布朗運動是懸浮在液體表面的固體顆粒的無規則運動,是液體分子的無規則運動的表現,故A錯誤;
BC.微粒越小,在某一瞬間液體分子撞擊作用的不平衡性越明顯,布朗運動越明顯,故B正確、C錯誤;
D.液體溫度越高,液體分子熱運動越劇烈,液體中懸浮微粒的布朗運動越明顯,故D錯誤。
故選B。
7.D
【知識點】布朗運動微粒運動的觀測記錄圖象、影響微粒布朗運動快慢的因素
【詳解】AB.該實驗用顯微鏡觀察到的是小炭粒的無規則運動,并不是小炭粒分子的無規則運動,也不是液體分子的無規則運動, AB錯誤;
C.圖中記錄的是每隔一定時間小炭粒位置的連線,并不是小炭粒做布朗運動的軌跡,C錯誤;
D.小炭粒越小,液體分子同一時刻撞擊小炭粒產生的撞擊力越不平衡,液體的溫度越高,液體分子運動越激烈,觀察到的布朗運動就越明顯,D正確。
故選D。
8.B
【知識點】計算物質所含分子個數、物質的量、摩爾質量、分子質量之間的關系
【詳解】A.銅的質量為,物質的量為,故原子個數為
故A錯誤;
B.銅的摩爾質量是,故一個銅原子的質量為
故B正確;
C.銅中所含的原子數為,故一個銅原子所占的體積是
故C錯誤;
D.1kg銅的物質的量為,故含有的原子數目為
故D錯誤。
故選B。
9.D
【知識點】氣體溫度的微觀意義、氣體分子速率分布圖像
【詳解】A.由圖可知,中等速率氧氣分子數所占的比例大,故A錯誤;
B.100℃ 時圖像的面積等于 0℃ 時的面積,故B錯誤;
C.由圖可知,溫度越高,一定速率范圍內的氧氣分子所占的比例有高有低,故C錯誤;
D.由圖可知,從0℃升高100℃時,速率較小的氧氣分子所占的比例變小,故D正確。
故選D。
10.D
【知識點】油膜法測分子直徑的誤差分析
【詳解】A.水面上痱子粉撒得較多,油膜沒有充分展開,則測量的面積S偏小,導致結果計算偏大,故A不符合題意;
B.測量每滴油酸酒精溶液體積時,1mL溶液的滴數計少了,計算代入純油酸體積將偏大,測量直徑偏大,故B不符合題意;
C.計算時把油酸酒精溶液當成了純油酸,體積偏大,則d偏大,故C不符合題意;
D.如果所用的油酸酒精溶液長時間放置在空氣中,酒精揮發,導致油酸酒精溶液中的油酸體積分數增大,1滴油酸酒精溶液形成的面積偏大,則分子直徑的測量結果偏小,故D符合題意。
故選D。
11.CD
【知識點】分子間的引力、斥力合力與距離的關系圖像
【詳解】由圖可知,分子引力與分子斥力都隨分子間距離r的增大而減小。時,引力與斥力大小相等。
故選CD。
12.AC
【知識點】理解內能的概念
【詳解】AB.溫度升高,分子的平均動能變大,由于體積不變,所以分子間的分子勢能不變,故內能變大,故A正確,B錯誤;
CD.溫度不變,分子的平均動能不變,體積增大,分子間距離變大,則分子力做負功,分子勢能增加,內能增大,故C正確,D錯誤。
故選AC。
13.BD
【知識點】分子間的引力、斥力合力與距離的關系圖像
【詳解】兩個分子由距離很遠逐漸靠近到很難再靠近的過程中,分子間的作用力先是引力然后是斥力,分子力表現為引力時,它隨距離的減小先增大后減小;分子力表現為斥力時,分子力隨距離的增加而減小,則整個過程中分子力的大小將先增大再減小然后再增大,故AC錯誤,BD正確。
故選BD。
14.ACD
【知識點】影響微粒布朗運動快慢的因素、布朗運動的定義、現象和解釋
【詳解】A.從連線的無規則性可知布朗運動是無規則的,A正確;
B.由于是每隔5 s記錄下顆粒的位置,最后將這些位置用直線依次連接,但并不知道這5 s時間內顆粒的運動軌跡(其實這5 s內的軌跡也是無規則的),所以記錄下的并不是顆粒的實際運動軌跡,B錯誤;
CD.溫度越高,顆粒越小,布朗運動越顯著,C、D正確。
故選ACD。
15. 壓縮 小 擴散 平衡
【知識點】分子間的引力、斥力合力與距離的關系圖像、分子間存在間隙
【詳解】(1)[1]氣體很容易被壓縮。
(2)[2]水和酒精混合后總體積變小。
(3)[3]壓在一起的金塊和鉛塊,各自的分子能擴散到對方的內部。
(1)②[4]分子間作用力為零時,這個位置稱為平衡位置。
16.(1)阿伏加德羅常數
(2)
【知識點】物質的量、摩爾質量、分子質量之間的關系
【詳解】(1)根據定義,1mol 任何物質含有的相同粒子數用阿伏加德羅常數來表示。
(2)阿伏加德羅常數的近似數值為NA=。
17.(1)空隙
(2)變小
(3)擴散
【知識點】分子間的引力、斥力合力與距離的關系圖像
【詳解】(1)氣體容易被壓縮,是因為氣體分子間距離較大,存在很大的空隙,在外力作用下分子間距離可以減小。
(2)水和酒精混合后,由于水分子和酒精分子大小不同,且分子間存在空隙,它們會相互進入對方的空隙中,導致總體積變小。
(3)壓在一起的金塊和鉛塊,各自的分子能擴散到對方內部,這是因為固體分子也在不停地做無規則運動,同時表明固體分子之間存在空隙,使得分子能夠彼此進入對方 。
18.
【知識點】計算物質所含分子個數、計算分子的體積
【詳解】[1]氧氣的摩爾質量
阿伏加德羅常數
16g氧氣的摩爾數
氧氣分子個數為

[2]在標準狀況下氧氣的摩爾體積為
將氧氣分子占據的空間看做立方體,正方體的邊長設為,則每個氧氣分子占據的空間大小為

則氧氣分子的平均距離為
19. CD/DC
【知識點】油膜法測分子直徑的誤差分析、油膜法測分子直徑的實驗步驟和數據處理
【詳解】(1)[1]一滴油酸的體積為
油酸分子的直徑為
(2)[2]A.計算油酸分子直徑時要用到,油酸未完全散開,則S偏小,故直徑偏大,故A錯誤;
B.求每滴體積時,的溶液的滴數少記了10滴,由可知,體積V0偏大,則直徑偏大,故B錯誤;
C.油酸酒精溶液久置,酒精揮發使溶液的濃度變大,則S偏大,會導致計算結果偏小,故C正確;
D.計算油膜面積時,將所有不足一格的方格都當作一個格來計算,則S偏大,會導致計算結果偏小,故D正確。
故選CD。
20.(1) 總體積 總滴數
(2) 油酸酒精溶液 描下油膜的形狀 舍去 油膜的面積S
【知識點】油膜法測分子直徑的實驗步驟和數據處理
【詳解】(1)③[1][2]用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上的刻度讀取該段溶液的總體積,再把它一滴一滴地滴入燒杯中,記下液滴的總滴數,用它們的總體積除以總滴數,得到1滴油酸酒精溶液的體積。
(2)②[1]用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液,形成一塊有輪廓的油膜。
③[2]待油膜形狀穩定后,將事先準備好的帶有坐標方格的玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上描下油膜的形狀。
④[3]根據畫有油膜輪廓的玻璃板上的坐標方格,計算輪廓范圍內正方形的個數,不足半個的舍去,多于半個的算一個。
⑤[4]把正方形的個數乘單個正方形的面積就得到油膜面積S。
21.
【知識點】油膜法測分子直徑的實驗步驟和數據處理
【詳解】[1][2]油酸溶液中純油酸與溶液體積之比為,1mL該溶液可滴250滴,那么一滴溶液的體積是
一滴溶液中純油酸的體積
[3] 油酸分子直徑
[4] d的平均值
22.(1)②①⑤③
(2)C
(3)
【知識點】油膜法測分子直徑的實驗步驟和數據處理、油膜法測分子直徑的原理和實驗方法
【詳解】(1)實驗操作時要在淺盤放水、痱子粉,為油膜形成創造條件,然后是滴入油酸、測量油膜面積,計算油膜厚度(即油酸分子直徑),故正確順序為:④②①⑤③。
(2)實驗中要讓油酸在水面盡可能散開,形成單分子油膜,并將油膜分子看成球形且緊密排列,體現的物理思想方法為理想模型法。
故選C。
(3)一滴油酸酒精溶液的體積為
則油酸分子的直徑為
23.見詳解
【知識點】氣體壓強的微觀意義
【詳解】宏觀上,理想氣體是滿足理想氣體狀態方程的氣體,實際氣體在溫度不太低,壓強不太大的時候近似為理想氣體;微觀上,理想氣體中的氣體分子之間的距離很大,氣體分子間除碰撞外無相互作用。
24.(1);(2)
【知識點】計算分子的體積、計算物質所含分子個數
【詳解】(1)體積為V的水,密度為ρ,則質量為
水的物質的量為
水分子個數
解得
(2)水的摩爾體積為
將水分子視為球形,設水分子的直徑為d,則有每個水分子的體積為
水分子的直徑,則有
25.①;②
【知識點】物質的量、摩爾質量、分子質量之間的關系
【詳解】①1m3銅所含的原子數目的表達式
②1個銅原子占有體積大小的表達式
26.(1)1.3×1022個;(2)2.0×10-10 m
【知識點】計算分子的體積、計算物質所含分子個數
【詳解】(1)金剛石的質量
m=ρV=4560×5.7×10-8kg=2.6×10-4 kg
摩爾數為
碳原子數為
N=nNA=2.17×10-2×6.02×1023≈1.3×1022個
(2)一個碳原子的體積為
把金剛石中的碳原子看成球體,則由公式
代入數據可得碳原子直徑為
d≈2.0×10-10m
答案第1頁,共2頁
答案第1頁,共2頁第一章分子動理論單元練習2--2024-2025學年高二物理人教版(2019)選擇性必修第三冊
學校:___________姓名:___________班級:___________考號:___________
一、單選題
1.在“用油膜法估測分子大小”的實驗中,下列說法正確的是( )
A.將油膜看作單層分子薄膜,且不考慮油酸分子間的空隙
B.分子直徑等于油酸酒精溶液的體積與油膜的面積之比
C.利用畫有油膜輪廓的坐標方格計算油膜面積時,舍去所有不足一格的方格
D.若油酸未完全散開,會使測出的分子直徑偏小
2.關于布朗運動,下列說法正確的是(  )
A.布朗運動是指在顯微鏡中看到的液體分子的無規則運動
B.布朗運動反映了固體分子永不停息的無規則運動
C.懸浮微粒越大,布朗運動越顯著
D.液體溫度越高,布朗運動越顯著
3.生活中很多俗語、成語的內容都與物理知識有關,它們反映了人類在生活中對自然界的認知水平。下列俗語或成語中從物理學的角度分析正確的是(  )
A.“破鏡難圓”說明分子間沒有相互作用力
B.“送人玫瑰,手有余香”說明分子在不停地運動
C.“只聞其聲,不見其人”說明聲波在傳播過程中可以發生干涉
D.“隨波逐流”說明在波的傳播過程中介質中質點沿著波的傳播方向而遷移
4.如圖所示,是觀察布朗運動的實驗裝置的示意圖。用高倍顯微鏡觀察懸浮在液體中的小炭粒的運動情況。選三個小炭粒,每隔30s記錄一次它們的位置,然后用線段把這些位置按時間順序連接起來得到它們的位置連線圖。下列說法正確的是(  )
A.該實驗用顯微鏡觀察到的是液體分子的無規則運動
B.該實驗用顯微鏡觀察到的是小炭粒分子的無規則運動
C.這樣得到的位置連線圖就是該小炭粒實際的運動軌跡
D.小炭粒越小,液體的溫度越高,觀察到的布朗運動就越明顯
5.如圖所示為一定質量的氧氣分子在0℃和100℃兩種不同情況下速率分布圖像。下列說法正確的是(  )
A.圖中曲線反映了任意速率區間的氧氣分子數
B.曲線Ⅱ對應的每個分子的速率大于曲線Ⅰ對應每個分子的速率
C.兩種溫度下,氧氣分子的速率都呈“中間多,兩頭少”的分布
D.曲線Ⅰ對應氧氣的溫度為100℃
6.下列關于熱學知識的說法不正確的是(  )
A.固體、液體、氣體中都有擴散現象和布朗運動
B.擴散現象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關
C.水和酒精混合后總體積減小,說明分子間有空隙
D.當分子間的距離時,斥力等于引力,分子間作用力為零
7.分子間的作用力及分子勢能都與分子間的距離有關。如圖所示,如果用橫軸表示分子間的距離,縱軸表示分子力或分子勢能,下列說法正確的是(  )
A.如果縱軸正方向表示分子間的斥力,負方向表示分子間的引力,則曲線A表示斥力與分子間距的關系,曲線C表示引力與分子間距的關系,曲線D表示合力與分子間距的關系
B.如果縱軸表示分子勢能,則曲線B表示分子勢能與分子間距的關系
C.分子間距離無窮遠時,分子勢能最小
D.教室內空氣的分子勢能趨于零
8.1934年我國物理學家葛正權定量驗證了麥克斯韋的氣體分子速率分布規律.如圖所示為氧氣分子在不同溫度下的分子速率分布規律圖像,圖中實線1、2對應的溫度分別為、、則下列說法正確的是(  )
A.溫度大于溫度
B.、溫度下,某一速率區間的分子數占比可能相同
C.將、溫度下的氧氣混合后,對應的分子速率分布規律曲線下方的面積為曲線1和曲線2下方的面積之和
D.將、溫度下的氧氣混合后,對應的分子速率分布規律曲線可能是圖中的虛線
二、多選題
9.若某種實際氣體分子之間的作用力表現為引力,則一定質量的該氣體內能的大小與氣體體積和溫度的關系是(  )
A.如果保持其體積不變,溫度升高,內能增大
B.如果保持其體積不變,溫度升高,內能減少
C.如果保持其溫度不變,體積增大,內能增大
D.如果保持其溫度不變,體積增大,內能減少
10.鉆石是首飾、高強度鉆頭和刻刀等工具中的主要材料,設鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3),摩爾質量為M(單位為g/mol),阿伏加德羅常數為NA,已知1克拉=0.2 g,則下列選項正確的是( )
A.a克拉鉆石物質的量為
B.a克拉鉆石所含有的分子數為
C.每個鉆石分子直徑的表達式為 (單位為m)
D.a克拉鉆石的體積為
11.由于地球引力的作用,大氣被“吸”向地球,因而產生了壓力,大氣壓強與液體產生的壓強類似,測得地球表面大氣壓強為,大氣層的厚度為h,空氣的平均摩爾質量為M。已知地球大氣層的厚度遠小于地球的半徑R,阿伏加德羅常數為,重力加速度大小為g。下列說法正確的是(  )
A.地球表面空氣的總體積約為 B.空氣分子的平均密度為
C.空氣分子的總數為 D.空氣分子間的平均距離為
12.鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料,設鉆石的密度為ρ(單位為 kg/m3),摩爾質量為M(單位為g/mol),阿伏加德羅常數為NA。已知1克拉=0.2克,則(  )
A.a克拉鉆石所含有的分子數為
B.每個鉆石分子直徑的表達式為(單位為 m)
C.每個鉆石分子直徑的表達式為(單位為 m)
D.每個鉆石分子的質量為
三、填空題
13.物體是由大量分子組成的。在研究物體的熱運動性質和規律時,把組成物體的微粒統稱為 。
14.水的相對分子質量是18,水的密度,阿伏加德羅常數,則:
(1)水的摩爾質量 或 ;
(2)水的摩爾體積 ;
(3)一個水分子的體積 ;
(4)將水分子看作球體,水分子的直徑 m。
四、實驗題
15.在做“用油膜法估測油酸分子大小”的實驗中,已知實驗室中配制的油酸酒精溶液為每1000mL溶液中有純油酸0.05mL,又用注射器測得每100滴這種油酸酒精溶液的總體積為5mL,將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上,在玻璃板上描出油膜的邊界線,再把玻璃板放在畫有邊長為1cm的正方形小格的紙上(如圖所示),測得油膜占有的小正方形個數為X。
(1)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V0= mL。
(2)從圖中可數出小正方形的有效個數X= 個,油膜的面積S= cm2。
(3)油酸分子的直徑大小D= m(結果保留2位有效數字)。
16.用油膜法估測油酸分子的大小
在“用油膜法估測分子直徑”實驗體現了通過對宏觀的測量來實現對微觀量的間接測量的方法。
(1)甲同學配制好油酸酒精溶液,并測出一滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積為V,之后又進行了下列操作,其中錯誤的一項是 ;其余正確操作的合理順序是 。

A.將一滴純油酸滴到水面上,讓它在水面上自由地擴展為油酸膜
B.將一滴油酸酒精溶液滴到水面上,讓它在水面上自由地擴展為油酸膜
C.向淺水盤中倒入深的水,將痱子粉均勻地撒在水面上
D.將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上計算出油酸膜的面積S,再根據估算出油酸分子的直徑
E.將玻璃板蓋到淺水盤上,用彩筆將油酸膜的輪廓畫在玻璃板上。
(2)丙同學做完實驗后,發現自己所測的分子直徑d明顯偏大。出現這種情況的原因可能是 。
A.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進行計算
B.油酸酒精溶液長時間放置,酒精揮發使溶液的濃度發生了變化
C.水面上痱子粉撒得太多,油膜沒有充分展開
D.計算油膜面積時,將不完整的方格作為完整方格處理
17.在“用油膜法估測分子大小”的實驗中,所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.5mL,用注射器測得1mL上述溶液有80滴,把1滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中,待水面穩定后,得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示,圖中正方形格的邊長為1cm,則可求得:
(1)油酸薄膜的面積是 cm2;
(2)油酸分子的直徑是 m;(結果保留兩位有效數字)
(3)某同學實驗中最終得到的計算結果數據偏大,可能是由于 ;
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.計算油膜面積時,錯將全部不完整的方格作為完整方格處理
C.計算油膜面積時,舍去了所有不足一格的方格
D.水面上痱子粉撒得較多,油膜沒有充分展開
(4)利用單分子油膜法可以粗測分子大小和阿伏加德羅常數。如果已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S,這種油的密度為ρ,摩爾質量為M,則阿伏加德羅常數的表達式為 。(分子看成球體)
(5)本實驗體現的物理思想方法為 。
A.控制變量法 B.理想化模型 C.極限思想法 D.整體法與隔離法
五、解答題
18.由氣體分子速率分布規律可知,一般分子熱運動的速率很大,在之間,但是對放在幾米遠的香水,打開瓶蓋后要過一會兒才能聞到香味,這是什么緣故?
19.在觀察布朗運動時,從某微粒在A,點開始計時,每隔記下微粒的一個位置,得到B、C、D、E、F、G等點,然后用直線按時間順序依次連接,得到如下圖所示的折線ABCDEFG。那么,微粒在末時的位置一定在CD線段的中點嗎?為什么?
20.公共場所禁止吸煙,我們知道被動吸煙比主動吸煙害處更大。一個高約2.8m、面積約10m2的兩人辦公室,若一人已經吸完了一根煙,另一人不吸煙,將吸煙者吸煙過程中呼出的空氣視為被污染的空氣,求不吸煙者一次呼吸大約吸入多少個被污染的空氣分子。(人正常呼吸一次吸入氣體300cm3,一根煙大約吸10次,1mol氣體的體積是22.4L)
試卷第1頁,共3頁
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《第一章分子動理論單元練習2--2024-2025學年高二物理人教版(2019)選擇性必修第三冊》參考答案
1.A
【知識點】油膜法測分子直徑的誤差分析、油膜法測分子直徑的原理和實驗方法
【詳解】A.該實驗中,將油膜看作單層分子薄膜,且不考慮油酸分子間的空隙,A正確;
B.分子直徑等于滴入的油酸酒精溶液中所含純油酸的體積與油膜的面積之比,B錯誤;
C.利用畫有油膜輪廓的坐標方格計算油膜面積時,超過半格的算一格,不足半格的舍去,C錯誤;
D.若油酸未完全散開,導致測量的油膜面積偏小,會使測出的分子直徑偏大,D錯誤。
故選A。
2.D
【知識點】布朗運動的定義、現象和解釋、影響微粒布朗運動快慢的因素
【詳解】A.布朗運動是懸浮微粒的無規則運動,不是分子的無規則運動,A錯誤;
B.布朗運動反映的是液體(或氣體)分子的無規則運動,B錯誤;
C.布朗運動與懸浮微粒的大小有關,微粒越大,布朗運動越不明顯,C錯誤;
D.布朗運動與液體的溫度有關,溫度越高,布朗運動越顯著,D正確。
故選D。
3.B
【知識點】分子間的引力、斥力合力與距離的關系圖像、機械波中質點振動的特點、波的衍射概念及產生明顯衍射的條件、擴散現象解釋分子熱運動
【詳解】A.“破鏡難圓”是由于分子間距較大,分子之間的相互作用力較小,不能說明分子間沒有相互作用力,故A錯誤;
B.“送人玫瑰,手有余香”手上留有香味分子,說明分子在不停地運動,故B正確;
C.“只聞其聲,不見其人”說明聲波在傳播過程中可以發生衍射,故C錯誤;
D.在波的傳播過程中介質中質點在平衡位置附近做簡諧振動,并不沿著波的傳播方向遷移,故D錯誤。
故選B。
4.D
【知識點】影響微粒布朗運動快慢的因素、布朗運動微粒運動的觀測記錄圖象
【詳解】AB.該實驗用顯微鏡觀察到的是小炭粒的無規則運動,并不是小炭粒分子的無規則運動,也不是液體分子的無規則運動, AB錯誤;
C.圖中記錄的是每隔一定時間小炭粒位置的連線,并不是小炭粒做布朗運動的軌跡,C錯誤;
D.小炭粒越小,液體分子同一時刻撞擊小炭粒產生的撞擊力越不平衡,液體的溫度越高,液體分子運動越激烈,觀察到的布朗運動就越明顯,D正確。
故選D。
5.C
【知識點】氣體溫度的微觀意義、氣體分子速率分布圖像
【詳解】A.由圖可知,圖中曲線反映了任意速率區間的氧氣分子數占總分子數的百分比,并不是反映了任意速率區間的氧氣分子數,故A錯誤;
B.溫度是分子熱運動平均動能的標志,是大量分子運動的統計規律,對單個分子沒有意義,溫度越高,平均動能越大,故平均速率越大,但并不是每個分子運動速率都大,故B錯誤;
C.由圖可知,兩種溫度下,氧氣分子的速率都呈“中間多,兩頭少”的分布,故C正確;
D.由圖可知,分子總數目是一定的,故圖線與橫軸包圍的面積是100%,100℃氧氣與0℃氧氣相比,速率大的分子數比例多,故曲線Ⅱ對應氧氣的溫度為100℃,故D錯誤。
故選C。
6.A
【知識點】分子間的引力、斥力合力與距離的關系圖像、分子間存在間隙、影響微粒布朗運動快慢的因素
【詳解】A.布朗運動只能在氣體和液體中發生,不能在固體中發生,故A錯誤;
B.溫度是分子熱運動劇烈程度的標志,溫度越高,分子運動越劇烈,擴散現象和布朗運動越明顯,故B正確;
C.因為分子間有空隙,所以水和酒精混合后總體積減小,故C正確;
D.據分子間作用力與分子間距離的關系,當分子間的距離r=r0時,斥力等于引力,分子間作用力為零,故D正確。
故選A。
7.D
【知識點】分子間的引力、斥力合力與距離的關系圖像、分子勢能隨間距的變化E-r圖
【詳解】A.如果縱軸正方向表示分子間的斥力,負方向表示分子間的引力,則曲線A表示斥力與分子間距的關系,曲線C表示引力與分子間距的關系,曲線B表示合力與分子間距的關系,A錯誤;
B.如果縱軸表示分子勢能,則曲線D表示分子勢能與分子間距的關系,B錯誤;
C.分子間距離為時,分子勢能最小,C錯誤;
D.教室內空氣分子間距可視為,分子勢能趨于零,D正確。
故選D。
8.B
【知識點】氣體溫度的微觀意義、氣體分子速率分布圖像
【詳解】A.溫度越高,分子熱運動越激烈,速率大的分子所占的比例大,由圖可知曲線2速率大的分子所占的比例比曲線1速率大的分子所占的比例大,故溫度高于溫度,A錯誤;
B.、溫度下,實線1、2相較于一點,即該速率區間的分子數占相同,B正確;
C.由圖可知,在兩種不同情況下各速率區間的分子數占總分子數的百分比與分子速率間的關系圖線與橫軸所圍面積都應該等于1,故將、溫度下的氧氣混合后,對應的分子速率分布規律曲線下方的面積仍為1,C錯誤;
D.將、溫度下的氧氣混合后,溫度不會比的溫度更低,故對應的分子速率分布規律曲線不可能是圖中的虛線,D錯誤。
故選B。
9.AC
【知識點】理解內能的概念
【詳解】AB.溫度升高,分子的平均動能變大,由于體積不變,所以分子間的分子勢能不變,故內能變大,故A正確,B錯誤;
CD.溫度不變,分子的平均動能不變,體積增大,分子間距離變大,則分子力做負功,分子勢能增加,內能增大,故C正確,D錯誤。
故選AC。
10.ABC
【知識點】計算分子的體積、物質的量、摩爾質量、分子質量之間的關系、計算物質所含分子個數、計算物質的體積
【詳解】A.a克拉鉆石物質的量為
故A正確;
B.a克拉鉆石所含有的分子數為
故B正確;
C.每個鉆石分子直徑設為d,則有

解得
故C正確;
D.a克拉鉆石的體積為
故D錯誤;
故選ABC。
11.ABD
【知識點】物質的量、摩爾質量、分子質量之間的關系、計算物質所含分子個數
【詳解】A.大氣的體積為
故A正確;
B.根據上述
解得
故B正確;
C.設大氣層中氣體的質量為m,地球的表面積為S,由大氣壓強產生的原因可知
解得
故C錯誤;
D.氣體分子之間的距離為
故D正確。
故選ABD。
12.BD
【知識點】計算分子的體積、物質的量、摩爾質量、分子質量之間的關系、計算物質所含分子個數
【詳解】A.a克拉鉆石物質的量(摩爾數)為
所含分子數
故A錯誤;
BC.鉆石的摩爾體積
每個鉆石分子的體積
設鉆石分子的直徑為d,則
聯立解得
故B正確、C錯誤;
D.根據阿伏加德羅常數的意義可知,每個鉆石分子的質量
故D正確。
故選BD。
13.分子
【知識點】物質是由大量分子組成的
【詳解】在研究物體的熱運動性質和規律時,為了方便研究,把組成物體的微觀粒子,不管是分子、原子還是離子等,都統稱為分子。
14.(1) 18
(2)
(3)
(4)
【知識點】物質的量、摩爾質量、分子質量之間的關系
【詳解】(1)[1][2]水的摩爾質量為或。
(2)水的摩爾體積
(3)一個水分子的體積
(4)將水分子視為球體,有
水分子的直徑
15.(1)
(2) 55 55
(3)
【知識點】油膜法測分子直徑的實驗步驟和數據處理
【詳解】(1)由題意可知,一滴油酸酒精溶液的體積
其中純油酸的體積
(2)[1]超過半格的算一個,不足半格的舍去,從圖中可數出小正方形的有效個數
X=55
[2]所形成的油膜的面積為
(3)純油酸的體積
16. A CBED AC
【知識點】油膜法測分子直徑的誤差分析、油膜法測分子直徑的實驗步驟和數據處理、油膜法測分子直徑的原理和實驗方法
【詳解】(1)[1]為使油酸均勻地擴散在水面上,應將一滴油酸酒精溶液滴到水面上,讓它在水面上自由地擴展為油酸膜,并不是用一滴純油酸滴在水面上。
故選A。
[2]“用油膜法估測分子直徑”實驗正確操作的合理順序是:1、準備淺水盤;2、接著配制酒精油酸溶液;3、然后測得一滴酒精油酸溶液的體積;4、向淺水盤中倒入深的水,將痱子粉均勻地撒在水面上;5、再將一滴油酸酒精溶液滴到水面上,讓它在水面上自由地擴展為油酸膜;6、將玻璃板蓋到淺水盤上,用彩筆將油酸膜的輪廓畫在玻璃板上;7、最后將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上計算出油酸膜的面積S,再根據估算出油酸分子的直徑,所以正確的順序是CBED。
(2)[3]A.由于
若將滴入的油酸酒精體積作為油酸體積計算,會使體積偏大,導致所測的分子直徑明顯偏大,故A正確;
B.若油酸酒精溶液長時間放置,酒精揮發使溶液的濃度變大,實驗數據仍按照揮發前的濃度計算,即算出的純油酸體積偏小,則所測的分子直徑明顯偏小,故B錯誤;
C.水面上痱子粉撒得太多,油膜沒有充分展開,即算出的油膜面積偏小,可知所測的分子直徑明顯偏大,故C正確;
D.計算油膜面積時,將不完整的方格作為完整方格處理,則算出的油膜層面積偏大,所測的分子直徑明顯偏小,故D錯誤。
故選AC。
17. 71(70~72均正確) 8.8×10-10(8.7×10-10~8.9×10-10均正確) CD#DC B
【知識點】油膜法測分子直徑的誤差分析、油膜法測分子直徑的實驗步驟和數據處理
【詳解】(1)[1]輪廓包圍方格約為71個,故油酸薄膜的面積為
(2)[2]每滴溶液中含有純油酸的體積為
油酸分子的直徑為
(3)[3]A.如果油膜中含有大量未溶解的酒精,導致油酸的實際面積比統計面積小,計算時采用統計的油酸面積S偏大,由可知,油酸分子直徑d的計算值將比真實值偏小,故A錯誤。
B.計算油膜面積時,如果錯將全部不完整的方格作為完整方格處理,導致統計的油膜面積比實際油膜面積大,計算結果將偏小,故B錯誤。
C.如果計算油膜面積時,舍去了所有不足一格的方格,導致統計的油膜面積偏小,計算結果將偏大,故C正確。
D.如果水面上痱子粉撒得較多,油酸沒有充分展開,導致統計的油酸面積比充分展開的油酸面積小,計算結果將偏大,故D正確。
故選CD。
(4)[4]油分子個數為
個,油分子的物質的量為
故阿伏加德羅常數為
(5)[5]實驗中把油酸分子簡化為球形,忽略分子間隙,并且認為油膜為單層分子,是一種理想化模型。
故選B。
18.見解析
【知識點】生活中的擴散現象
【詳解】雖然氣體分子運動的速率比較大,但由于分子運動不是勻速直線運動,分子的運動是無規則的,并且與空氣分子不斷碰撞,聞到香味需要足夠多的香水分子,因此房間里的人要過一會才能聞到香味。
19.不可以;布朗運動無法預測確定位置
【知識點】布朗運動的定義、現象和解釋
【詳解】不一定,因為布朗運動是微粒的無規則運動,無法確定末時的具體位置。
20.
【知識點】計算物質所含分子個數
【詳解】吸煙者抽一根煙呼出被污染空氣的總體積為cm3,含有空氣分子數
辦公室1m3空間內含被污染的空氣分子數為
被動吸煙者一次吸入被污染的空氣分子數
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