第一章分子动理论 单元试卷（含答案）－2021年高中物理人教版（新教材）选择性必修第三册

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1、第一章分子动理论第一章分子动理论 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本大题共 12 个小题，每小题 5 分，共 60 分。其中 18 题为单项选择题，912 题为多项选择题) 1.把冰分子看成一个球体，不计冰分子间空隙，则由冰的密度 9102 kg/m3，可估算得冰分 子直径的数量级是( ) A.10 8 m B.10 10 m C.10 12 m D.10 14 m 解析 冰的摩尔体积 VM 18 g/mol 9105 g/m3210 5 m3/mol，单个冰分子体积 V0 V NA0.3310 28 m3，由 D 3 6V0 可知 B 正确。 答案 B 2.下列关于布朗运

2、动的叙述，正确的是( ) A.固体小微粒做布朗运动是由于固体小微粒内部的分子运动引起的 B.液体的温度越低，悬浮小微粒的运动越缓慢，当液体的温度降到零摄氏度时，固体小微粒的 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.固体小微粒做布朗运动是液体分子对小微粒的碰撞引起的 解析 固体小微粒的运动是由于液体分子的无规则运动引起的，故 A 错误，D 正确；温度越 低，小微粒的运动由于液体分子的运动减慢而减慢，但即使降到零摄氏度，液体分子还是在运 动的，故布朗运动是不会停止的，B 错误；冻结在冰块中的小碳粒不做布朗运动的原因是因为 受力平衡而不是由于水分子不运动

3、(水分子不可能停止运动，因为热运动是永不停止的)，故 C 错误。 答案 D 3.下列现象中不能说明分子做无规则运动的是( ) A.香水瓶打开盖，香味充满房间 B.汽车驶过后扬起灰尘 C.糖放入水中，一会儿整杯水变甜了 D.衣箱里卫生球不断变小，衣服充满卫生球味 解析 香味充满房间、整杯水变甜及衣服充满卫生球味都是分子做无规则运动的结果，而灰尘 是固体微粒，它的运动不是分子的运动，故选 B。 答案 B 4.下列现象中，叙述正确的是( ) A.把碳素墨水滴入清水中，稀释后，借助显微镜能够观察到布朗运动现象，这是碳分子无规则 运动引起的 B.在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸，这是食盐分子的扩

4、散现象 C.把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果铅和金就互相渗入而 连在一起，这是两种金属分别做布朗运动的结果 D.用手捏面包，面包体积会缩小，这是因为分子间有空隙 解析 把碳素墨水滴入清水中稀释后，借助显微镜能观察到布朗运动现象，这是由于水分子的 无规则运动引起的，A 错误；B、C 都是扩散现象，B 正确，C 错误；手捏面包，面包体积变 小，说明面包颗粒之间有间隙，而不是分子间有间隙，D 错误。 答案 B 5.分子的热运动是指( ) A.扩散运动 B.热胀冷缩 C.布朗运动 D.物体分子的无规则运动 解析 分子的热运动是指分子的无规则运动， 扩散现象和布朗运动仅是分

5、子热运动的两个实例； 热胀冷缩现象只能说明温度发生变化时，分子间距离发生变化。故只有 D 正确。 答案 D 6.关于物体的内能，正确的说法是( ) A.温度、质量相同的物体具有相等的内能 B.物体的内能与物体的体积有关 C.机械能越大的物体，内能也一定越大 D.温度相同的物体具有相同的内能 解析 物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能。温度相同分子平均动能相同， 质量相同分子个数不一定相同，分子势能也不一定相同，故 A、D 错误；物体的内能与机械能 没有必然的联系， 内能与热运动相对应， 机械能与机械运动相对应， 内能由物体的温度、 体积、 分子数决定，而机械能由物体运动的速度、离地

6、高度等条件决定，故 C 错误，B 正确。 答案 B 7.下列现象可以说明分子间有引力的是( ) A.用粉笔在黑板上写字留下字迹 B.两个带异种电荷的小球相互吸引 C.用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小的纸屑 D.磁体吸引附近的小铁钉 解析 毛皮摩擦的橡胶棒能吸引轻小的纸屑及两个带异种电荷的小球相吸是静电力的作用， 磁 铁吸引附近的小铁钉的力是磁场力，二者跟分子力是不同性质的力，故 B、C、D 错误；粉笔 字留在黑板上是由于粉笔的分子与黑板的分子间存在引力的结果，故 A 正确。 答案 A 8.晶须是一种发展中的高强度材料， 它是一些非常细的、 非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体。 现有一根铁质晶须，

7、直径为 d，用大小为 F 的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形。已 知铁的密度为 ，铁的摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，则拉断过程中相邻铁原子之间 的相互作用力是( ) A. F d2 M NA 1 3 B. F d2 6M NA 1 3 C. F d2 6M NA 2 3 D. F d2 M NA 2 3 解析 铁的摩尔体积 VM ，单个分子的体积 V0 M NA 又因为 V04 3r 3，所以分子的半径 r1 2 6M NA 1 3 分子的最大截面积 S0 4 6M NA 2 3 铁质晶须的横截面上的分子数 n d2 4 S0 拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力 F0F n

8、F d2 6M NA 2 3，所以选项 C 正确。 答案 C 9.对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( ) A.温度升高，气体中每个分子的动能都增大 B.从微观角度看，气体的压强取决于气体分子的平均动能和分子的密集程度 C.温度不变时，气体的体积减小，压强一定增大 D.气体的压强由分子密集程度、分子平均动能、重力共同决定 解析 温度升高时，分子平均动能增大，但每个分子的动能不一定都增大，A 错误；气体的压 强由分子密集程度和分子平均动能决定，与重力无关，B 正确，D 错误；温度不变，体积减小 时，气体分子平均动能不变，分子密集程度增大，压强一定增大，C 正确。 答案 BC 10.如图所示

9、，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， 则下列说法中正确的是( ) 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 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.若两个分子间距离增大，则分子势能也增大 D.由分子动理论可知，温度相同的氢气和氧气分子平均动能相等 解析 分子引力和分子斥力都会随着分子间距离的增大而减小，只是斥力减小得更快，由题图 可知，ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，分子引力和斥力大小相

10、等时，分子距离(即 e 点横坐标) 数量级为 10 10 m，A 错误，B 正确；两个分子间距离增大，若分子力表现为引力，分子力做 负功，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小，C 错误；分子平 均动能只与温度有关，即温度相同的氢气和氧气分子平均动能相等，D 正确。 答案 BD 11.把墨汁用水稀释后取出一滴放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是( ) A.在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒 B.小炭粒在不停地做无规则运动，即布朗运动 C.越小的炭粒，运动越明显 D.在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多的静止不

11、动的水分子组成的 解析 在光学显微镜下，只能看到悬浮的小炭粒，看不到水分子，故 A 错误；在显微镜下看 到小炭粒在不停地做无规则运动，即布朗运动，炭粒越小，运动越明显，故 B、C 正确；任何 分子都在不停地运动，D 错误。 答案 BC 12.关于扩散现象，下列说法正确的是( ) A.温度越高，扩散进行得越快 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 解析 扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，温度越高，分子的热运动越剧烈，扩散进行 得越快，A、C 正确；扩散现象是一种物理现象，不是化学反应，B 错误；扩散现象在气

12、体、 液体和固体中都能发生，D 正确。 答案 ACD 二、非选择题(本题共 4 小题，共 40 分) 13.(10 分)“用油膜法估测分子的大小”的实验方法及步骤如下： 向体积 V油1 mL 的油酸中加酒精，直至总量达到 V总500 mL； 用注射器吸取中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入 n100 滴时，测得其体积恰好是 V01 mL； 先往边长为 3040 cm 的浅盘里倒入 2 cm 深的水，然后将_均匀地撒在水面 上； 用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放 在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； 将画有油酸膜轮廓的玻璃

13、板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数 N，小 方格的边长 l20 mm。 根据以上信息，回答下列问题： (1)步骤中应填写：_。 (2)1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V是_ mL。 (3)油酸分子直径是_ m。(保留 1 位有效数字) 解析 (1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或细石膏粉。 (2)1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 VV 0V油 nV总 1 100 1 500 mL210 5 mL。 (3)根据大于半个方格的算一个， 小于半个方格的舍去， 油膜形状占据的方格数大约为 113 个， 故面积 S1132020 mm24.52104 mm2 油酸分子

14、直径 dV S 210 5103 4.52104 mm410 7 mm 410 10 m。 答案 (1)痱子粉或细石膏粉 (2)210 5 (3)41010 14.(10 分)如图所示， IBM 的科学家在铜表面将 48 个铁原子排成圆圈， 形成半径为 7.13 nm“原 子围栏”，相邻铁原子间有间隙。估算原子平均间隙的大小。结果保留 1 位有效数字。(已知 铁的密度为 7.8103 kg/m3， 摩尔质量是 5.610 2 kg/mol， 阿伏加德罗常数 N A6.021023 mol 1) 解析 一个铁原子的体积 V M NA 铁原子的直径 D 3 6M NA 围栏中相邻铁原子的平均间隙

15、l2r n D 解得 l610 10 m。 答案 610 10 m 15.(10 分)如图所示，一棱长为 L 的立方体容器内充有密度为 的某种气体，已知该气体的摩 尔质量为 ，阿伏加德罗常数为 NA。求： (1)容器内气体的分子数； (2)气体分子间的平均间距。 解析 (1)气体质量为 mVL3 物质的量为 nm L3 分子数为 NnNAL 3NA 。 (2)设气体分子间的平均间距为 d 将分子占据的空间看做立方体，则有 Nd3L3 可得 d 3 NA。 答案 (1)L 3NA (2) 3 NA 16.(10 分)回答下列问题： (1)已知某气体的摩尔体积为 VA，摩尔质量为 MA，阿伏加德罗

16、常数为 NA，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 Ep随分子间距离的变化图像，要求表现出 Ep 最小值的位置及 Ep变化的大致趋势。 解析 (1)可估算出每个气体分子的质量 m0MA NA； 由于气体分子间距较大， 由 V0VA NA求得的是一个分子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 d3V0 3 VA NA可求出分子之间的平均距离。 (2)在 rr0范围内，当 r 增大时，分子力做负功，分子势能增大； 在 rr0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) 答案 见解析