新教材同步系列2024春高中物理第一章分子动理论第一节物质是由大量分子组成的课后提升训练粤教版选择性必修第三册

第一章第一节A组·基础达标1．(多选)“用油膜法估测分子的大小”试验的科学依据是()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【答案】ABD【解析】试验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算，所以试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，A、B、D正确，C错误．2．(多选)用油膜法估测分子的大小时，采纳的志向化条件是()A．把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜B．把形成单分子油膜的分子看作紧密排列的球形分子C．把油膜视为单分子油膜，但需考虑分子间隙D．将单分子视为立方体模型【答案】AB【解析】由用油膜法估测分子大小的试验可知，将体积为V的油酸滴在水面上，形成面积为S的油膜，由此可以估算出油酸分子的直径为d＝eq\f(V,S)，这明显是将油膜视为单分子层，将油酸分子视为球形且认为分子是紧密排列的，公式d＝eq\f(V,S)中，并没有考虑分子间隙所占体积，A、B正确．3．由阿伏伽德罗常量和一个水分子的质量、一个水分子的体积，不能确定的物理量有()A．1mol水的质量B．1mol水蒸气的质量C．1mol水的体积D．1mol水蒸气的体积【答案】D【解析】由一个水分子的质量乘阿伏伽德罗常量可得一摩尔水的质量，A能确定；又因为一摩尔水蒸气的分子数应和一摩尔水的分子数相同，所以一摩尔水蒸气的质量和一摩尔水的质量相同，B能确定；已知一个水分子的体积乘阿伏伽德罗常量即可得到一摩尔水的体积，C能确定；因为水分子间、水蒸气的分子间的距离不同，1mol水蒸气的体积不能确定，D不能确定．4．某同学在“用油膜法估测分子大小”的试验中，计算结果明显偏大，可能是由于()A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量的酒精C．计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算D．求每滴溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴【答案】A【解析】油酸分子直径d＝eq\f(V,S).计算结果明显偏大，可能是V取大了或S取小了，油酸未完全散开，所测S偏小，d偏大，A正确；油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B错误；若计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算，使S变大，d变小，C错误；若求每滴溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，使V变小，d变小，D错误．5．纳米材料具有许多优越性，有着广袤的应用前景．已知1nm(纳米)＝10-9m，棱长为1nm的立方体内可容纳的液态氢分子的个数最接近的数值是()A．100 B．102C．104 D．106【答案】B【解析】分子直径数量级为10-10m．一个液态氢分子所占体积约为V0＝d3＝10-30m3，则1nm立方体内可容纳的液态氢分子个数约为N＝eq\f(V,V0)＝eq\f((10-9)3,10-30)＝103个，考虑分子直径及间隙大小，分子个数最接近102个．6．漂亮的“水立方”特地设计了雨水回收系统，平均每年可以回收雨水10500m3，相当于100户居民一年的用水量，请你依据上述数据估算一户居民一天的平均用水量与下面哪个水分子数目最接近(设水分子的摩尔质量为M＝1.8×10-2kg/mol)()A．3×1031个 B．3×1028个C．9×1027个 D．9×1030个【答案】C【解析】每户居民一天所用水的体积V＝eq\f(10500,100×365)m3≈0.29m3，该体积所包含的水分子数目N＝eq\f(ρV,M)NA≈9.7×1027个，最接近C项．7．已知水银的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常量为NA，则水银分子的直径是()A．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\s\up12(\f(1,3)) B．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3M,4πρNA)))eq\s\up12(\f(1,3))C．eq\f(6M,πρNA) D．eq\f(M,ρNA)【答案】A【解析】1mol水银的体积V＝eq\f(M,ρ)，1个水银分子的体积V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA)，把水银分子看成球体，则V0＝eq\f(1,6)πd3，所以d＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\s\up12(\f(1,3))．把水银分子看成立方体，则V0＝d3，所以d＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(M,ρNA)))eq\s\up12(\f(1,3))．故正确选项是A．8．(2023年珠海阶段检测)在“油膜法估测油酸分子大小”的试验中：(1)下列说法正确的是________．A．测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，可以用注射器挤出一滴油酸滴入烧杯中，视察注射器上的体积改变B．测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，假如不运用爽身粉，也可以在水中加入红墨水后混合匀称，再滴入一滴油酸酒精溶液C．实际的油酸分子是球形的，因此通过计算得到的油酸分子直径即是球的直径D．计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布(2)①若试验过程中发觉，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则计算得到的油酸分子直径将________(填“偏大”“偏小”或“不变”).②若试验中运用的油酸酒精溶液是经久置的，则计算得到的油酸分子直径将________(填“偏大”“偏小”或“不变”).(3)某次试验中将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到打算好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5cm，依据以上信息，可估算出油酸分子的直径约为________m(此小题保留1位有效数字).【答案】(1)D(2)①偏大②偏小(3)7×10-10【解析】(1)测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，至少要测量50滴到100滴油酸酒精溶液的体积，然后计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，A错误；测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，运用爽身粉才能看出油膜的轮廓，在水中加入红墨水后混合匀称不能看出油膜的轮廓，B错误；试验时只是把油酸分子看作是球形的志向模型，实际的油酸分子不是球形的，因此通过计算得到只是将油酸分子看成是球形时的油酸分子直径，C错误；计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布，D正确．(2)①若试验过程中发觉，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则油膜面积的测量值偏小，依据d＝eq\f(V,S)则计算得到的油酸分子直径将偏大；②若试验中运用的油酸酒精溶液是经久置的，在溶液中的油酸浓度会偏大，实际计算时仍按原来的浓度计算，则计算得到的油酸分子直径将偏小；(3)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V＝eq\f(1,5000)×eq\f(1,80)mL＝2.5×10-6mL，油膜的面积为S＝140×0.5×0.5cm2＝35cm2，分子直径d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2.5×10-6×10-6,35×10-4)m＝7×10-10m．9．(2023年肇庆阶段检测)某试验小组完成“用油膜法测油酸分子大小”的试验．(1)试验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列．本试验体现的物理思想方法为______(填选项前的字母).A．限制变量法 B．等效替代法C．志向化模型法(2)该小组进行下列试验操作，请选出须要的试验操作，并将它们按操作先后依次排列：D______(用字母符号表示).(3)已知试验室中运用的酒精油酸溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种酒精油酸溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上(如图).则计算得油酸分子的大小d＝______m．(结果保留1位有效数字)【答案】(1)C(2)BFEC(3)7×10-10【解析】(1)将油酸分子看成球形，在水面上形成单分子油膜．本试验体现的物理思想方法为志向化模型法，故选C．(2)依据试验操作可知正确依次为DBFEC；(3)依据纸上方格数可知，由图像估测油酸膜面积为S＝60cm2，一滴油酸溶液中油酸分子的体积为V＝eq\f(2,104×50)cm3＝4×10-6cm3.则油膜分子直径为d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4×10-6,60)cm＝7×10-8cm＝7×10-10m.10．“用油膜法估测分子大小”的试验方法及步骤如下：①向体积V油＝1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500mL；②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1mL；③往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将________匀称地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形态稳定后，将事先打算好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形态；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20mm.依据以上信息，回答下列问题：(1)步骤③应填______________________．(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积是______mL.(3)油酸分子直径是________m.【答案】(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10-5(3)4.4×10-10【解析】(1)为了显示单分子油膜的形态，须要在水面上撒痱子粉或石膏粉．(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V′＝eq\f(V0,nV总)＝eq\f(1,100)×eq\f(1,500)mL＝2×10-5mL.(3)依据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形态占据的方格数大约为113个，故面积S＝113×20×20mm2＝4.52×104mm2，油酸分子直径d＝eq\f(V′,S)＝eq\f(2×10-5×10-6,4.52×104×10-6)m≈4.4×10-10m．B组·实力提升11．在“用油膜法估测分子的大小”试验中，用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形态如图所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10mm，该油酸膜的面积是________m2；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10-6mL，则油酸分子的直径是________m.【答案】8×10-35×10-10【解析】由于油酸膜所占小方格的个数约为80个，故油酸膜的面积是S＝80×100×10-6m2＝8×10-3m2；d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4×10-6×10-6,8×10-3)m＝5×10-10m．12．科学家创建出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳取代石油成为可能．假设该“人造树叶”工作