2020-2021物理3-3课时7.1 物体是由大量分子组成的

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2020-2021学年人教版物理选修3-3课时分层作业：7.1物体是由大量分子组成的课时分层作业（一)（时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．(多选）“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是（)A．将油酸形成的膜看成单分子油膜B．不考虑各油酸分子间的间隙C．考虑了各油酸分子间的间隙D．将油酸分子看成球形E．油酸分子直径的数量级为10－15mABD［实验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算，所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜,不考虑油酸分子间的间隙，并把油酸分子看成球形，油酸分子直径的数量级为10－10m,所以A、B、D正确，C、E错误．］2．（多选)关于组成物体的分子，下列说法中不正确的是(）A．分子是球形的，就像我们平时的乒乓球有弹性，只不过分子非常非常小B．所有分子的直径都相同C．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致D．测定分子大小的方法只有油膜法一种方法E．测定分子大小的方法有多种ABD［分子的形状非常复杂,为了研究和学习方便，把分子简化为球形，实际上不是真正的球形，故A项错误;不同分子的直径一般不同,但数量级基本一致，为10－10m，故B错、C对；油膜法只是测定分子大小的一种方法,还有其他方法，如扫描隧道显微镜观察法等，故D错误、E正确．］3．（多选)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（)A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．求每滴体积时，1mL溶液的滴数少数了几滴D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格E．油膜间存在缝隙ACD[形成的油膜不是单分子层，计算的油膜厚度就不是分子直径，比分子直径大得多,A正确；滴入水中后酒精都溶入水中，B错误；计算体积时少数了几滴，会使计算的油滴体积偏大，当然计算的分子直径也偏大，C正确；数方格时舍去了所有不足一格的方格，计算出的油膜面积偏小,导致计算结果偏大，D正确，油膜间存在缝隙，测出的油膜面积偏大，计算结果偏小，E错误．]4．从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数()A．水的密度和水的摩尔质量B．水的摩尔质量和水分子的体积C．水分子的体积和水分子的质量D．水分子的质量和水的摩尔质量D[阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁,有两个主要公式求阿伏加德罗常数，分别为：NA＝eq\f（摩尔质量，分子质量)和NA＝eq\f（摩尔体积，分子所占体积).对应可得D项正确．］5．（多选)已知某气体的摩尔体积为22.4L/mol，摩尔质量为18g/mol，阿伏加德罗常数为6。02×1023mol－1，由以上数据可以估算出这种气体（)A．每个分子的质量B．每个分子的体积C．每个分子占据的空间D．分子之间的平均距离ACD[实际上气体分子之间的距离远比分子本身的线度大得多，即气体分子之间有很大空隙，故不能根据V′＝eq\f（V，NA)计算分子体积，这样求得的应是该气体每个分子所占据的体积,故C正确；可认为每个分子平均占据了一个小立方体空间，eq\r(3，V）即为相邻分子之间的平均距离,D正确;每个分子的质量可由m′＝eq\f（MA,NA)估算，A正确．]6．(多选）阿伏加德罗常数是NA，铜的摩尔质量为M，铜的密度是ρ，则下列说法中正确的是()A．1m3铜所含原子数目是eq\f（ρNA，M）B．1kg铜所含原子数目是ρNAC．一个铜原子的质量是eq\f(M，NA)D．一个铜原子占有的体积为eq\f（M，ρNA）E．一个铜原子占有的体积为eq\f（MNA,ρ）ACD［据已知条件知1m3铜的质量为ρkg，相当于eq\f(ρ，M）mol，所含原子数为eq\f（ρ，M)·NA,A正确；1kg铜所含原子数目是eq\f(NA，M），B错误；每个原子的质量为eq\f(M，NA)，C正确；每个原子占有体积为eq\f(V摩,NA）＝eq\f（M，ρNA）,D正确，E错误．]二、非选择题(14分）7．已经发现的纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景．边长为1nm的立方体可容纳液态氢分子(其直径约为10－10m）的个数最接近于__________．[解析］1nm＝10－9m,则边长为1nm的立方体的体积为V＝（10－9)3m3＝10－27m3.估算时，可将液态氢分子看作边长为10－10m的小立方体，则每个氢分子的体积V0＝(10－10)3m3＝10－30m3，所以可容纳的液态氢分子个数N＝eq\f（V,V0)＝103个．［答案］103一、选择题（本题共4小题,每小题6分)1．（多选）在“用油膜法估测分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液为每1000mL溶液中有纯油酸0。6mL.用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开，测得油膜的轮廓形状如图所示．图中每个小正方形方格的边长均为1cm,下列说法正确的是（)A．实验时将油酸分子看成球体B．实验时不考虑各油酸分子间的间隙C．测出分子直径后，就可以根据已知条件算出阿伏加德罗常数D．该实验测出油酸分子的直径约是6。5×10－8mE．使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜ABE［“用油膜法估测分子的大小”实验,把一滴油酸酒精溶液滴到水面上，油酸在水面上要尽可能地散开，形成单分子油膜,把分子看成球体，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径,故A、B、E正确。1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V＝eq\f(1，80)×eq\f(0.6，1000）mL＝7。5×10－6mL，油膜所占格数约为115个，则面积S＝115×1cm2，分子直径d＝eq\f（V,S）≈6.5×10－8cm＝6。5×10－10m，故D错．而NA＝eq\f（摩尔体积，分子体积)，故C错．]2．(多选)若以M表示水的摩尔质量，Vm表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积,ρ为标准状况下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V分别表示每个水分子的质量和体积,下面四个关系式①NA＝eq\f（ρVm，m）②ρ＝eq\f(M,NAV）③m＝eq\f(M，NA)④V＝eq\f（Vm,NA)其中不正确的是(）A．①正确 B．②正确C．③正确 D．④正确E．①和②都是正确的BDE[对于气体，宏观量M、Vm、ρ之间的关系仍适用，有M＝ρVm，宏观量与微观量之间的质量关系也适用，有NA＝eq\f(M，m），所以m＝eq\f(M,NA），③式正确；NA＝eq\f（M，m)＝eq\f（ρVm,m），①式正确．由于气体分子间有较大的距离，eq\f（Vm，NA)求出的是一个气体分子平均占有的空间，一个气体分子的体积远远小于该空间，所以④式不正确．而②式是将④式代入①式,并将③式代入得出的，也不正确．］3．英国《星期日泰晤士报》2009年11月23日报道，英国多座教堂正利用名为“聪明水纳米技术”对抗在教堂屋顶偷盗金属饰品的“飞贼”．“聪明水”在特殊的紫外线仪器下可见，在教堂顶部涂抹“聪明水”就好比给教堂屋顶涂上一层“纳米油漆”，警方借助这层肉眼看不见的油漆，将“飞贼”捕获．若已知n滴“纳米水”的总体积为V,每滴形成的单分子膜面积为S，这种“纳米水"的摩尔质量为μ，密度为ρ,则每个纳米水分子的直径d和阿伏加德罗常数NA分别为（)A．d＝eq\f(V,S)，NA＝eq\f（6μn3S3,πρV3） B．d＝eq\f（V,nS)，NA＝eq\f（μn，ρV)C．d＝eq\f(V，nS),NA＝eq\f（6μn3S3,πρV3） D．d＝eq\f（V,S）,NA＝eq\f（μn，ρV）C［纳米水分子的直径为d＝eq\f(V,nS),把纳米水分子看成球体,则有：NA·eq\f(4，3)πeq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f(d,2)））eq\s\up12(3）＝eq\f(μ,ρ），解得NA＝eq\f（6μn3S3，πρV3)，故A、B、D错误,C正确．］4．已知地球半径约为6.4×106m，空气的摩尔质量约为29×10－3kg/mol,标准大气压约为1。0×105Pa。利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状态下的体积为（)A．4×1016m3 B．4×1018m3C．4×1020m3 D．4×1022m3B[设地球周围大气的总质量为m，根据地球表面受到的大气压力等于气体的总重力列出方程p(4πR2)＝mg，再由V＝eq\f(m，M）Vm，其中在标准状态下Vm＝22.4×10－3m3/mol，整理得V＝eq\f（p4πR2，gM）Vm＝eq\f(1×105×4×3.14×6。4×1062，10×29×10－3）×22。4×10－3m3≈4×1018m3.］二、非选择题(本题共2小题，共26分）5．（10分)钻石是首饰和高强度钻头、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.则每个钻石分子直径d的表达式为__________．［解析］钻石的摩尔体积为V＝eq\f(M×10－3，ρ）(单位为m3/mol），每个钻石分子体积为V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f（M×10－3,NAρ)，设钻石分子直径为d,则V0＝eq\f(1，6)πd3，所以分子的直径d＝eq\r(3，\f(6M×10－3，NAρπ)).[答案]eq\r(3，\f（6M×10－3,NAρπ))6．（16分)利用油膜法估测油酸分子的直径，实验器材有：浓度为0。05％(体积分数)的油酸酒精溶液、分度值为0。1mL的量筒、盛有适量清水的45×50cm2的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃管、彩笔、坐标纸．（1）下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.A．用滴管将浓度为0。05％的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数N；B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0。05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止,记下滴入的滴数n；C．__________________________________________________；D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，数得轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S.(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径为________(单位：cm）．［解析]（1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．（