2019-2020学年高中物理 第1章 用统计思想研究分子运动 章末过关检测（一）（含解析）沪教版选修3-3

章末过关检测(一)(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，选错或不答的得0分)1由阿伏伽德罗常量na和一个水分子的质量m，一个水分子的体积v0，不能确定的物理量有()a1摩尔水的质量b2摩尔水蒸气的质量c3摩尔水的体积d4摩尔水蒸气的体积解析：选d.1摩尔水的质量为manam，a正确； 2摩尔水蒸气的质量m2nam，b项正确；液体可认为分子是紧密地靠在一起，3摩尔水的体积v3nav0，故c正确；由于气体分子间有很大的空隙，气体的体积并非所含分子自身体积之和，故d项由已知条件无法确定，故选d.2两个分子从靠得不能再靠近的位置开始，使两者之间的距离增大，直到大于分子直径的10倍以上这一过程中，关于分子间的相互作用力的下列说法中正确的是()a分子间的引力和斥力都在增大b分子间的斥力在减小，引力在增大c分子间的相互作用力的合力在逐渐减小d分子间的相互作用力的合力，先减小后增大，再减小到零解析：选d.由分子力随距离的变化关系得，分子距离由靠得不能再靠近变化到大于分子直径10倍以上时，引力和斥力都减小，故a、b错相互作用的合力变化如图所示，应为先减小再增大，再减小到零，c错、d对3关于物体的内能，以下说法正确的是()a不同物体，温度相等，内能也相等b所有分子的势能增大，内能也增大c做功和热传递都能改变物体的内能，但二者本质不同d只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体内能一定相等解析：选c.物体内能包括分子平均动能和分子势能两部分，温度相等亦即分子平均动能相等，但内能不一定相等，a错分子的势能增大，分子的平均动能不一定增大，内能也不一定增大，b错做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，做功是其他形式的能转化为内能，热传递是物体内能的转移，二者实质不同，c正确物体的内能由物体分子的势能、分子平均动能、物体所含分子数的多少决定，两物体质量相等，但物质的量不一定相等，即分子数不一定相等，所以内能不一定相等，d错4下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是()a当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大b当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小c当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大d当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小解析：选c.当分子间距离为r0时为平衡位置，当rr0时表现为引力，且随r的增大而先增大后减小，分子力做负功，分子势能增大，故a、b错当rr0时分子间表现为斥力，且随着r的减小而增大，当r减小时分子力做负功，分子势能增大，故c正确，d错5已知阿伏伽德罗常量为na，铜的摩尔质量为m(kg/mol)，密度为(kg/m3)，下面的结论中不正确的是()a1 m3铜所含原子的数目为b1个铜原子质量为c1个铜原子的体积是d1 kg铜所含原子的数目为解析：选a.1 m3铜所含原子的数目nana，1个铜原子的体积是，1个铜原子的质量为，1 kg铜所含原子的数目为nana.6关于气体的说法中，正确的是()a由于气体分子运动的无规则性，所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等b气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大c一定体积的气体，气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大d气体的分子数越多，气体的压强就越大解析：选c.由于气体分子运动的无规则性，遵循统计规律，气体向各个方向运动的数目相等，器壁各个方向上的压强相等，a错；气体的温度升高，平均速率增大，并非所有分子的速率都变大，b错；一定体积的气体，分子密度一定，分子的平均动能越大，气体的压强就越大，c正确；气体的压强大小取决于分子密度及分子的平均动能，气体的分子数多，压强不一定就大，d错二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分在每个小题给出的四个选项中，有多个选项是正确的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)7关于气体分子的运动情况，下列说法中正确的是()a某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的b某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的c某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等d温度不变时大多数气体分子的速率不会发生变化解析：选bc.分子速率分布呈“中间多、两头少”的统计规律，而每个分子的运动速率瞬息万变，无规则，故a、d选项不正确，b选项正确由于分子数目巨大，某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小差别，可以认为是相等的，故c选项正确8.如图所示是某一微粒的布朗运动路线图，若t0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秒末的运动轨迹bt12.5 s时，微粒应该在bc连线上c线段oa的长度是微粒前5 s内的位移大小d虽然t30 s时微粒在f点，但它不一定是沿ef方向到达f点的解析：选cd.题图中直线是相邻两时刻对应位置的连线，也是这段时间内微粒的位移，但不是微粒的运动轨迹，因此c、d选项正确9对一定量的气体，下列说法正确的是()a气体的体积是所有气体分子的体积之和b气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高c气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的d当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少解析：选bc.气体的分子间距远远大于分子的大小，所有气体分子的体积之和远小于气体的体积，a错温度是分子平均动能的标志，b正确气体对器壁的压强是由于大量气体分子运动，对器壁不断碰撞而产生的，c正确气体的分子间距rr0，分子力表现为引力，膨胀时气体分子间距变大，分子势能增大，d错10.如图所示，甲分子固定在坐标原点o，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能ep与两分子间距离的关系如图中曲线所示图中分子势能的最小值为e0.若两分子所具有总能量为0，则下列说法中正确的是()a乙分子在p点(xx2)时，加速度最大b乙分子在p点(xx2)时，其动能为e0c乙分子在q点(xx1)时，处于平衡状态d乙分子的运动范围为xx1解析：选bd.乙分子处于r0位置时所受分子合力为零，加速度为零，此时分子势能最小，分子的动能最大，总能量保持不变，由图可知x2位置即是r0位置，此时加速度为零，a错xx2位置，势能为e0，则动能为e0，b项正确在q点，ep0，但分子力不为零，分子并非处于平衡状态，c项错在乙分子沿x轴向甲分子靠近的过程中，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，即分子的速度先增大后减小，到q点分子的速度刚好减为零，此时由于分子斥力作用，乙分子再远离甲分子返回，即乙分子运动的范围为xx1，d项正确三、非选择题(本题共3小题，共52分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(14分)某同学设计了如下一个用“油膜法估测分子大小”的实验他配制的油酸酒精溶液的浓度为103 ml溶液中有纯油酸1 ml，用注射器量得1 ml上述油酸酒精溶液中有液滴50滴，将其中的1滴滴入水面撒有痱子粉的浅盘里，待稳定后，形成了清晰的油膜轮廓然后他将一有机玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下了油膜的形状但他没有坐标纸，就先用游标卡尺测量了该玻璃板的厚度如图甲所示，然后用剪刀剪出了面积量等于油膜形状的有机玻璃板，如图乙所示，并用天平称出了其质量为0.3 kg，已知该有机玻璃板的密度为3103 kg/m3，请根据以上数据估测：(1)油酸膜的实际面积；(2)油酸分子的直径解析：(1)由题图读出有机玻璃板的厚度d2.5103 m油酸膜的实际面积s m24102 m2.(2)每滴油酸的体积v106 m321011 m3油酸分子直径d51010 m.答案：(1)4102 m2(2)51010 m12(18分)已知金刚石的密度为3.5103 kg/m3，试估算金刚石内碳原子间的平均距离解析：取体积为1 m3的金刚石，由得其质量mv3.5103 kg金刚石内含有碳原子的个数为nna6.01023个1029个一个碳原子所占的体积v m35.71030 m3将碳原子看成球形模型，碳原子间的距离d2.21010 m .答案：2.21010 m13(20分)美国麻省理工学院教授威斯哥夫根据能量的观点解释地球上的山峰为什么不能太高，他的观点是：山太高，则山太重，太重则会下沉，山下沉则重力势能减少减少的势能如果足够使部分岩石熔化，山就将继续下沉为了使山不再下沉，山下沉所减少的重力势能必须小于熔化下沉部分岩石所需的能量为了估算地球上山的最大高度，我们把山简化成一个横截面积为s的圆柱体，如图所示假设山全部是由sio2所组成，sio2作为一个个单独的分子而存在(1)试导出用以下各物理量的符号表示的山的最大高度h的表达式(2)算出h的最大数值(保留一位有效数字)已知sio2的摩尔质量a6.0102 kg/mol；sio2熔化时每个sio2分子所需的能量e0