1.1 第1课时物体是由大量分子组成的分子热运动(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理选择性必修第三册同步学习指导(人教版2019)

书 练案［１］ 第一章　 分子动理论 １． 　 ［第１课时　 物体是由大量分子组成的　 分子热运动］ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　基础达标练 １．已知阿伏加德罗常数为ＮＡ，下列说法正确的是 （Ｃ ） Ａ．若油酸的摩尔质量为Ｍ，则一个油酸分子的质量 为ｍ ＝ ＮＡＭ Ｂ．若油酸的摩尔质量为Ｍ，密度为ρ，则一个油酸分 子的体积为Ｖ ＝ ρＮＡＭ Ｃ．若某种气体的摩尔质量为Ｍ，密度为ρ，则该气体 分子间平均距离为ｄ ＝ ３ Ｍ ρＮ槡Ａ Ｄ．若某种气体的摩尔体积为Ｖ，单位体积内含有气 体分子的个数为ｎ ＝ ＶＮＡ ２．下列四种现象中属于扩散现象的是 （Ｂ ） ①海绵状塑料可以吸水　 ②揉面团时，加入小苏打， 小苏打可以揉进面团内　 ③放一匙食糖于一杯开水 中，水会变甜　 ④把盛开的腊梅放入室内，会满室 生香 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③ ３．（多选）（２０２４·河北石家庄二中月考）钻石是高强 度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为 ρ（单位为ｋｇ ／ ｍ３），摩尔质量为Ｍ（单位为ｇ ／ ｍｏｌ），阿 伏加德罗常数为ＮＡ。已知１克拉等于０． ２ ｇ，则下列 选项正确的是 （Ａ ） Ａ． ａ克拉钻石物质的量为０． ２ａ ｇＭ Ｂ． ａ克拉钻石所含有的分子数为０． ２ａ ｇ × ＮＡＭ Ｃ．钻石分子直径为 ３ ６Ｍ × １０ －３ ＮＡρ槡π （单位为ｍ） Ｄ． ａ克拉钻石的体积为ａ ρ （单位为ｍ３） ４．（２０２４·江苏泰州中学高二下月考）关于扩散现象与 布朗运动，下列说法正确的是 （Ｂ ） Ａ．扩散现象与布朗运动都是分子的无规则运动 Ｂ．扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息 的运动 Ｃ．扩散现象只能在液体和气体中发生 Ｄ．液体中的悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液 体分子数越多，布朗运动越明显 ５．（２０２４·上海静安高二期中）已知某种物质的摩尔质 量为μ，单位体积的质量为ρ，阿伏加德罗常数为ＮＡ， 那么这种物质单位体积中所含的分子数为（Ｃ ） Ａ． ＮＡ ρ Ｂ． ＮＡ μ Ｃ． ρＮＡ μ Ｄ． ＮＡ μρ ６．（２０２４·江苏南京高三阶段练习）生活中很多俗语、 成语的内容都与物理知识有关，它们反映了人类在 生活中对自然界的认知水平。下列俗语或成语中从 物理学的角度分析正确的是 （Ｂ ） Ａ．“破镜难圆”说明分子间没有相互作用力 Ｂ．“送人玫瑰，手有余香”说明分子在不停地运动 Ｃ．“只闻其声，不见其人”说明声波在传播过程中可 以发生干涉 Ｄ．“随波逐流”说明在波的传播过程中介质中质点 沿着波的传播方向而迁移 ７．（多选）浙江大学高分子系某课题组制备出了一种超 轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的 纪录，弹性和吸油能力令人惊喜，这种被称为“全碳 气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的１６ 。设气 凝胶的密度为ρ（单位为ｋｇ ／ ｍ３），摩尔质量为Ｍ（单 位为ｋｇ ／ ｍｏｌ），阿伏加德罗常数为ＮＡ，则下列说法正 确的是 （Ａ ） Ａ． ａ千克气凝胶所含的分子数Ｎ ＝ ａＭＮＡ Ｂ．气凝胶的摩尔体积Ｖｍｏｌ ＝ Ｍρ Ｃ．每个气凝胶分子的体积Ｖ０ ＝ ＭＮＡρ Ｄ．每个气凝胶分子的直径ｄ ＝ ３ ＮＡρ槡                                                                Ｍ —１３３— ８．（２０２４·江苏扬州高二阶段练 习）如图所示为世界最大的钻 石“非洲之星——库里南１ 号”，重达５３０克拉（１克拉等 于０． ２克），已知钻石的密度为ρ，摩尔体积为Ｖ，阿 伏加德罗常数为ＮＡ，求： （１）钻石分子的直径（可认为组成钻石的分子是一个 紧挨一个的小球）； （２）该钻石中含有的分子数。 能力提升练 ９．（多选）已知铜的摩尔质量为Ｍ（ｋｇ ／ ｍｏｌ），铜的密度 为ρ（ｋｇ ／ ｍ３），阿伏加德罗常数为ＮＡ（ｍｏｌ －１）。下列 判断正确的是 （Ａ ） Ａ． １ ｋｇ铜所含的原子数为ＮＡＭ Ｂ． １ ｍ３铜所含的原子数为ＭＮＡ ρ Ｃ． １个铜原子的质量为ＮＡＭ Ｄ． １个铜原子的体积为Ｍ ρＮＡ １０．关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是 （Ｄ ） Ａ．扩散现象只能在气体或液体中发生，布朗运动只 能在液体中发生 Ｂ．扩散现象只能说明分子做无规则的运动，布朗运 动只能说明分子做永不停息的运动 Ｃ．布朗运动就是水分子的无规则运动，与水分子的 大小有关系 Ｄ．温度越高，布朗运动越剧烈 １１．与传统汽车灯相比，氙气灯因具有亮度高、色温低、 寿命长、功率低的优点而受到车主的青睐。某汽车 氙气灯泡的容积为２ ｍＬ，充入氙气的密度为６ ｋｇ ／ ｍ３， 氙气摩尔质量为０． １３ ｋｇ ／ ｍｏｌ，阿伏加德罗常数为 ＮＡ ＝ ６ × １０ ２３ ｍｏｌ －１，则该灯泡中氙气分子数约为 （Ａ ） Ａ． ６ × １０１９个 Ｂ． ６ × １０２２个 Ｃ． ６ × １０２５个 Ｄ． ６ × １０２７个 １２．很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全， 轿车在发生一定强度的碰撞时，利用三氮化钠 （ＮａＮ３）产生气体（假设都是Ｎ２）充入导热效果良好 的气囊。已知氮气充入后安全气囊的容积为Ｖ，氮 气密度为ρ，氮气的摩尔质量为Ｍ，阿伏加德罗常数 为ＮＡ，假设安全气囊充气前体积可忽略不计，求： （１）充气后，该气囊中氮气分子的总个数； （２）充气后，该气囊中氮气分子间的平均距离。 １３．（２０２４·北京高二下期中）水是生命之源，保护水源 需要人类共同努力，平时用水完毕后应及时关闭水 龙头开关。某水龙头打开１秒钟就有５０ ｍＬ水流 出，已知水的摩尔质量为Ｍ ＝ １． ８ × １０ －２ ｋｇ ／ ｍｏｌ，水 的密度ρ ＝ １． ０ × １０３ ｋｇ ／ ｍ３，阿伏加德罗常数ＮＡ ＝ ６． ０ × １０２３ ｍｏｌ －１。完成下列计算：（结果均保留两位 有效数字） （１）估算一个水分子的质量； （２）估算１秒钟内流出的水分子个数                                                                      。 —１３４— ［练案部分］ 练案［１］ 基础达标练 １． Ｃ　 若油酸的摩尔质量为Ｍ，则一个油酸分子的质量ｍ ＝ ＭＮＡ， 故Ａ错误；由于油酸分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体 积与阿伏加德罗常数之比，则一个油酸分子的体积Ｖ ＝ ＶｍｏｌＮＡ ＝ Ｍ ρＮＡ ，故Ｂ错误；平均每个气体分子所占的空间Ｖ ＝ Ｍ ρＮＡ ，则气 体分子间平均距离ｄ ＝ ３ Ｍ ρＮ槡Ａ，故Ｃ正确；某种气体的摩尔体 积为Ｖ，单位体积气体的物质的量为ｎ ＝ １Ｖ ，则单位体积内含 有气体分子的个数ｎ ＝ ＮＡＶ ，故Ｄ错误。 ２． Ｂ　 海绵状塑料吸水是水滴进入塑料间隙，不是扩散；小苏打 揉进面团，是机械外力作用的结果；食糖溶于开水中，腊梅香 气释放是扩散现象。故Ｂ正确。 ３． ＡＢＣ　 ａ克拉钻石的质量为０． ２ａ ｇ，物质的量为０． ２ａ ｇＭ ，所含 分子数为０． ２ａ ｇＭ × ＮＡ，故Ａ、Ｂ正确；钻石分子的体积为 Ｍ × １０ －３ ρＮＡ （单位为ｍ３），将固体分子看作球体，其体积Ｖ ＝ ４ ３ πＲ ３ ＝ ４３ π ｄ( )２ ３ ＝ １６ πｄ ３，联立解得分子直径ｄ ＝ ３ ６Ｍ × １０ －３ ＮＡρ槡π （单位为ｍ），故Ｃ正确；ａ克拉钻石的体积为 ０． ２ａ × １０ －３ ρ （单位为ｍ３），故Ｄ错误。 ４． Ｂ　 扩散现象是分子的无规则运动，布朗运动是微小颗粒的无 规则运动，故Ａ错误；扩散现象能说明分子在做永不停息的运 动，布朗运动间接反映了分子运动的无规则性，故Ｂ正确；扩 散现象在气体、液体和固体中均能发生，故Ｃ错误；液体中的 悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，所受撞 击作用越均衡，布朗运动越不明显，故Ｄ错误。 ５． Ｃ　 单位体积的摩尔数为ｎ ＝ ρ μ ，则单位体积中所含的分子数 为Ｎ ＝ ｎ·ＮＡ ＝ ρμ·ＮＡ，故Ｃ正确。 ６． Ｂ　 “破镜难圆”是由于分子间距较大，分子之间的相互作用 力较小，不能说明分子间没有相互作用力，故Ａ错误；“送人 玫瑰，手有余香”手上留有香味分子，说明分子在不停地运动， 故Ｂ正确；“只闻其声，不见其人”说明声波在传播过程中可 以发生衍射，故Ｃ错误；在波的传播过程中介质中质点在平衡 位置附近做简谐振动，并不沿着波的传播方向迁移，故Ｄ 错误。 ７． ＡＢＣ　 ａ ｋｇ气凝胶的摩尔数为ｎ ＝ ａＭ，则ａ ｋｇ气凝胶所含有 的分子数为Ｎ ＝ ｎＮＡ ＝ ａＮＡＭ ，故Ａ正确；气凝胶的摩尔体积为 Ｖｍｏｌ ＝ Ｍ ρ ，故Ｂ正确；１ ｍｏｌ气凝胶中包含ＮＡ 个分子，故每个 气凝胶分子的体积为Ｖ０ ＝ ＭＮＡρ，故Ｃ正确；设每个气凝胶分子 的直径为ｄ，则有Ｖ０ ＝ １６ πｄ ３，解得ｄ ＝ ３ ６Ｍ πＮＡ槡ρ，故Ｄ错误。 ８．（１） ３ ６Ｖ πＮ槡Ａ 　 （２）０． １０６ρＶ ＮＡ 解析：（１）单个分子体积Ｖ０ ＝ ＶＮＡ Ｖ０ ＝ ４ ３ π １ ２( )ｄ ３ 则ｄ ＝ ３ ６Ｖ πＮ槡Ａ。（２）该钻石质量ｍ ＝ ５３０克拉＝ ０． １０６ ｋｇ 则分子数ｎ ＝ ｍＭ ＮＡ ＝ ｍ ρＶ ＮＡ 则分子数ｎ ＝ ０． １０６ ρＶ ＮＡ。 能力提升练 ９． ＡＤ　 １ ｋｇ铜所含的原子数Ｎ ＝ １Ｍ ＮＡ ＝ ＮＡ Ｍ，故Ａ正确；与Ａ同 理，１ ｍ３铜所含的原子数Ｎ ＝ ρＭ ＮＡ ＝ ρＮＡ Ｍ ，故Ｂ错误；１个铜 原子的质量ｍ０ ＝ ＭＮＡ，故Ｃ错误；１个铜原子的体积Ｖ０ ＝ ｍ０ ρ ＝ Ｍ ρＮＡ ，故Ｄ正确。 １０． Ｄ　 扩散现象可以在气体、液体、固体中发生，而布朗运动只 能在气体和液体中发生，故Ａ错误；扩散现象直接反映了组 成物质的分子在永不停息地做无规则运动；布朗运动是小颗 粒受到的撞击力（由液体或气体分子的无规则运动产生）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Ｂ错误；布朗运动不是水分子的运动，而是小 颗粒的运动，故Ｃ错误；温度越高，布朗运动越剧烈，故Ｄ 正确。 １１． Ａ　 灯泡内氙气的质量ｍ ＝ ρＶ ＝ ６ × ２ × １０ －６ ｋｇ ＝ １． ２ × １０ －５ ｋｇ，则灯泡内氙气的物质的量ｎ ＝ ｍＭ ＝ １． ２ × １０ －５ ０． １３ ｍｏｌ ＝ ９． ２ ×１０ －５ ｍｏｌ，则灯泡中氙气分子个数为Ｎ ＝ ｎＮＡ≈６ × １０１９个， 故Ａ正确。 １２．（１）ρＶＭ ＮＡ 　 （２） ３ Ｍ ρＮ槡Ａ 解析：（１）设氮气的物质的量为ｎ，则ｎ ＝ ρＶＭ 该气囊中氮气分子的总个数Ｎ ＝ ｎＮＡ ＝ ρＶＭ ＮＡ。 （２）每个氮气分子所占的空间Ｖ０ ＝ ＶＮ 设氮气分子间的平均距离为ｄ，则有Ｖ０ ＝ ｄ３ 则该气囊中氮气分子间的平均距离ｄ ＝ ３ Ｖ槡Ｎ ＝ ３ ＭρＮ槡Ａ。 １３．（１）３． ０ × １０ －２６ ｋｇ　 （２）１． ７ × １０２４个 解析：（１）每个水分子的质量为ｍ ＝ ＭＮＡ 代入数据解得ｍ ＝ ３． ０ × １０ －２６ ｋｇ。 （２）１ 秒钟内流出的水分子个数为Ｎ ＝ ρＶＭ ＮＡ ＝ １． ０ × １０３ × ５０ × １０ －６ １． ８ × １０ －２ × ６． ０ × １０２３≈１． ７ × １０２４个。 练案［２］ 基础达标练 １． Ｄ　 两铅块能被压合在一起、钢绳不易被拉断说明分子之间存 在引力；水不容易被压缩是因为水分子间距小，轻微压缩都会 使分子力表现为斥力，因此选项Ａ、Ｂ、Ｃ都能说明分子间存在 分子力；空气容易被压缩是因为分子间距大，而不能说明分子 间存在分子力，因此选Ｄ。 ２． Ｄ　 挤压后的铅分子之间的距离在分子之间存在相互作用力 的距离范围内，故铅柱不脱落的主要原因是分子之间存在引 力作用，Ｄ正确，Ａ、Ｂ、Ｃ错误                                                                   。 —２１７—