物理选修3-3 第七章测试题(A)

1 第七章 分子动理论测试题 A 时间 90 分钟 满分 100 分 班级班级 姓名姓名 学号学号 成绩成绩 一 一 单项选择题单项选择题 本题共本题共 1010 题题 每小题每小题 3 3 分分 共共 3030 分分 1 下列说法正确的是 A 布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 B 没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能 C 知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏伽德罗常数 D 内能不同的物体 它们分子热运动的平均动能可能相同 2 如图所示为悬浮在水中的一花粉微粒的布朗运动的情况 在一段时间内从 A 点开始计 时 每隔 30 s 记下一个位置 依次记为 B C D E F 则 A 图中的折线为此花粉的运动轨迹 B 2 min 内 此花粉的位移大小是 AE C 第 15 s 时 此花粉应在 AB 的中点 D 以上说法都不正确 3 当两个分子间的距离为 r0时 正好处于平衡状态 下列关于分子间作用力与分子间 距离的关系的说法正确的是 A 当分子间的距离 r r0时 它们之间只有斥力作用 B 当分子间的距离 r r0时 分子处于平衡状态 不受力 C 当分子间的距离从 0 5r0增大到 10r0的过程中 分子间的引力和斥力都在减小 且 斥力比引力减小得快 D 当分子间的距离从 0 5r0增大到 10r0的过程中 分子间相互作用力的合力在逐渐减 小 4 关于分子间的作用力 下列说法中不正确的是 r0为分子间平衡位置之间的距离 A 当分子间距离为 r0时 它们之间既没有引力 也没有斥力 B 分子间的平衡距离 r0可以看做分子直径的大小 其数量级为 10 10 m C 两个分子间距离由较远逐渐减小到 r r0的过程中 分子力先增大后减小 分子力为 引力 D 两个分子间距离由极小逐渐增大到 r r0的过程中 引力和斥力都同时减小 分子力 为斥力 5 关于热运动的说法中 正确的是 A 热运动是物体受热后所做的运动 B 温度高的物体中的分子做无规则运动 C 单个分子做永不停息的无规则运动 D 大量分子做永不停息的无规则运动 6 已知地球半径约为 6 4 106 m 空气的摩尔质量约为 29 10 3 kg mol 一个标准大气压 2 约为 1 0 105 Pa 利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为 A 4 1016 m3 B 4 1018 m3 C 4 1020 m3 D 4 1022 m3 7 关于分子的动能和势能 下列说法中正确的是 A 同种物质的两个物体 温度高的物体中每个分子的动能都大于温度低的物体中每个 分子的动能 B 分子的势能总是随着分子间距离的减小而增大 C 当分子间斥力和引力大小相等时 分子的势能最小 D 在相同温度下 质量相同的同一种物质组成的两个物体 体积大的物体中的分子势 能大于体积小的物体中的分子势能 8 容器中盛有冰水混合物 冰的质量和水的质量相等且保持不变 则容器内 A 冰的分子平均动能大于水的分子平均动能 B 水的分子平均动能大于冰的分子平均动能 C 水的内能大于冰的内能 D 冰的内能大于水的内能 9 2014 浦东新区二模 一定质量的乙醚液体全部蒸发 变为同温度的乙醚气体 在 这一过程中 A 分子引力增大 分子斥力减小 B 分子势能减小 C 乙醚的内能不变 D 分子平均动能不变 10 一定质量的 0 的冰熔化成 0 的水时 其分子动能之和 Ek和分子势能之和 Ep 的 变化情况为 A Ek变大 Ep 变大 B Ek变小 Ep 变小 C Ek不变 Ep 变大 D Ek不变 Ep 变小 二 二 多项选择题 本题共多项选择题 本题共 4 4 题题 每小题每小题 4 4 分分 共共 1616 分 分 11 布朗运动是生物学家布朗首先发现的物理现象 后来成为分子动理论和统计力学发展 的基础 下列关于布朗运动的说法中正确的是 A 布朗每隔 30 s 把小碳粒的位置记下 然后用直线依次连接起来 得到小碳粒的运动 轨迹 B 悬浮在液体中的小颗粒不停地无规则互相碰撞是产生布朗运动的原因 C 在尽量排除外界影响的情况下 如振动 液体对流等 布朗运动依然存在 D 布朗运动的激烈程度与颗粒大小 温度有关 布朗运动不是分子的运动 12 下列说法中正确的是 3 A 分子力发生作用的范围大约为 10 10 m B 分子体积大约为 10 23 cm3 C 分子直径大约为 10 10 m D 分子质量大约为 10 26 kg 至 10 27 kg 13 有两个分子 它们之间的距离大于 10 r0 其中一个分子以一定的初动能向另一个分 子趋近 在两个分子间的距离逐渐减小的过程中 下列说法正确的是 A r r0时 分子势能不断减小 分子动能不断增大 B r r0时 分子势能为零 分子动能最大 C r r0时 分子势能增大 分子动能减小 D r 具有最小值时 分子动能最小 分子温度最低 14 对于 20 的水和 20 的水银 下列说法正确的是 A 两者的平均分子动能相同 B 水银的分子平均动能比水的大 C 两者的分子平均速率相同 D 水银分子的平均速率比水分子的平均速率小 三 非选择题三 非选择题 本题共本题共 6 题 满分题 满分 54 分分 15 本题满分 8 分 1 如图所示 把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端 使玻璃 板水平地接触水面 如果你想使玻璃板离开水面 必须用比玻璃板重力 的拉力向上拉橡皮筋 原因是水分子和玻璃的分子间存在 作用 2 往一杯清水中滴入一滴红墨水 一段时间后 整杯水都变成了红色 这一现象在物理学中称为 现象 是由于分子的 而产生的 16 本题满分 10 分 用油膜法估测分子的大小 实验的简要步骤如下 A 将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上 数出轮廓内的方格数 不足半个的舍去 多 于半个的算一个 再根据方格的边长求出油膜的面积 S B 将一滴酒精油酸溶液滴在水面上 待油酸薄膜的形状稳定后 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 用浅盘装入约 2 cm 深的水 D 用公式 D 求出薄膜厚度 即油酸分子的大小 V S E 根据酒精油酸溶液的浓度 算出一滴溶液中纯油酸的体积 V 上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全 请指出 1 2 上述实验步骤的合理顺序是 17 本题满分 4 分 玻璃打碎以后 为什么不能把它们拼在一起 利用分子力使其复 原呢 4 18 本题满分 10 分 用长度放大 600 倍的显微镜观察布朗运动 估计放大后的小颗粒 碳 体积为 0 1 10 9 m3 碳的密度是 2 25 103 kg m3 摩尔质量是 1 2 10 2 kg mol 阿伏 加德罗常数为 6 02 1023 mol 1 则该小碳粒含分子约为多少个 取一位有效数字 19 本题满分 12 分 天宫一号于 2011 年 9 月 29 日 21 时 16 分 3 秒在酒泉卫星发射中 心成功发射 如图是 天宫一号 卫星顺利升空的情景 已知大气压强是由于大气的重力而产 生的 某学校兴趣小组的同学 通过查找资料知道 月球半径 R 1 7 106 m 月球表面重力 加速度 g 1 6 m s2 为开发月球的需要 设想在月球表面覆盖一层大气 使月球表面附近的 大气压达到 p0 1 0 105 Pa 已知大气层厚度 h 1 3 103 m 比月球半径小得多 假设月球 表面开始没有空气 试估算 1 应在月球表面覆盖的大气层的总质量 m 2 月球表面大气层的分子数 3 气体分子间的距离 空气的平均摩尔质量 M 2 9 10 2 kg mol 阿伏伽德罗常数 NA 6 0 1023 mol 1 20 本题满分 10 分 某同学的卧室长 L1 7 m 宽 L2 5 m 高 h 3 2 m 假设卧室内 的空气处于标准状况 已知阿伏伽德罗常数 NA 6 02 1023 mol 1 1 求卧室内空气分子数 2 若卧室内温度升高 卧室内空气分子的平均动能如何变化 5 第七章 分子动理论测试题 A 答案 一 单项选择题 1 答案 D 解析 该题综合考查了热学问题 布朗运动是悬浮在液体中的颗粒的运动 是液体分子的 无规则运动的反映 但不是颗粒的分子运动的反映 A 错 根据热力学第二定律可知机械能 可以全部转化为内能 但是内能不可以全部转化为机械能 而不引起其他变化 B 错 知道 物质的摩尔质量和密度可以求出摩尔体积但不可以求出阿伏伽德罗常数 C 错 内能不同的 物体温度可能相同 分子平均动能可能相同 D 对 2 答案 B 3 答案 C 解析 选 C 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的 当 r r0时 F引 F斥 每 个分子所受的合力为零 并非不受力 当 rF引 合力为斥力 并非只受斥力 故 A B 错误 当分子间的距离从 0 5r0增大到 10r0的过程中 分子间的引力和斥力都减小 而且斥力比引力减小得快 分子间作用力的合力先减小到零 再增大再减小到零 故 C 正 确 D 错误 4 答案 A 解析 可以借助图像分析分子之间的作用力 如图所示 关于分子间的作用力 必须明确 分子之间的引力和斥力是同时存在的 r r0时合力等于零 A 错误 当 r r0时表现为引力 且 r 较大 即两个分子间距较远时分子间相互作用力亦趋于零 可知由较远至 r r0的过程 中 分子力先增大后减小 即 C 项正确 而分子间距离由极小逐渐增大到 r r0时 分子 间的引力和斥力都逐渐减小 分子力表现为斥力 故 D 选项正确 5 答案 D 解析 热运动是指物体内大量分子做无规则运动 不是单个分子做无规则运动 故 A C 项错 D 项正确 不仅高温物体中的分子在做无规则运动 低温物体内的分子也同 样做无规则运动 只是其平均速率不同而已 故 B 项错误 6 答案 B 解析 选 B 设地球表面大气的总质量为 M 则有 Mg p0 4 R2 在标准状况下其体积为 V 22 4 10 3 m3 22 4 10 3 m3 M M0 p0 4 R2 M0g 22 4 10 3 m3 4 1018m3 选 B 1 0 105 4 3 14 6 4 106 2 29 10 3 10 7 答案 C 解析 选 C 温度是分子平均动能大小的标志 对单个分子没有意义 同种物质的两个 物体 体积大的分子势能不一定大 例如相同质量的 0 的冰和水 8 答案 C 6 解析 冰水混合物温度为 0 冰 水温度相同 故二者分子平均动能相同 A B 错 水分子势能大于冰分子势能 故等质量的冰 水内能相比较 水的内能大于冰的内能 C 对 D 错 9 答案 D 解 A 乙醚液体蒸发过程 分子间的距离变大 分子间的引力和吃力都会减小 故 A 错误 B 蒸发过程中乙醚分子要克服分子间的引力做功 增加分子势能 故B 错误 C 一定质量的乙醚液体全部蒸发 变为同温度的乙醚气体过程中 要从外界吸收热 量 由于温度不变 故分子平均动能不变 而蒸发过程中乙醚分子要克服分子间的引 力做功 分子势能增加 故内能增加 故C 错误 D 由于温度是分子平均动能的标志 故分子平均动能不变 故D 正确 故选 D 10 答案 C 解析 因为冰熔化时温度不变 所以分子的平均动能不变 再考虑到分子的总数不变 所以可以判断 Ek不变 注意到熔化过程中要吸热 同时由于冰熔化为水时体积将减小 外 界对系统做功 做功和热传递都使内能增加 由此可以判断 Ep必增大 故正确选项为 C 二 多项选择题二 多项选择题 11 答案 CD 解析 小碳粒在 30 s 内的运动是很复杂的 其运动轨迹是毫无规则的 用直线连接起来的 线段 是一段时间内的位移 A 错误 形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体分子 无规律的碰撞 使得来自各个方向的碰撞效果不平衡所致 布朗运动间接地证明了液体分子 的无规则运动 B 错误 布朗运动与外界任何因素 如温度差 压强差 液体振动等无关 C 正确 布朗运动是悬浮的固体颗粒 粒子数量级一般在 10 6m 肉眼是看不到 的运动 属于 宏观物体的运动 不是单个分子的运动 单个分子用显微镜是看不见的 温度越高 液体分 子无规则运动越剧烈 对固体颗粒撞击的不平衡性越明显 布朗运动也就越明显 D 正确 12 答案 CD 解析 选分子力的作用范围大约为 10r0 10 9 m 以内 故 A 错 分子的体积约为 10 10 3 m3 10 24 cm3 B 错 分子的直径数量级约为 10 10 m C 正确 除一些有机物质 的大分子外 分子质量数量级大约是 10 26 kg 至 10 27 kg D 对 13 答案 AC 解析 选 AC 错解 在 r r0这区间内 分子力表现为引力 做正功 分子势能减小 动能增大 当 r r0时 分子势能为零 动能最大 A B 两项正确 在 r r0时 分子力 为斥力 距离减小 分子力做负功 分子势能增大 动能减小 C 项也正确 当分子间距 离最小时 分子动能减小到最小 温度最低 故本题的答案为 A B C D 本题最易错的 两点是 r r0时分子势能最小与分子势能为零不是一回事 对单个分子 温度是没有意义 的 故 B D 两项是错的 错解中对 A C 两项的分析是正确的 14 答案 AD 解析 温度相同的任何物体 内部的分子平均动能都相等 所以 A 对 B 错 分子平 均动能相同 平均速率不一定相同 还与分子质量有关 水银的分子质量大 平均速率小 所以 C 错 D 对 三 非选择题 15 答案 1 大 分子引力 2 扩散 无规则运动 热运动 7 解析 1 由于玻璃板除受竖直向下的重力外还受向下的水分子和玻璃分子间的分子引力 故向上的拉力应大于重力 2 题目中的现象是由于分子无规则运动而引起的扩散现象 16 解析 在滴入油酸酒精溶液之前 应将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上 这 样可以清楚地看出油酸的轮廓 另外 在实验过程中 必须记下一滴油酸的体积 答案 1 C 步骤中 要在水面上撒上痱子粉或石膏粉 2 实验时 还需要 F 用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入 量筒 记下量筒内增加一定体积时的滴数 C F B A E D 17 解析 分子间的引力只有在距离小于 10 9 m 时才会比较显著 碎玻璃拼在一起 由于接触面错落起伏 绝大多数的分子间距离远大于 10 9 m 所以 总的分子引力非常小