第七章分子动理论测试题

第七章 分子动理论测试题 A 时间 90 分钟 满分 100 分 班级 姓名 学号 成绩 一 单项选择题 本题共 10 题 每小题 3 分 共 30 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 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 29 103 kg mol 一个标准大气压 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 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 C 4 1020 m3 B 4 1018 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 多项选择题 本题共 4 题 每小题 4 分 共 16 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 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 C 分子直径大约为 10 D 分子质量大约为 10 23 10 cm3 m 27 26 kg 至 10kg 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 本题共 6 题 满分 54 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 VD 用公式 D 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 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 2 102 kg mol 阿伏加德 罗常数为 6 02 1023 mol1 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 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 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 1 2 kg mol 阿伏伽德罗常数 NA 6 0 1023 mol 1 第 4 8 页 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 562Mp 4 R2 22 4 10 m 22 4 10 m 22 4 10 M0M0g29 10 10 6 4 10 3 3331 0 10 4 3 14 3 m3 4 1018m3 选 B 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 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 第 5 8 页 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 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 106m 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 109 m 以内 故 A 错 分子的体积约为 10 103 m3 1024 cm3 B 错 分子的直径数量级约为 1010 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 1026 kg 至 1027 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 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 第 6 8 页 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 109 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