第1章 1.分子动理论的基本内容-【金版教程】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册作业与测评word（人教版2019）

　 　 1.分子动理论的基本内容 典型考点一　阿伏加德罗常数的应用 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ρ＝9×102 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 答案　B 解析　冰的摩尔体积V＝＝＝2×10－5 m3/mol，单个冰分子的体积V0＝＝3.3×10－29 m3，则冰分子的直径D＝＝4×10－10 m，可知B正确。 [名师点拨]　热学中的微观量与宏观量间的数量关系常常通过阿伏加德罗常数联系起来，即： 2．(多选)若以M表示氮气的摩尔质量，V表示在标准状况下氮气的摩尔体积，ρ是在标准状况下氮气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V0分别表示每个氮分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的是(　　) A．NA＝ B．ρ＝ C．m＝ D．V0＝ 答案　AC 解析　氮气的摩尔质量为M＝m·NA＝ρ·V，可得NA＝，m＝，ρ＝，故A、C正确，B错误；因为氮气分子间距很大，则NAV0≠V，即V0≠，故D错误。 [名师点拨]　(1)对于固体和液体，通常把分子看成紧密排列的球体。 (2)对于气体，分子之间不是紧密排列的，一般气体分子所占据的空间体积约为气体分子体积的上千倍，所以一般情况下我们把气体分子所占据的空间视为立方体。这时由V0＝计算的体积不是气体分子的体积，而是平均每个气体分子所占据空间的体积。 3.雨后，湖中荷叶上有1滴体积约为0.1 cm3的水珠，已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1。试估算：(结果保留两位有效数字) (1)该滴水珠含有的水分子数； (2)一个水分子的直径大小。 答案　(1)3.3×1021个　(2)3.9×10－10 m 解析　(1)已知该滴水珠的体积为V＝0.1 cm3 则该滴水珠的质量为m＝ρV 该滴水珠的物质的量为n＝ 该滴水珠含有的水分子数为N＝nNA 联立并代入数据解得N＝3.3×1021个。 (2)一个水分子的体积为V0＝ 设一个水分子的直径大小为d，则V0＝πd3 联立并代入数据解得d＝3.9×10－10 m。 典型考点二　扩散现象与分子热运动 4．(多选)下列是小明吃砂锅粥时碰到的现象，属于扩散现象的是(　　) A．米粒在水中上下翻滚 B．粥滚时，香味四处飘逸 C．盐块放入水中，水变味道 D．砂锅上方热气腾腾 答案　BC 解析　米粒在水中上下翻滚是米粒的机械运动，不是分子运动，不属于扩散现象，A错误；香味四处飘逸，是分子扩散到空气中的结果，是扩散现象，B正确；盐块放入水中，水变味道是由于盐分子运动到水分子中，是扩散现象，C正确；砂锅上方热气腾腾是对流现象，而不是扩散现象，D错误。 5．(多选)味道鲜美的烤鸭，在烤制过程中没有添加任何调料，只是在烤制之前，把烤鸭放在腌制汤中腌制一定时间，盐就会进入肉里。下列说法正确的是(　　) A．如果让腌制汤温度升高，盐分子进入鸭肉的速度就会加快 B．盐分子进入鸭肉是盐分子的扩散形象，该现象是不同物质间的一种化学反应 C．在腌制汤中，有的盐分子进入鸭肉，有的盐分子从鸭肉里面出来 D．把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，将不会有盐分子进入鸭肉 答案　AC 解析　盐分子进入鸭肉是因为盐分子的扩散，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散得越快，A正确；扩散现象是一种物理现象，不是化学反应，B错误；盐分子永不停息地做无规则运动，有的进入鸭肉，有的离开鸭肉，C正确；冷冻后，温度降低，分子热运动变慢，但不会停止，仍然会有盐分子进入鸭肉，只不过速度慢一些，D错误。 [名师点拨]　扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，不是宏观物体的运动，与重力、对流等也没有关系，由于是一种物理现象，没有新物质生成，与化学反应也没有关系。 典型考点三　布朗运动与分子热运动 6．如图所示，是观察布朗运动的实验装置的示意图。用高倍显微镜观察悬浮在液体中的小炭粒的运动情况。选三颗小炭粒，每隔30 s记录一次它们的位置，然后用线段把这些位置按时间顺序连接起来，得到它们的位置连线图。下列说法正确的是(　　) A．该实验用显微镜观察到的是液体分子的无规则运动 B．该实验用显微镜观察到的是小炭粒分子的无规则运动 C．这样得到的位置连线图就是该小炭粒实际的运动轨迹 D．小炭粒越小，液体的温度越高，观察到的布朗运动就越明显 答案　D 解析　该实验用显微镜观察到的是小炭粒的无规则运动，并不是小炭粒分子的无规则运动，也不是液体分子的无规则运动，A、B错误；图中记录的是每隔一定时间小炭粒位置的连线，并不是小炭粒运动的轨迹，C错误；小炭粒越小，液体分子同一时刻撞击小炭粒产生的撞击力越不平衡，液体的温度越高，液体分子运动越剧烈，液体分子对炭粒的撞击越剧烈，观察到的布朗运动就越明显，D正确。 7．下列关于布朗运动的说法，正确的是(　　) A．布朗运动是固体分子的无规则运动 B．悬浮微粒越大，布朗运动越剧烈 C．布朗运动是由液体各个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微粒撞击作用的不平衡引起的 答案　D 解析　布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由于液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的，布朗运动反映了液体分子的无规则运动，故A、C错误，D正确；悬浮微粒越大，其受到液体分子撞击的不平衡性越小，布朗运动越不明显，故B错误。 典型考点四　分子间的作用力 8．下列事实中，能说明分子间有空隙的是(　　) 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．用一带有活塞的容器封闭部分气体，用力压活塞，气体的体积减小 答案　D 解析　用瓶子装满一瓶砂糖，反复抖动后总体积减小；手捏面包，体积减小；以及水很容易渗入沙土层中；都只能说明宏观物体间有空隙，不能说明微观分子间有空隙，故A、B、C均错误。封闭在容器中的气体可以被压缩，说明气体分子之间有空隙，故D正确。 9．固体和液体都很难被压缩的根本原因是(　　) A．分子都做无规则运动 B．分子间的空隙小 C．分子本身不能被压缩 D．分子间斥力随距离减小而增大 答案　D 解析　固体和液体的分子间距都接近平衡距离，当它们被压缩时，分子间距减小致使分子间作用力表现为斥力，斥力随距离减小而增大，所以固体和液体都很难被压缩，D正确，A、B、C错误。 10.(多选)甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离的关系图线如图所示。现把乙分子从r3处由静止释放，则(　　) A．乙分子从r3到r1过程中，乙分子一直做加速运动 B．乙分子从r3到r2过程中，甲、乙两分子间作用力表现为引力，从r2到r1过程中，甲、乙两分子间作用力表现为斥力 C．乙分子从r3到r1过程中，甲、乙两分子间的作用力先增大后减小 D．乙分子从r3到距离甲分子最近的位置的过程中，甲、乙两分子间的作用力先减小后增大 答案　AC 解析　乙分子从r3到r1过程中，甲、乙两分子间的作用力表现为引力，故乙分子一直做加速运动，且甲、乙两分子间的作用力先增大后减小，故A、C正确，B错误；乙分子从r1到距离甲分子最近的位置的过程中，甲、乙分子间的作用力表现为斥力，且不断增大，故乙分子从r3到距离甲分子最近的位置的过程中，甲、乙两分子间的作用力先增大后减小再增大，故D错误。 11.(1)如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若想使玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗？为什么？ (2)分子间存在着相互作用力，有时表现为引力，有时表现为斥力。当两个物体紧靠在一起时，并没有粘在一起是因为此时两个物体间的分子力表现为斥力吗？ 答案　见解析 解析　(1)不相等。此时玻璃板和液面的分子间的作用力表现为引力，所以在使玻璃板离开水面时弹簧测力计的示数要大于玻璃板的重力。 (2)不是。虽然两物体靠得很紧，但绝大部分分子间距离仍很大，达不到分子引力起作用的距离，所以不会粘在一起。 典型考点五　分子动理论 12．关于分子动理论，下列说法正确的是(　　) A．墨汁在水中的扩散实际上是水分子的无规则运动过程 B．当分子间的距离减小时，分子间的作用力增大 C．布朗运动产生的原因是液体或气体分子在永不停息地做无规则运动 D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力 答案　C 解析　墨汁在水中的扩散实际上是墨水分子和水分子的无规则运动的过程，故A错误；当分子间的距离减小时，分子间作用力可能减小也可能增大，故B错误；布朗运动是固体小颗粒受到不同方向的液体分子或气体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，间接证明了液体或气体分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；磁铁可以吸引铁屑是磁场力的作用，并非是分子力的作用，故D错误。 1．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是(　　) A．扩散现象可以发生在液体、气体或固体中 B．扩散现象证明了分子间有间隙 C．扩散现象是化学反应的结果 D．扩散现象证明分子在永不停息地做无规则运动 答案　ABD 解析　不同种物质能够彼此进入对方的现象叫作扩散，证明了分子间有间隙，故B正确；扩散现象可以发生在液体、气体、固体中，A正确；扩散现象不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的，能证明分子在永不停息地做无规则运动，C错误，D正确。 2．(多选)下列说法正确的是(　　) A．我国航天员王亚平挤出的小水滴在天宫一号内漂浮，小水滴的运动是布朗运动 B．墨汁滴入水中后炭粒慢慢在水中散开，温度越高混合均匀所用的时间越短，这说明温度越高布朗运动越剧烈 C．撒一点胡椒粉在水里，加热时发现水中的胡椒粉很快地在翻滚散开，这说明温度越高布朗运动越剧烈 D．为了提高钢的硬度，可采用渗碳法，在钢材的表面形成一定厚度的渗碳层，其原理是利用了扩散现象 答案　BD 解析　天宫一号内漂浮的小水滴很大，它的运动不是布朗运动，故A错误；墨汁混合均匀的过程中，由于水分子无规则运动的撞击作用，使得炭粒同样做无规则运动，温度越高布朗运动越显著，混合均匀所用的时间越短，故B正确；撒一点胡椒粉在水里，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚散开，是水的对流使胡椒粉在水中混合均匀，不是布朗运动，故C错误；渗碳法利用了活性高的碳原子渗透到钢的内部形成一定厚度的渗碳层，是固体间的扩散现象的应用，故D正确。 3．已知某气体的摩尔体积为22.4 L/mol，摩尔质量为18 g/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1，由以上数据不能估算出这种气体的(　　) A．每个分子的质量 B．每个分子的体积 C．每个分子平均占据的空间的体积 D．分子之间的平均距离 答案　B 解析　每个分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，两个量都已知，故能求出每个分子的质量，故A不符合题意；由于气体分子间的距离较大，气体的体积远大于气体分子体积之和，所以不能求出每个分子的体积，故B符合题意；建立这样的模型：将气体分子占据的空间看成立方体，而且这些空间一个挨一个紧密排列，则每个分子平均占据的空间的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，故C不符合题意；由以上模型可知，立方体的棱长等于分子间的平均距离，可知分子间的平均距离能求出，故D不符合题意。故选B。 4.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 答案　D 解析　铅分子间的引力使两个铅柱结合在一起而不脱落，D正确。 5．把萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒熟，使之有相同的咸味，只需几分钟，造成这种差别的原因是(　　) A．盐的分子很小，容易进入萝卜中 B．盐分子间有相互作用的斥力 C．萝卜分子间有空隙，易扩散 D．炒菜时温度高，分子热运动剧烈 答案　D 解析　把萝卜腌成咸菜或把萝卜炒熟，具有了咸味，都是由于盐分子扩散引起的，炒菜时温度高，分子热运动剧烈，盐分子扩散得快，故D正确。 6．如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅，铅中有金，对此现象说法正确的是(　　) A．属扩散现象，原因是金分子和铅分子相互吸引 B．属扩散现象，原因是金分子和铅分子的运动 C．属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中 D．属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方 答案　B 解析　不同种物质能够彼此进入对方的现象属于扩散现象，是两种不同物质分子无规则运动引起的，B正确。 7.如图是某一微粒的布朗运动位置连线图。若t＝0时刻它在O点，然后每隔5 s记录一次微粒位置(依次为a、b、c、d、e、f)，最后将各位置按顺序连接而得到此图。下述分析中正确的是(　　) A．线段ab是微粒在第6 s初至第10 s末的运动轨迹 B．t＝12.5 s时刻，微粒应该在bc线上 C．线段Oa的长度是微粒前5 s内的路程大小 D．虽然t＝30 s时微粒在f点，但它不一定是沿ef方向到达f点的 答案　D 解析　微粒在不停地做无规则运动，初末位置间的线段不能表示微粒的运动轨迹，故A、B、C错误；因为微粒在不停地做无规则运动，所以虽然t＝30 s时微粒在f点，但它不一定是沿ef方向到达f点的，故D正确。 [名师点拨]　布朗运动示意图中每个拐点记录的是微粒每隔一段时间(如5 s)的位置，可采用频闪照相的办法记录，两位置之间直线是人为画的。在这段时间内，微粒仍做无规则运动，由此不能将示意图中的折线当作微粒的运动轨迹，每一段直线也不可认为是对应这段时间内的直线运动轨迹，其实在这段时间内运动还是很复杂的，由布朗运动示意图无法确定微粒的运动轨迹。 8．美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能。假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－5 g的水分解为氢气和氧气。已知水的摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，则被分解的水中含有水分子的总数约为(　　) A．3.34×1016个 B．3.34×1017个 C．3.34×1018个 D．3.34×1019个 答案　B 解析　含有水分子的总数N＝＝个＝3.34×1017个，故选B。 9．(多选)利用分子间作用力的变化规律可以解释许多现象，下面的几个实例中利用分子力对现象进行的解释正确的是(　　) A．锯条弯到一定程度就会断裂是因为断裂处分子之间的斥力起了作用 B．给自行车打气时越打越费力，是因为胎内气体分子多了以后互相排斥造成的 C．从水中拿出的一小块玻璃表面上有许多水，是因为玻璃分子吸引了水分子 D．用胶水把两张纸粘在一起，是利用了不同物质的分子之间有较强的吸引力 答案　CD 解析　锯条弯到一定程度就会断裂，是因为锯条弯到一定程度时，即将断裂处分子之间的距离较大，分子力不能发挥作用，A错误；给自行车打气时越打越费力，是因为胎内气体分子数增大导致气体的压强增大，而不是分子之间斥力造成的，此时分子间距仍远大于平衡距离，分子力几乎可以忽略，B错误；C、D说法均正确。 10．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm的悬浮颗粒物，其在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会对人体形成危害。下列关于PM2.5的说法中，正确的是(　　) A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当 B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动 C．PM2.5在空气中做无规则运动是由气流的运动决定的 D．周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动 答案　D 解析　PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm的悬浮颗粒物，PM2.5的尺寸的数量级为10－6 m，远大于空气中氧气分子的尺寸的数量级10－10 m，故A错误；PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动，不是分子的热运动，故B错误；周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动，故C错误，D正确。 11．已知铜原子的直径约为3×10－10 m，摩尔质量为M＝64 g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，地球半径R＝6400 km。实验室某条导线含铜的质量约1 g。若把这条导线中的铜原子紧密排列成一条直线，则这条直线的长度与地球赤道周长之比最接近下列选项中的(　　) A．10－1 B．102 C．105 D．108 答案　C 解析　这条导线中的铜原子紧密排列成一条直线，其长度为l＝·NA·d＝×6.02×1023×3×10－10 m≈2.8×1012 m，地球赤道的周长为l′＝2πR＝2×3.14×6400×103 m≈4.0×107 m，所以这条直线的长度与地球赤道周长之比为＝＝0.7×105，最接近105，故选C。 12.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的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，则(　　) A．乙分子由a到b做加速运动，由b到d做减速运动 B．乙分子由a到c一直做加速运动，到达c时速度最大 C．乙分子由a到c的过程中，加速度先减小，后增大 D．乙分子由b到d的过程中，分子力增大，加速度增大 答案　B 解析　乙分子由a到c，所受分子力一直表现为引力，一直做加速运动，到达c时速度最大，乙分子由c到d，所受分子力表现为斥力，乙分子做减速运动，故A错误，B正确；乙分子由a到c的过程中，所受分子力先增大，后减小，所以加速度先增大，后减小，故C错误；乙分子由b到d的过程中，分子力先减小，后增大，故加速度先减小，后增大，D错误。 13．(多选)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气的平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面处大气压强为p0，重力加速度大小为g。由此可估算得(　　) A．地球大气层空气分子总数为 B．地球大气层空气分子总数为 C．空气分子之间的平均距离为 D．空气分子之间的平均距离为 答案　AD 解析　大气压强由大气层空气的重力产生，即mg＝p0S＝p0·4πR2，则地球大气层空气分子总数为N＝NA＝，A正确，B错误；大气层中空气的体积为V＝4πR2h，则空气分子之间的平均距离为d＝＝，C错误，D正确。 14．环境与人类健康问题越来越受到重视，公共场所都贴有禁止吸烟的标志。在一个面积约10 m2的办公室内，如果因一人吸烟使得办公室内空气中有害气体的分子数占分子总数的万分之五，假设有害气体在室内空气中均匀分布，已知此时室内空气摩尔体积为22.4 L/mol，试估算：(结果均保留两位有效数字) (1)该办公室内的人每呼吸一次，吸入的有害气体的分子数；(按人正常呼吸一次吸入的气体约为500 mL计算) (2)室内空气中每两个有害气体分子的间距。(办公室的高度按3 m计算) 答案　(1)6.7×1018个　(2)4.2×10－8 m 解析　(1)每呼吸一次吸入的有害气体的分子数为 N吸＝NAη＝×6.02×1023×个＝6.7×1018个。 (2)室内空气中含有害气体的分子数为 N室＝NAη＝×6.02×1023×个＝4.0×1023个 把室内空间分为很多小立方体，使每个立方体中心有一个有害分子，则小立方体的体积为 V0＝＝ m3＝7.5×10－23 m3 每两个有害气体分子的间距为 d＝＝ m＝4.2×10－8 m。 12 学科网（北京）股份有限公司 $$