物体是由大量分子组成的、实验：用油膜法估测油酸分子的大小、分子的热运动 专项练习 -2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第三册

第一章 分子动理论 考查范围：物体是由大量分子组成的、实验：用油膜法估测油酸分子的大小、分子的热运动 学科网（北京）股份有限公司 一、选择题：本题共12小题，每小题5分，共60分。 1.关于构成物质的分子，下列说法正确的是( ) A.分子是保持物质化学性质的最小微粒 B.密度大的物质，分子的质量一定大 C.研究物体的热运动性质和规律时所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包含原子和离子 D.无论是无机物质的分子，还是有机物质的大分子，其分子大小的数量级都是 2.根据下列物理量，可以估算出某种固体物质中分子总个数的是( ) A.阿伏伽德罗常量、该固体的摩尔质量和密度 B.阿伏伽德罗常量、该固体的摩尔质量和质量 C.阿伏伽德罗常量、该固体的质量和体积 D.该固体的密度、体积和摩尔质量 3.阿伏伽德罗常量是（单位为），铜的摩尔质量为M（单位为），铜的密度为ρ（单位为），则下列说法不正确的是( ) A.铜所含的原子数是 B.1个铜原子的质量是 C.1个铜原子占有的体积是 D.1 g铜所含的原子数 4.已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强为，重力加速度大小为g.由此估算得( ) A.地球大气层空气的总重力为 B.地球大气层空气分子总数为 C.每个空气分子所占空间体积为 D.空气分子之间的平均距离为 5.晶须是一些非常细、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，阿伏伽德罗常量为，铁质晶须内的铁原子可看作紧密排列的小球，则下列说法中正确的是( ) A.铁质晶须单位体积内铁原子的个数为 B.铁原子的直径为 C.断面内铁原子的个数为 D.相邻铁原子之间的相互作用力为 6.关于分子热运动的动能，下列说法正确的是( ) A.物体运动速度大，物体内分子热运动的动能一定大 B.物体的温度降低，物体内分子热运动的平均动能一定减小 C.物体的温度升高，物体内每个分子热运动的动能都增大 D.1 g 100 ℃的水变成1 g 100 ℃的水蒸气，分子热运动的平均动能增大 7.下列现象主要用来说明分子在运动的是( ) A.阳光照进窗户，看到光束中灰尘的运动 B.咸鸭蛋内部变咸的过程 C.酒精和水混合后的体积小于两者原来的体积之和 D.大气的湍流运动 8.陆游在诗作《村居书喜》中写到“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”.关于“花气袭人”，下列说法正确的是( ) A.“花气袭人”的主要原因是有微风吹过 B.“花气袭人”说明分子之间存在着相互作用力 C.温度越高，“花气袭人”现象越明显 D.“花气袭人”说明分子之间存在着空隙 9.对分子的热运动的理解，下列叙述正确的是( ) A.气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈 B.分子的热运动就是布朗运动 C.分子的热运动是分子的无规则运动，同种物质分子的热运动剧烈程度一定相同 D.物体运动的速度越大，其内部分子的热运动就越剧烈 10.如图所示是某一微粒的布朗运动路线图.若时刻它在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.时刻，微粒应该在bc线上 C.线段Oa的长度是微粒前5 s内通过的路程大小 D.虽然时微粒在f点，但它不一定是沿ef方向到达f点的 11.（多选）关于扩散现象的四幅图片如图所示，下列关于这些图片的说法错误的是( ) A.图甲中抽去玻璃板后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 B.图乙中墨汁和水彼此进入对方，温度越高扩散越快，说明扩散快慢与温度有关 C.图丙中液溴变成溴蒸气，说明扩散现象只能在同种物质的不同状态之间发生 D.图丁说明扩散现象能在固体之间发生 12.（多选）关于扩散现象，下列说法正确的是( ) A.温度越高，扩散进行得越快 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 二、非选择题：本题共2小题，共40分。 13.（20分）标准状况下，水蒸气的摩尔体积，水的摩尔质量，水的密度.请进行下列估算：（结果均保留一位有效数字） （1）水蒸气分子的平均间距约为多少？ （2）水分子的直径约为多少？ 14.（20分）（1）在用油膜法估测分子大小的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示.坐标格的每个小正方形大小为.由图甲可估算出油膜的面积是________，由此估算出油酸分子的直径是________m（保留一位有效数字）. （2）为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列哪些措施是可行的_____. A.油酸浓度适当大一些 B.油酸浓度适当小一些 C.油酸扩散后立即绘出轮廓图 D.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图 （3）图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片：48个铁原子在铜的表面排列成圆圈，构成了“量子围栏”.为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度，摩尔质量，阿伏加德罗常数.若将铁原子简化为球体模型，铁原子直径的表达式________，铁原子直径约为_____m（结果保留一位有效数字）. 1.答案：A参考答案 解析：保持物质化学性质的最小微粒是分子，故A正确；密度等于摩尔质量除以摩尔体积，同种物质的摩尔质量相同，如果状态不同，摩尔体积就不同，物质的密度就不同，但是分子质量是相同的，所以密度大的物质，分子的质量不一定大，故B错误；在研究物质化学性质时，认为组成物质的微粒有分子、原子和离子，但在热学中，我们研究的是粒子的运动和相互作用规律，就不必区分微粒在化学变化中起的不同作用，因此研究物体的热运动性质和规律时，将分子、原子、离子统称为“分子”，故C错误；除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小数量级为，故D错误. 2.答案：B 解析：由阿伏伽德罗常量、该固体的摩尔质量M和密度ρ，可求得该固体的摩尔体积，可求出单个固体分子的体积，无法求分子总个数，A错误；由阿伏伽德罗常量、该固体的摩尔质量M和质量m，可求出该固体的分子的总个数，B正确；由阿伏伽德罗常量、该固体的质量m和体积V，可求出该固体的密度，无法求出分子总个数，C错误；由固体的密度ρ、体积V和摩尔质量M，可求出该固体的质量，摩尔体积，无法求出该固体的分子总个数，D错误. 3.答案：A 解析：铜的质量为，摩尔数为，铜所含的原子数是，故A错误；铜的摩尔质量是，故一个铜原子的质量是，故B正确；铜中所含的原子数为，一个铜原子所占的体积是，故C正确；1 g铜的摩尔数为，故1 g铜所含的铜原子数是，故D正确.A符合题意. 4.答案：B 解析：地面大气的压强由大气的重力产生，即，A错误；地球大气层空气分子总数为，B正确；大气的体积为，每个空气分子所占空间体积为，C错误；空气分子之间的平均距离为，D错误. 5.答案：D 解析：单个铁原子的质量，铁质晶须单位体积内铁原子的个数为，故A错误；铁的摩尔体积，单个原子的体积，又，所以铁原子的半径，铁原子的直径，故B错误；分子的最大横截面面积，断面内铁原子的个数，故C错误；相邻铁原子之间的相互作用力为，故D正确. 6.答案：B 解析：A（×）物体由于运动而具有的能量叫动能，它是宏观物体所具有的一种能量，而分子热运动的动能叫作分子动能，是微观上的内能的一种形式，所以物体运动速度大小，与分子热运动的动能无关。 B（√）C（×）温度是分子热运动平均动能的标志，物体的温度降低，分子的平均动能减小；温度升高，分子的平均动能增大，但并不是每个分子的热运动动能都增大。 D（×）温度相同的水和水蒸气，分子热运动的平均动能相同。一定温度的水变化为同温度的水蒸气改变的是分子势能。 7.答案：B 解析：阳光照进窗户，看到光束中灰尘的运动是固体小颗粒的运动，不是分子的运动，故A错误；咸鸭蛋内部变咸的过程，是盐分子不停地做无规则运动的结果，故B正确；酒精和水混合后的体积小于两者原来的体积之和，说明分子之间有间隙，故C错误；大气湍流是大气的一种重要运动形式，它的存在使大气中的动量、热量、水气和污染物的垂直和水平交换作用明显增强，远大于分子运动的交换强度，因此湍流运动与分子的无规则运动有很大区别，故D错误. 8.答案：C 解析：“花气袭人”的主要原因是气体分子在永不停息地做无规则运动，A、B、D错误；温度越高，分子无规则运动越剧烈，“花气袭人”现象越明显，C正确. 9.答案：A 解析：气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈，故A正确；布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故B错误；同种物体的分子的热运动剧烈程度与温度有关，温度越高，运动越剧烈，故C错误；物体的速度是宏观量，而分子的热运动是微观量，它们之间没有必然关系，故D错误. 10.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运动轨迹，故A错误；线段是每隔5 s的位置连线，不能表示运动轨迹，则时刻微粒不一定在bc线上，故B错误；线段Oa的长度是微粒前5 s内的位移大小，故C错误；微粒在不停地做无规则运动，故微粒不一定沿图中线段运动，故D正确. 11.答案：AC 解析：题图甲中，由于扩散现象，二氧化氮气体会运动到上面的瓶中，最终整体呈淡红棕色，A错误；题图乙中墨汁和水彼此进入对方，通过对比知，墨汁在温水中比在冷水中扩散得快，说明扩散快慢与温度有关，B正确；扩散是不同种物质彼此进入对方的现象，不仅存在于液体与液体、气体与液体、气体与气体之间，同样也存在于固体与固体、气体与固体、液体与固体之间，C错误；题图丁说明扩散现象能在固体之间发生，D正确.本题选说法错误的，故选A、C. 12.答案：AC 解析：温度越高，分子热运动越剧烈，则扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是分子热运动引起的分子迁移现象，没有产生新的物质，属于物理现象，故B错误，C正确；液体中的扩散现象是由于液体分子的热运动产生的，故D错误. 13.答案：（1） （2） 解析：（1）对气体分子来说，由于分子不是紧密排列的，分子的体积远小于它所占有的空间的体积，所以分子所占有的空间的体积通常以立方体模型来计算.水蒸气分子的平均间距. （2）可以认为固体和液体分子紧密排列，通常把分子看作球体，则分子体积为摩尔体积与阿伏伽德罗常量之比，即， 设分子直径为d，则， 所以. 14.答案：（1）264； （2）BD （3）； 解析：（1）数油膜所占的正方形格数，大于等于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积.两滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积，油酸分子的直径. （2）为能形成单分子油膜，油酸浓度应适当小些；绘制油膜轮廓图应在油酸扩散稳定后进行，故B、D正确. （3）单个原子的体积为，可得，代入数据得. $