章末强化练(1) 分子动理论（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（粤教版2019）

章末强化练(一)分子动理论 (时间：90分钟　满分：100分) [对应学生用书P98] 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．) 1．下列关于分子热运动的说法中，正确的是(　　) A．布朗运动和扩散现象均是分子的热运动 B．热运动是温度高的物体中的分子的无规则运动 C．热运动是单个分子的永不停息的无规则运动 D．热运动是大量分子的永不停息的无规则运动 D　[A错：布朗运动是固体微粒的无规则运动；扩散现象为分子的热运动．B错：物体中的分子在温度高和温度低时都做热运动，只不过温度越高，热运动越剧烈．C错、D对：热运动是大量分子永不停息的无规则运动，对单个分子的运动分析是没有意义的．] 2．用筷子蘸水后滴一滴水，体积约为0.1 cm3，这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪一个值(阿伏伽德罗常数NA＝6.0×1023mol－1，水的摩尔体积为Vmol＝18 cm3/mol)(　　) A．6×1023个　　　　　　 B．3×1021个 C．6×1019个 D．3×1017个 B　[N＝＝个≈3×1021个．] 3．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，对此现象下列说法正确的是(　　) A．属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的相互吸引 B．属扩散现象，原因是由于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 B　[属扩散现象，是由于分子运动引起的．] 4．如图所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开，当抽去玻璃板后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气密度大)下列说法正确的是(　　) A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色 B．由于二氧化氮密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色 C．由于下面二氧化氮的摩尔质量大于上面空气的平均摩尔质量，二氧化氮不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色 D．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色 A　[因为分子运动是永不停息的，所以相互接触的两种物质分子会彼此进入对方，也就是扩散，最终空气和二氧化氮均匀混合，整体呈现淡红棕色．] 5．当分子间距离大于10r0(r0是分子平衡位置间距离)时，分子力可以认为是零，规定此时分子势能为零，当分子间距离是平衡距离r0时，下面的说法中正确的是(　　) A．分子力是零，分子势能也是零 B．分子力是零，分子势能不是零 C．分子力不是零，分子势能是零 D．分子力不是零，分子势能不是零 B　[当分子距离从大于10r0开始靠近，到r0的过程中，分子作用力表现为引力，故分子力做正功，分子势能减小，在分子间距离为r0时分子势能为负值，分子力为零，选项B正确．] 6．在较暗的房间里，从射进来的光束中用眼睛直接看到悬浮在空气中的微粒的运动是(　　) A．布朗运动 B．分子的热运动 C．自由落体运动 D．气流和重力共同作用引起的运动 D　[布朗运动的实质是液体分子对其中的悬浮微粒不断撞击，因作用力不平衡而引起的微粒无规则运动，只能在显微镜下才能观察到．本题所述悬浮在空气中被眼睛直接看到的微粒，其体积太大，空气分子各个方向的冲击力平均效果相互平衡，实质上这些微粒的运动是由气流和重力共同作用而引起的复杂的运动，D正确，A、B、C错误．] 7.如图所示，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．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力 D．若两个分子间距离大于e点的横坐标，且间距增大时，则分子力的合力增大 B　[在F­r图像中，随着距离的增大，斥力比引力变化得快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于r0时，引力等于斥力，r0的数量级为10－10 m，即e点横坐标的数量级为10－10 m，A错误，B正确；若两个分子间距离大干e点的横坐标，则分子间作用力表现为引力，且间距增大时，分子力的合力先增大再减小，如图所示，C、D错误． ] 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．) 8.如图是某一微粒的布朗运动路线图，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连线上 C．线段Oa的长度是微粒前5 s内的位移大小 D．虽然t＝30 s时刻微粒在f点，但它不一定是沿ef到达f点的 CD　[图中直线是相邻两时刻微粒对应位置的连线，也是这段时间内微粒的位移，但不是微粒的运动轨迹，因此C、D正确．] 9．下列说法正确的是(　　) A．温度越高，扩散进行得越快 B．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．如果液体温度降到很低，布朗运动就会停止 AC　[A对：温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散进行得就越快． B错，C对：扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，液体中的扩散现象是由于液体分子的无规则运动引起的． D错：理论上，只有温度降到绝对零度，分子热运动才会停止．] 10．当分子间距离r＝r0时，分子间引力和斥力恰好平衡，若使分子间距离从r1逐渐变为r2(r0＜r1＜r2)，在这一变化过程中，下列说法中可能正确的是(　　) A．分子间引力比分子间斥力减小得快，分子力增大 B．分子间引力比分子间斥力减小得快，分子力减小 C．分子间斥力比分子间引力减小得快，分子力增大 D．分子间斥力比分子间引力减小得快，分子力减小 CD　[分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，只是斥力减小得更快，但分子力随分子间距离由r0增大时，是先增大后减小，因此当分子间距由r1变为r2(r0＜r1＜r2)时，分子力的变化有三种可能：先增大后减小、增大、减小，C、D正确．] 三、非选择题(本题共5小题，共54分．) 11．(7分)甲和乙图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同．比较两张图片可知：若水温相同，则________(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，则________(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈． 解析　布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息的无规则运动，布朗运动是液体分子对小颗粒的撞击不平衡造成的，颗粒越小，液体分子对颗粒的撞击越不平衡，布朗运动越明显．由题图可知，乙图中颗粒的布朗运动更明显，所以若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大；温度越高，布朗运动越激烈，所以若炭粒大小相同，则乙中水温高，水分子的热运动较剧烈． 答案　甲　乙 12．(9分)用油膜法估测分子大小的实验步骤如下： ①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2； ②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0； ③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水； ④用注射器往水面上滴上一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状； ⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上； ⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格． 上述实验步骤中有遗漏和错误，遗漏的步骤：_________________________________ ________________________________________________________________________； 错误的步骤：____________________________________________________________ (指明步骤，并改正)，油酸分子直径的表达式：d＝________． 解析　实验中为了使油膜不分裂成几块，需要在水面上均匀撒上痱子粉；由于本实验只是一种估算，在数油膜所覆盖的坐标格数时，大于半格算一格，小于半格舍去；油酸溶液在水面上充分扩散后形成一层单分子油膜，油膜厚度可看成分子直径，由题意可知．油酸溶液的浓度为， 一滴油酸溶液的体积为； 一滴油酸溶液中含有纯油酸体积为； 而一滴油酸溶液形成的油膜面积为Na2， 所以油膜的厚度，即分子直径d＝. 答案　将痱子粉均匀撒在水面上　⑥，应该是不足半格的舍去，多于半格的算一格　 13．(11分)计算机的CPU是使用硅材料制成的，其核心部分的面积为S＝1 cm2，厚度为d＝2 mm，含有各种晶体管n＝1×108个．已知硅的摩尔质量为M＝2.8×10－2 kg/mol，密度为ρ＝2.3×103 kg/m3，阿伏伽德罗常数NA＝6.0×1023mol－1(结果保留1位有效数字).求： (1)硅原子的体积V0； (2)每个晶体管平均含有的硅原子数N. 解析　(1)V0＝≈2×10－29 m3； (2)由nNV0＝Sd 解得：N＝1×1014个 答案　(1)2×10－29 m3　(2)1×1014个 14．(12分)用放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒体积为0.1×10－9m3，小颗粒的密度为2.25×103 kg/m3，摩尔质量是1.2×10－2 kg/mol，阿伏伽德罗常数为6.02×1023mol－1，求： (1)该小颗粒含分子数约为多少个(结果保留一位有效数字)? (2)假设小颗粒中的分子是紧挨在一起的，试估算该物质分子的直径． 解析　(1)将该小颗粒的分子看成正方体模型，设小颗粒边长为a，放大600倍后， 其体积为：V＝(600a)3＝0.1×10－9 m3 实际体积为V′＝a3＝m3 质量为m＝ρV′≈1.0×10－15kg 含分子数为n＝NA＝×6.02×1023≈5×1010个． (2)将该小颗粒的分子看成球体模型，则有 ＝π＝ 得d＝＝ m≈2.6×10－10 m. 答案　(1)5×1010个　(2)2.6×10－10 m 15．(15分)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，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ρ，铁的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是多大？ 解析　铁的摩尔体积：V＝ 单个分子的体积：V0＝ 又：V0＝πr3 所以分子的半径：r＝ 分子的最大截面积：S0＝π· 铁质晶须的横截面上的分子数：n＝ 拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力： F0＝＝ 答案　 学科网（北京）股份有限公司 $$