1.1 分子动理论的基本内容 同步练习 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

第一章第一节 分子动理论的基本内容 【教材课后习题】 1.把铜块中的铜分子看成球形，且它们紧密排列，试估算铜分子的直径。铜的密度为，铜的摩尔质量为。 2.标准状态下氧气分子间的平均距离是多少？氧气的摩尔质量为气体处于标准状态时的体积为。 3.以下关于布朗运动的说法是否正确？说明理由。 （1）布朗运动就是分子的无规则运动。 （2）布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。 （3）向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚。这说明温度越高布朗运动越剧烈。 （4）在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动。 4.小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上（如图），于是得出结论：固体小颗粒的无规则运动证明水分子的运动是无规则的。小李不同意小张的结论，他认为：“小颗粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的，否则小颗粒怎么会沿直线运动？”对此，说说你的看法。 5.请描述：当两个分子间距离由逐渐增大，直至远大于时，分子间的作用力表现为引力还是斥力？当两个分子间距离由逐渐减小，分子间的作用力表现为引力还是斥力？ 【定点变式训练】 6.关于分子间作用力，下列说法正确的是( ) A.碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离太大，斥力大于引力 B.固体很难被拉伸，说明分子间存在引力，很难被压缩，说明分子间存在斥力 C.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 D.分子间作用力越大，分子的热稳定性就越大 7.我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧排放的烟尘是形成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布朗运动 B.温度越低，PM2.5运动越剧烈 C.PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当 D.PM2.5中颗粒大一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈 8.如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，以下关于布朗运动的说法正确的是( ) A.悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显 B.布朗运动就是液体分子的无规则运动 C.悬浮微粒的无规则运动，是悬浮微粒分子的无规则运动的结果 D.液体温度越高，悬浮微粒运动越剧烈 9.如图所示为记录液体中做布朗运动小颗粒的运动情况放大图。以小颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒的位置，得到B、C、D、E、F、G等点，用直线连接这些点，就得到了小颗粒位置变化的折线。下列说法中正确的是( ) A.图中记录的是小颗粒真实的运动轨迹 B.在第15s末时小颗粒位置一定在AB连线的中点 C.在第15s末时小颗粒位置一定不在AB连线的中点 D.小颗粒的运动情况间接地反映了液体分子的运动情况 10.钻石是首饰以及高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。设钻石的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，请写出质量为m的钻石所含有的分子数，推导钻石分子直径的表达式（计算时可认为组成钻石的分子是一个紧挨着一个的小球）。 答案以及解析 1.答案： 解析：根据铜的密度，铜的摩尔质量为，可知铜的分子数。 把铜分子看作球形，设其直径为d，则1个铜分子所占的体积大约为。因此有。 铜分子的直径。 2.答案： 解析：设在标准状态下，1 mol氧气所占的空间为V，分子间的平均距离为r，所以，一个氧气分子所占的空间，分子间的平均距离。 3.答案：（1）错误。 （2）错误。 （3）错误。 （4）正确。（理由见解析） 解析：（1）布朗运动是固体颗粒在流体（液体或气体）分子的频繁碰撞下所做的一种无规则运动。这些固体颗粒虽然要在光学显微镜下才能看到，但它们也是由大量分子组成的，属于宏观粒子，通过固体微粒的无规则运动可反映出液体（或气体）分子运动的无规则性，但布朗运动本身不是分子运动，在光学显微镜下是看不到分子运动的。 （2）布朗运动是固体小颗粒的运动，做布朗运动的每个固体小颗粒是由大量分子组成的，这些小颗粒在液体分子的频繁碰撞下做无规则运动，通过小颗粒的无规则运动间接反映了液体或气体分子的无规则运动。根据分子动理论可以知道，尽管组成固体小颗粒的分子在做无规则运动，但是，通过布朗运动我们无法推断出组成固体小颗粒的分子是否在做无规则运动。 （3）胡椒粉是由于热水的对流而运动的，而对流是靠宏观流动而实现的传热过程，在对流过程中伴有大量分子的定向移动。胡椒粉的翻滚是有一定规律的，它不是布朗运动。因此，此例不能说明温度越高，布朗运动越剧烈。 （4）在显微镜下观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，是小粒灰尘受到煤油分子不停地碰撞的结果。通过小粒灰尘运动的无规则性可以推知，煤油分子在做无规则运动。 4.答案：见解析 解析：小李的观点是错误的。图中的折线，并非细微粉笔颗粒的运动轨迹，而是每隔一定时间细微粉笔颗粒所在位置的连线，即使在这段时间内，细微粉笔颗粒的运动也是极不规则的，我们根本不能画出细微粉笔颗粒运动的轨迹。正因为细微粉笔颗粒在水分子不停地碰撞下所做的运动是无规则的，才能使我们认识到水分子运动的无规则性。 5.答案：见解析 解析：利用分子间作用力与距离r的关系图像来描述。当两分子间距离由逐渐增大时，分子间引力和斥力均在减小，斥力比引力减小得快，但由于引力大于斥力，分子间的作用力表现为引力。当分子间距离达到远大于时，引力和斥力均减小至接近于0，此时分子间作用力表现为。当两个分子间距离由。逐渐减小时，分子间引力和斥力均在增大，且斥力比引力增大得快，所以斥力大于引力，故分子间的作用力表现为斥力。 6.答案：B 解析：碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离太大，不存在作用力，选项A错误；固体很难被拉伸，说明分子间存在引力，很难被压缩，说明分子间存在斥力，选项B正确；气体分子间分子力（斥力）可忽略不计，选项C错误；分子间作用力影响分子的物理性质，不影响物质的化学性质，而分子的稳定性属于化学性质，选项D错误。 7.答案：A 解析：A.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动，故A项正确；B.PM2.5受到大量空气分子对它的无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击越剧烈，则PM2.5的运动越剧烈，反之温度越低，PM2.5运动越不剧烈，故B项错误；C.PM2.5是指空气中直径等于或小于的悬浮颗粒，而空气中氧气分子尺寸的数量级为，所以PM2.5的尺寸远大于空气中氧气分子的尺寸的数量级，故C项错误；D.PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，故D项错误。故选A。 8.答案：D 解析：A.悬浮微粒越大，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越多，液体分子对颗粒的撞击作用力越平衡，不平衡性表现得越不明显，故A错误；BC.布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，也不是悬浮固体微粒的分子在做无规则运动，故BC错误；D.液体温度越高，液体分子做无规则运动越剧烈，液体分子对悬浮微粒的撞击越剧烈，悬浮微粒运动越剧烈，故D正确。故选：D。 9.答案：D 解析：A.图中的直线只是小颗粒运动位置的连线，并不是小颗粒实际运动的轨迹，A错误； BC.小颗粒的运动杂乱无章，所以在末的位置无法确定，BC错误； D.小颗粒在周围液体分子的撞击下杂乱无章的运动，间接地反映了液体分子的运动情况，D正确。 故选D。 10.答案： 解析：设质量为m的钻石所含有的分子数为n， 则 设钻石分子直径为d，则 则① 单个钻石分子的体积② 将②代入①得 学科网（北京）股份有限公司 $$