第1章 课时练2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 分子运动速率分布规律-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

课时练2实验：用油膜法估测油酸分子的大小 分子运动速率分布规律 (时间：40分钟满分：50分) 基础达标 D.单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的 1~4题每题3分，5题4分，6题7分，共23分。 平均作用力更大 1.下列关于气体分子热运动特点的说法中正确的是 5.(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测油酸分子 ( 的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序 A.气体分子的间距比较大，所以不会碰撞 排列应是 (用符号表示)。 B.气体分子的平均速率随温度升高而增大 C,气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得 D.当温度升高时，气体分子的速率将偏离正态分布 2.(多选)一定质量的某种气体，保持温度不变，压缩体 积，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这 (2)用“油膜法”来估测油酸分子的大小，是通过一些 是因为 ( 科学的近似处理，这些近似处理有： A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大 B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的 次数增多 6.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中： C,气体分子的总数增加 (1)已知一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V釉雅， D.气体分子的密集程度增大 配制的油酸酒精溶液中，纯油酸与溶液体积之比为 3.下列关于气体压强的说法，正确的是 ( 1:500,1mL溶液滴50滴，那么1滴溶液的体积是 A.大气压强与封闭气体的压强产生原因完全相同 mL,1滴溶液中纯油酸的体积为V袖酸= B.容器内的大量气体分子对器壁的碰撞满足统计规 cm3。 律，机会均等，故器壁各部分气体压强相等 (2)若实验中测得结果如表所示，请根据所给数据填 C.一定质量的理想气体，只要温度升高，气体分子的 写出空白处的数值，并与公认的油酸分子大小d。= 平均速率就增大，在单位时间内对单位面积器壁 1.12×101°m比较，判断此实验结果 (选 的平均撞击力就增大，压强就增大 填“符合”或“不符合”)数量级的要求。 D.一定质量的理想气体，只要体积减小，单位体积内 气体的分子数就增多，气体分子对器壁的碰撞就 V 次数 S/cm d= /cm 平均值 更加频繁，压强就增大 1 533 ① 4.(多选)相同容积的两个容器装着质量相等、温度不 2 493 ② ④ 同的氢气，下列说法中正确的是 () 3 563 ③ A.温度高的容器中氢分子的平均速率更大 B.两个容器中氢分子的速率都呈“中间多、两头少” 拓展提升 的分布规律 7~8题每题4分，9题9分，10题10分，共27分。 C.温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低 7.如图所示是氧气分子在0℃和100℃两种不同温度 的容器中任一分子的速率 下的速率分布图线，下列说法正确的是 () 3 单位速率间隔的分子数 (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 1占总分子数的百分比 15 ① (3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径为 5 04 (结果保留2位有效数字)。 24681010ms) (4)某同学在实验过程中，在距水面约1cm的位置 A.图线①是氧气分子在100℃时的速率分布图线 将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观 B.两种温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间 察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是因 多、两头少”的分布规律 为 C.图线①与v轴围成的面积大于图线②与v轴围成 的面积 10.(教材习题变式)“用油膜法估测油酸分子的大小” D.100℃时氧气分子的平均速率比0℃时氧气分子 实验的简要步骤如下： 的平均速率小 A将画有油膜轮廓的玻璃板放在方格纸上，数出轮 8.(情景创新)(2024·江苏徐州期中)如图所示，两个 廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一 完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装满水，乙中充满 个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S。 空气，则下列说法正确的是（容器容积恒定）( B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，立即将玻璃板 放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。 C,用浅盘装人约2cm深的水。 D D用公式d-号，求出薄腹厚度，即油酸分子直径 的大小。 A.两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产 E.用注射器将事先配置好的油酸酒精溶液一滴一 生的 滴地滴入量筒，记下一定体积的总液滴。根据油酸 B.两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产 酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。 (1)上述步骤中有哪两个步骤有遗漏或不完整的， 生的 请指出并改正： C.甲容器中pA>PB,乙容器中pc>pD D.当温度升高时，pA、pa不变，pcpn都变大 9.(教材习题变式)在“用油膜法估测油酸分子的大小” (2)上述实验步骤的合理顺序是 实验中，油酸酒精溶液的浓度约为每10mL溶液中 (3)在“用油膜法估测油酸分 有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液为75 子的大小”实验中，用移液管 滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后， 量取0.25mL油酸，倒人标 将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在带有坐标方格的玻 注250mL的容量瓶中，再加 人酒精后得到250mL的溶 璃板上描出油膜的轮廓，其形状和尺寸如图所示，坐 液。然后用滴管吸取这种溶 标方格的边长为1cm。试求： 液，向小量筒中滴人100滴溶液，溶液的液面达到量 简中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶 液，向盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸 薄膜。画有油膜轮廓的玻璃板放在方格纸上，如图 所示。方格纸的小正方形面积为2cm×2cm。由 图可以估算出油膜的面积是 cm2,由此计 算出油酸分子的直径是 m(结果保留1位 (1)油膜的面积是 有效数字)。答案精析 大，A错误，B正确：乙分子从c到d的过程，分子间作用力为 第一章分子动理论 斥力且分子力一直做负功，C错误；乙分子由b到c的过程，分 子力为引力且分子力一直做正功，D错误。 课时练1分子动理论的基本内容 9.BC解析：对于气体，一个分子的体积远小于一个分子所占据 12g 的体积，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常 1.A解析：0.012kg“C的物质的量为12g·ml=1mol.能 数，选项A错误：布朗运动的微粒非常小，肉眼是看不到的，阳 表示阿伏加德罗常数，故A正确：苯不是气体，22.4L苯的物 光从缝意射入教室，从阳光中看到的尘埃运动是机械运动，不 质的量不是1mol,不能表示阿伏加德罗常数，故B错误；1个 是布朗运动，选项B正确：扩微可以在固体中进行，生产半导 钠原子中舍有多个电子，1mol钠含有的电子数不是1mol,则 体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元泰，这可以 1mol钠中含有的电子数不能表示阿伏加德罗常数，故C错 在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项C正确：气体很难 误：lL1mol·L.1疏酸溶液中含有2molH,不能表示阿 被压缩是因为压缩气体时气体的压强增大的缘故，不是分子 伏加德罗常数，故D错误。 斥力的结果，选项D错误。 2.A解析：1m铜的质量为pkg,相当于后ml,所含原子数 10.ACD解析：根据图甲可知，从r=r:到r=r1,分子间引力、 斥力都在增大，A正确：根据图乙可知，从r=r:到r=r。,分 为分，放A王商：1g射所合原子发日是分，放B错民：1 子间的作用力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小， 一直做正功，B错误，D正确：根据图乙可知，当r<r。时，分 M 个原子的质量为心、，故C错误：1个原子占有体积为N 子间的作用力表现为斥力，C正确。 11.B解析：设空气的摩尔质量为M,在海底和岸上的密度分别 nN,放D错误。 M 为P海和P岸，潜水员呼吸一次吸入空气的体积为V,在海底 3.B解析：混合均匀的过程中，水分子和炭粒都做无规则运动， 和岸上分别吸入的空气分子个数为海和”，则有毒三 与重力作用无关，选项A错误，B正确：使用炭粒更小的墨汁， ：Y,多技入的室气分子个数为△n=0 M M 混合均匀的过程进行得更迅速，选项C错误：墨汁的扩散现象 是分子的无规测运动引起的，不是化学反应引起的，选项D 一1亲，解得△7≈3X10 错误。 12.答案：(1)5×104kg(2)2×10个(3)3×10m 4.D解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运 解折：D-个复气分子的质量m一，解得m5X 动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A错误：液体温度 10$kg。 越高，布朗运动越剧烈，选项B错误：悬浮微拉越小，液体分子 撞击作用的不平衡性表现得越明显，选项C错误：悬浮微粒做 (②)设气案内复气的物质的量为1，则有m,N=mN,解 布朗运动，是液体分子做无规测运动撞击造成的，选项D 得N=2×10个。 正确。 (3)气体分子间距离较大，可以认为每个分子占据一个边长 5.B解析：属扩散现象，是两种不同物质分子热运动引起的，不 是分子间的相互吸引，故选项B正确。 为r的正方体，则有=X,解得r心3X10m 6.D解析：在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹黄测力计读数会突 课时练2实验：用油膜法估测油酸分子的大小 然增大的主要原因是水与玻璃板间存在分子引力作用，选项 D正确。 分子运动速率分布规律 7.AD解析：分子在永不停息地做无规则运动，故A正确：分子：1.B解析：因为分子永不停息地做无规则运动，所以分子之间 问同时存在着引力和斥力，当分子问距离大于平衡距离时，引 避免不了相互碰撞，故A错误：温度升高时，速率大的分子的 力大于斥力，当分子间距离等于平衡距离时，引力与斥力大小 占比增大，则气体分子的平均速率随温度升高而增大，故B正 相等，当分子间距离小于平衡距离时，引力小于斥力，故B错 确：牛顿运动定律适用于宏观物体的运动，不能用它求解微观 误：悬浮颗粒做布朗运动是因为受到各个方向液体分子撞击 分子的运动速率，故C错误：气体分子的速率分布是“中间多、 的力不平衡，做布朗运动的悬浮颗粒越小，在某一瞬问跟它相 两头少”与温度是否升高无关，故D错误。 撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，并：2.BD解析：气体保持温度不变，压缩体积，则体积减小，分子的 且固体颗粒越小，它的质量越小，其运动状态越容易改变，所 密集程度增大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子 以布朗运动越明显，故C错误：构成物质的分子之间有空隙， 的碰撞次数增多，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变， 故D正确。 B、D正确。 8B解析：乙分子从a到b,再到c的过程中，分子之间均表现：3.B解析：封闭气体的压强产生的原因是大量气体分子对容器 为引力，显然乙分子始终做加速运动，且到达￠点时速度最： 壁持续的、无规则碰撞产生的，而大气压强是因为地球表面的 空气受到重力作用产生的，A错误：容器内的大量气体分子对 A,B错误；根据液体内部压强规律p=gh可知pA>pBC、 器壁的碰撞满足统计规律，机会均等，故器壁各部分气体压强 D处气体分子平均碰撞情况一致，乙容器中pe=pD,选项C 相等，B正确：温度升高，分子的平均速率增大，碰撞对容器壁 错误：当温度升高时，p、pm不变，pc~Pp变大，选项D正确。 的平均作用力增大，由于气体体积的变化情况不确定，故气体 9.答案：(1)106cm2(2)8×106cm(3)7.5X100m 的分子数密度变化情况不确定，在单位时间内对单位面积器 (4)见解析 壁的平均撞击力不一定增大，C错误：一定质量的理想气体， 解析：(1)根据图中的轮廓可知，油膜面积为S=106×12cm 从宏规上看，压强与气体的体积及温度均有关系，从微观上 =106cm. 看，压强与单位体积内的分子数及分子的平均速率有关，故体 积减小，压强不一定增大，D错误。 (②)由1ml.溶流为75滴，可知1清溶液的体积为元l,已如 4.ABD解析：温度越高，分子平均速率越大，A正确；由不同温 每10mL溶液中有纯油酸6mL,则1滴溶液中含纯油酸的 度下的分子速率分布曲线可知，各速率区间的分子数占总分 体积为V 7石X10mL=8X106cm 16 子数的百分比呈现“中间多、两头少”的统计规律，B正确：温 度高，分子平均速率大，与任一分子的速率无关，C错误：温度 V8×10- (3)油酸分子直径为d 106cm≈7.5X108cm= 升高则分子运动的激烈程度增大，则单位时间内撞击容器壁 7.5×100m. 的分子数增加，故对容器壁单位面积的平均作用力更大，D 正确。 (4)主要有两个原因：①水面受到落下液滴的冲击，先洛下后 又恢复水平，因此油膜的面积先扩张后又收缩：②油酸酒精溶 5.答案：(1)DACB(2)见解析： 液中的酒精将溶于水并很快挥发，使液面收缩。 解析：(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配置 10.答案：(1)a.B步骤中，“立即”"改成“待油酸薄膜稳定后" 油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积·准备浅水盘 b.C步骤中，要在水面上均匀撒上痱子粉或细石育粉 →形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直 (2)ECB.AD(3)2524X10I0 径，则操作先后顺序应是DACB。 解析：(1)B步骤中，“立即”改成“待油酸薄膜稳定后”：C步骤 (2)在用“油膜法估测油酸分子的大小”实脸中，我们近似认 中，要在水面上均匀搬上痱子粉或细石膏粉。 为：①油膜是呈单分子分布的：②把油酸分子看成球形：③分 (2)实验时先配制油酸酒精溶液，得到一滴油酸酒精溶液中 子之间没有空腺。 纯油酸的体积，然后在浅盘中放入水，水面上撒上痱子粉，将 6答案：①动 4×105(2)符合①7.50×108@②8.11× 一滴油酸酒精溶液滴入，测量油酸在水面上撒开的面积，最 10-8③7.10×108④7.57×10-0m 后进行计算，故实验步骤的合理顺序是ECBAD。 (3)由题图可以估算出油膜的面积是S=63×2cm×2cm 1 解析：1滴溶液的体积为V20m:因为=00' 252m2,1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积V=250X100 0.25 故1清落流中统油酸的体积为V:一动V鞋一动×品 1 mL=1X10"m,由此计算出油酸分子的直径是d=S= V cm3=4×10-5cm3. 1×10-1 2》3次测得山的结果分别为山=9m*元50× 252X10m=4X10"m。 10*cmd,=4X10 493am≈8.11X10*cm.d,=4X10 课时练3分子动能和分子势能 563 一cm 7.10×10cm,其平均值为a=d4++d≈7,57× 1.D解析：温度是分子平均动能的标志，甲物体的温度比乙物 3 体的温度高，由于不知道两种物体的分子质量的关系，所以不 100m。 能判断出甲物体分子平均速率与乙物体分子平均速率的大小 这与公认值的数量级相吻合，故本次实验结果符合数量级的 关系，故A错误：湿度是分子平均动能的标志，物体温度越高， 要求。 分子的平均动能越大，并不是物体的每一个分子的动能都大， 7.B解析：由题图可知，图线②速事大的氧气分子占据的比例 故D正确，B错漠：物体的内能与物体温度、体积、物态有关， 较大，其对应的分子的平均速率较大，故图线②对应的温度较 物体的内能增加时，物体的温度不一定升高，故C错误。 高，图线①是氧气分子在0℃时的速率分布图线，A错误：两：2.D解析：在平衡位置，分子势能最小，则图中r:是平衡位置， 种温度下，都是中等速率的氧气分子所占的比例大，呈现“中 所以将两个分子从它们相距「2时释放，它们既不会相互远 间多、两头少”的分布规律，B正确：图线与v轴围成的面积表 离，也不会相互靠近，选项A、B错误：当分子间的距离r=r 示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比之和，其值等 时，分子间作用力表现为引力，选项C错误：当分子间的距离 于1，所以图线①与v轴围成的面积等于图线②与v轴围成的 从ra减小到r:时，分子间作用力表现为引力，E。r图像的斜 面积，C错误：100℃时氧气分子的平均速率比0℃时氧气分 率大小表示引力大小，可知引力先增大后减小，选项D正确。 子的平均速率大，D错误。 3.B解析：若y表示分子之问的作用力，则c点分子力为零，对 8.D解析：甲容器中器壁的压强是由所装物质的重力而产生 应为平衡位置，A正确：力是矢量，若y表示分子之间的作用 的，乙容器中器壁的压强是由分子撞击器壁面产生的，选项： 力，则分子之间的距离由ra增大到。的过程中，分子力先减 ·2·