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高中物理 选择性必修 第三册
课堂小练(一) 分子动理论的
基本内容
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答案 (1)1.0×1022个 (2)2.2×10-10 m
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基本素养练
1.下列事实中,能说明分子间有间隙的是 ( )
A.用瓶子装满一瓶砂糖,反复抖动后总体积减小
B.手捏面包,体积减小
C.水很容易渗入沙土层中
D.水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和
解析 反复抖动砂糖、手捏面包使总体积减小和水易渗入沙土层中只能说明宏观物体间有空隙,不能说明微观分子间有间隙,水和酒精混合时,由于分子间有空隙,相互进入对方而使总体积减小,D项正确。
答案 D
答案与解析
2. 公共场所大面积消毒使用的乙醇喷雾消毒液和个人消毒防护使用的免洗洗手液,两者的主要成分都是酒精,则下列说法正确的是 ( )
A.在手上喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子做布朗运动的结果
B.在手上喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,与分子运动无关
C.使用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中,需要吸收热量
D.使用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中,分子间距不变
解析 在手上喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子的扩散运动的结果,证明了酒精分子在不停地运动,A、B两项错误;使用免洗洗手液时,洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中,温度不变,分子的平均动能不变,但是分子之间的距离变大,分子势能增大,需要吸收热量,D项错误,C项正确。
答案 C
答案与解析
3.如图为一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景,微粒正在做布朗运动。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.液体温度越低,微粒的布朗运动越剧烈
C.悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的无规则运动撞击造成的
D.将几滴红墨水滴入一杯清水中,红墨水在清水中散开的运动是布朗运动
解析 悬浮微粒越小,液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显,A项错误;液体温度越高,微粒的布朗运动越剧烈,B项错误;悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的无规则运动撞击造成的,C项正确;将几滴红墨水滴入一杯清水中,红墨水在清水中散开的运动是扩散现象,D项错误。
答案 C
答案与解析
4.在标准状况下,水蒸气的摩尔体积是22.4×10-3 m3/mol,水的摩尔体积是18×
10-6 m3/mol,则水蒸气分子的平均间距约是水分子直径的 ( )
A.1倍 B.10倍
C.100倍 D.1 000倍
解析 水蒸气是气体,在标准状况下的摩尔体积是22.4×10-3 m3/mol,每个水蒸气分子所占体积(包括水蒸气分子和它周围空间的体积)为V=≈3.72×10-26 m3。把每个分子和它所占空间看成一个小立方体,分子间距等于每个立方体的边长,即d=≈3.34×10-9 m。水的摩尔体积V mol'=18×10-6 m3/mol,一个水分子的体积为V0=≈3×10-29 m3,把水分子看成球形,其直径为d0=≈3.9×10-10 m。所以,水蒸气分子的平均间距约是水分子直径的10倍,故B项正确。
答案 B
答案与解析
5.如图所示是某病毒的电子显微镜照片,根据所学知识分析图中“100”的单位是 ( )
A.nm B.mm
C.m D.km
解析 电子显微镜是利用电子束代替光束,利用电子的波动性进行观测的工具,分辨率大约是0.2 nm,故该图中100的单位应该是nm,故A项正确,B、C、D三项错误。
答案 A
答案与解析
6.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 本题考查了分子力的概念,下面铅柱不脱落,是因为上面铅柱对它有向上的分子引力作用,D项正确。
答案 D
答案与解析
7.以下的无规则运动中属于布朗运动的是 ( )
A.下雪天雪花纷飞
B.用显微镜观察到悬浮在液体或气体中的固体微粒的运动
C.汽车驰过,路上扬起尘土
D.一束阳光射入屋内,看到尘埃飞舞
解析 固体小颗粒做布朗运动是液体分子或气体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的,空中的雪花、屋内的尘埃和路上扬起的尘土都是用肉眼直接看到的粒子,都不能称为布朗运动;用显微镜观察到悬浮在液体或气体中的固体微粒的运动是布朗运动,B项正确。
答案 B
答案与解析
8.表面平滑的太空飞行器在太空中相互摩擦时,很容易发生“粘合”现象,这是由于 ( )
A.摩擦生热的作用 B.化学反应的作用
C.分子力的作用 D.万有引力的作用
解析 当表面平滑的飞行器在太空中相互摩擦时,可以使相互接触的两个表面上有许多分子间的距离达到分子力作用的范围,而发生“粘合”,因此发生“粘合”现象的原因是分子力的作用,C项正确。
答案 C
答案与解析
9.在弹性限度内,弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度成正比,从分子间相互作用力跟分子间距离的关系图像来看,最能反映这种规律的是图中的 ( )
A.ab段 B.bc段
C.de段 D.ef段
解析 当r=r0时,分子间作用力为零;当r>r0时,分子间作用力表现为引力,对应弹簧被拉长;当r<r0时,分子间作用力表现为斥力,对应弹簧被压缩;由于bc段近似为直线,分子间的作用力与距离增加量或减小量成正比,因此B项正确。
答案 B
答案与解析
能力提升练
10.A、B两杯水,水中均有微粒在做布朗运动,经显微镜观察后,发现A杯中微粒的布朗运动比B杯中微粒的布朗运动激烈,则下列判断中,正确的是 ( )
A.A杯中的水温高于B杯中的水温
B.A杯中的水温等于B杯中的水温
C.A杯中的水温低于B杯中的水温
D.条件不足,无法判断两杯水温的高低
解析 布朗运动的剧烈程度,跟液体的温度和微粒的大小两个因素有关,因此只根据两杯水中悬浮微粒做布朗运动的剧烈程度,并不能判断哪杯水的温度高,D项正确。
答案 D
答案与解析
11.甲分子固定于坐标原点O,乙分子从远处静止释放,在分子力作用下靠近甲,图中b点是引力最大处,d点是分子靠得最近处,则乙分子速度最大处是 ( )
A.a点 B.b点
C.c点 D.d点
解析 从a点到c点分子间的作用力表现为引力,分子间的作用力做正功,速度增加,从c点到d点分子间的作用力表现为斥力,分子间的作用力做负功,速度减小,所以c点速度最大,C项正确。
答案 C
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12.用显微镜观察悬浮在水中的一个花粉微粒的布朗运动,以微粒在A点开始计时,每隔30 s的时间记录一次花粉微粒的位置,依次得到B、C、D、E、F、G、H、I、J、K各点,将这些点依次连线,如图所示。则在第75 s末时微粒所在的位置 ( )
A.一定在CD连线的中点
B.一定不在CD连线的中点
C.一定在CD连线上,但不一定在CD连线的中点
D.不一定在CD连线上
解析 在第60 s到90 s时间内,微粒由C运动到D,但CD连线并不是其轨迹,所以第75 s末时微粒可能在CD连线上,也可能不在CD连线上,只有D项正确。
答案 D
答案与解析
13.(多选)图甲为测量分子速率分布的装置示意图,圆筒绕其中心匀速转动,侧面N处开有狭缝,内侧贴有记录薄膜,M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的银原子蒸气穿过屏上S缝后进入N处狭缝,在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如图乙所示,NP、PQ间距相等,银原子的重力不计,运动过程中的碰撞不计,则 ( )
甲 乙
A.到达M附近的银原子速率较大
B.到达Q附近的银原子速率较大
C.到达Q附近的银原子速率为“中等”速率
D.到达PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率
解析 从原子炉R中射出的银原子穿过S缝后向右做匀速直线运动,同时圆筒匀速转动,银原子进入狭缝后,在圆筒转动半个周期的过程中,银原子相继到达圆筒最右端并打到记录薄膜上,打在薄膜上M点附近的银原子先到达最右端,所用时间最短,所以速率较大,同理到达Q附近的银原子速率为“中等”速率,A、C两项正确,B项错误;由题图乙可知,位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率,D项正确。
答案 ACD
答案与解析
14.金刚石俗称“金刚钻”,也就是我们常说的钻石,它是一种由纯碳组成的矿物,也是自然界中最坚硬的物质。已知金刚石的密度ρ=3 500 kg/m3。碳原子的摩尔质量为1.2×10-2 kg/mol,现有一块体积V=5.7×10-8 m3的金刚石,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1。(结果保留两位有效数字)
(1)它含有多少个碳原子?
(2)假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的,把金刚石中的碳原子看成球体,试估算碳原子的直径。
解析 (1)金刚石的质量m=ρV=3 500×5.7×10-8 kg≈2.0×10-4 kg,
碳的物质的量n== mol≈1.7×10-2 mol,
金刚石所含碳原子数
N=n·NA=1.7×10-2×6.02×1023≈1.0×1022个。
(2)一个碳原子的体积
V0== m3=5.7×10-30 m3,
把金刚石中的碳原子看成球体,则由公式V0=d3可得碳原子直径为
d== m≈2.2×10-10 m。
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