第一章分子的理论综合训练-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册（解析版）

第一章分子的理论一、选择题（共15题）1．如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅、铅中有金。对此现象，下列说法正确的是（）A．属扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引B．属扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动C．属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中D．属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中2．在一杯清水中滴一滴墨汁，制成悬浊液在显微镜下进行观察。若追踪一个小炭粒的运动，每隔30s把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接起来，就得到如图所示的折线。则以下判断正确的是（）A．图中折线为小炭粒运动的轨迹 B．可以看出小炭粒的运动是无规则的C．记录的是炭分子无规则运动的状况 D．可以看出炭粒越大布朗运动越明显3．下列四项中不属于分子动理论的基本内容的是（）A．物质由大量的分子组成，分子间有间隙B．分子是组成物质的不可再分割的最小微粒C．所有分子永不停息地做无规则运动D．分子间存在着相互作用的引力和斥力4．关于物体的内能，下列说法中正确的是（

）A．机械能可以为零，但内能永远不为零B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能C．物体的温度越高，内能越大D．0°C的冰的内能与等质量的0°C的水的内能相等5．如图所示为分子间作用力F和分子间距离r的关系图象，关于分子间作用力，下列说法正确的是（

）A．分子间同时存在着相互作用的引力和斥力B．分子间的引力总是比分子间的斥力小C．分子间的斥力随分子间距离的增大而增大D．分子间的引力随分子间距离的增大而增大6．如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（）A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r2时，分子的分子势能为零D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功7．下列说法中正确的是（）A．布朗运动就是分子运动B．一锅水中撒些胡椒粉，加热时发现胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越激烈C．当分子间距离增大时，分子势能不一定增大D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大8．下列关于热学现象和热学规律说法正确的是（）A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比B．相同容器中，分别盛有质量相等温度相同的氧气和氢气，它们的平均动能相等，各自对容器壁压强不等C．分子间相互作用力一定随分子间距离的增大而减小D．液体中悬浮微粒越大，某一瞬间撞击它们的液体分子数越多，布朗运动越明显9．关于布朗运动，如下说法中不正确的是（）A．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B．布朗运动是液体分子无规则运动的反映C．悬浮微粒越小，布朗运动越显著D．液体温度越高，布朗运动越显著10．两个相同的容器中，分别盛有质量相等、温度相同的氧气和氢气，则它们的()A．压强相等B．分子运动的平均速率相等C．分子的平均动能相等，压强不等D．分子的平均动能相等，压强相等11．下列说法中正确的是（）A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B．破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力作用C．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，当a加速度为零时，a的分子势能也为零12．当两分子间的距离为时，分子间的作用力为零，如果距离变为r，则（

）．A．时分子间的作用力为斥力，时分子间的作用力为引力B．时分子间的作用力为斥力，时分子间的作用力也为斥力C．时分子间的作用力为引力，时分子间的作用力为斥力D．时分子间的作用力为引力，时分子间的作用力也为引力13．关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是（

）A．在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．分子间距离越大，分子间的斥力越小E．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢14．图甲是分子力随分子之间距离变化的关系图像，图乙是分子势能随分子之间距离变化的关系图像，下列说法正确的是（）A．分子间同时存在引力和斥力，随分子距离的增大，分子间的引力和斥力都会减小B．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们间的分子力先增大后减小C．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子势能先增大后减小D．分子在平衡位置附近振动时，分子动能与分子势能之和保持不变E．在两个分子从无限接近到逐渐远离的过程中，分子力先做正功后做负功15．如图所示，纵坐标F表示两个分子间引力或斥力的大小，横坐标r表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间分子引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是______．A．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－15mB．当两个分子间距离大于e点的横坐标时，则分子力的合力表现为引力C．分子间引力、斥力及引力和斥力的合力均随二者间距离增大而减小D．当两个分子间距离大于e点的横坐标时，在分子力的作用下，随两个分子间距离增大，它们的分子势能增大E．两个分子间距离等于e点的横坐标时，它们的分子势能最小二、填空题16．由于分子的运动是无规则的，因此在同一时刻不同的分子动能是______的。在研究物体分子运动时，讨论单个分子的动能是______意义的。17．某同学为了估算阿伏伽德罗常数，查阅资料知道水分子的直径为4×10-10m，水的摩尔体积为1.8×10-5m3/mol。若把水分子看成是一个挨一个的小球，则阿伏伽德罗常数的估算结果为_____（保留两位有效位数）。把你的结果与化学课本中的阿伏伽德罗常数相比较，分析其差别的主要原因是：_____________。18．把体积为的石油滴在水面上，石油在水面上形成面积为的单分子油膜，可估算石油分子的直径约为_______m．三、综合题19．某种液体的密度为ρ=0.8×103kg/m3，摩尔质量为M0=4.0×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数为NA=6.0×1023/mol，求：（1）1L此液体中分子的个数；（2）若将液体分子视为球体，求此液体分子的直径（保留一位有效数字）。20．某热水袋容积为900ml，请估算装水量为80%时热水袋中水分子的数目（阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1）。21．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．在正方体密闭容器中有大量某种气体的分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数量n为恒量．为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；分子速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；分子与器壁碰撞前后瞬间，速度方向都与器壁垂直，且速率不变．（1）求一个气体分子与器壁碰撞一次给器壁的冲量I的大小；（2）每个分子与器壁各面碰撞的机会均等，则正方体的每个面有六分之一的几率．请计算在Δt时间内，与面积为S的器壁发生碰撞的分子个数N；（3）大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强．对在Δt时间内，与面积为S的器壁发生碰撞的分子进行分析，结合第（1）（2）两问的结论，推导出气体分子对器壁的压强p与m、n和v的关系式．22．一定质量的理想气体在1个标准大气压下、0℃时的体积为6．72×10-1m3,已知该状态下1mol气体的体积是2．24×10-2m3,阿伏加德罗常数NA=6．0×1023mol-1．求该气体的分子数．参考答案：1．B【详解】AB．把接触面磨平，使铅块和金的距离接近，由于分子不停地做无规则的热运动，金分子和铅分子进入对方，这是扩散现象，故A错误，B正确；CD．布朗运动是指固体颗粒的运动，本题是因为分子间的引力作用使二者连在一起，故CD错误。故选B。2．B【详解】A．根据题意，每隔30s把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线；故布朗运动图象是每隔30s固体微粒的位置，而不是运动轨迹，只是按时间间隔依次记录位置的连线。故A错误；B．由图可以看出小炭粒的运动是无规则的，故B正确；C．记录的是炭粒受到液体分子撞击的冲力而做不规则运动，反映了液体分子热运动的杂乱无章，故C错误；D．炭粒越大，受到液体分子撞击的冲力越容易平衡，布朗运动越不显著，故D错误。故选B。3．B【详解】A．物质是由大量分子组成的，分子间有间隙，故A正确，不符合题意；B．物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子又由电子，质子与中子组成的，分子不是组成物质的最小微粒，故B错误，符合题意；C．分子在永不停息地做无规则的热运动，并且温度越高，分子的无规则运动越剧烈，故C正确，不符合题意；D．分子之间存在相互作用的引力和斥力，并且引力和斥力同时存在，故D正确，不符合题意。故选B。4．A【详解】A．机械能可以为零，但内能永远不为零，选项A正确；BC．物体的内能与物体的种类、温度、体积及状态都有关系，故温度相同、质量相同的物体不一定具有相同的内能，物体的温度越高，内能不一定越大，选项BC错误；D．因冰化成水要吸收热量，则0°C的冰的内能比等质量的0°C的水的内能小，选项D错误。故选A。5．A【详解】A．由图可知，分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，故A正确；B．由图可知，时，分子引力比分子斥力大，时，分子斥力比分子引力大，故B错误；CD．分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小，故CD错误。故选A。6．B【详解】A．由图可知r2=r0，因此当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，大于r2时分子力为引力，故A错误；B．由于r1＜r2=r0，故当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确；C．由图可知，当r等于r2时，分子势能不为0，故C错误；D．当r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，因此分子间作用力做正功，故D错误。故选B。7．C【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，故A错误；B．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，是水的对流引起的，不是布朗运动，故B错误；C．分子间可能是引力，也可能是斥力，故两分子间的距离增大时，两个分子间作用力可能做正功，也可能做负功；分子力做功等于分子势能的变化量，故分子势能可能减小，也可能增加，故C正确；D．分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小，故D错误。故选C。8．B【详解】A．由于气体分子间距较大，根据气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数能计算出每个气体分子占据的空间大小，但不能计算每个分子的体积，故A错误；B．质量相等，温度相等，体积相等得两种气体，他们的平均动能相等，但氢气分子的质量小，所以氢气分子的数多，分子密度大，所以氢气的压强大，故B正确；C．分子间相互作用力有引力和斥力，他们都随距离的增大而减小，但是合力不是一直减小，故C错误；D．悬浮在液体中的微粒越小，碰撞的不平衡性越明显，布朗运动就越明显，故D错误。故选B。9．A【详解】A、依据布朗运动的定义，是在显微镜中看到的固体分子的无规则．而其反应的是液体分子无规则热运动，故A错误；B、布朗运动与固体颗粒的大小有关，固体微粒越大布朗运动越不明显，故B正确；C、布朗运动观测到的是固体分子的无规则．而其反应的是液体分子无规则热运动，故C正确；D、布朗运动与温度也有关，温度越高观测到的运动越明显，故D正确．本题选错误的，故选A．10．C【详解】ACD．决定气体压强的因素是由单位体积内的分子数和气体分子的平均动能；因为体积相同，氮气和氧气的质量不同，故单位体积内的分子数不同；温度相同，气体分子的平均动能相等，故压强不相等；故AD错误，C正确．B．温度是分子平均动能的标志，温度相等，分子平均动能相等，氮气和氧气的分子质量不同分子运动的平均速率不相等；故B错误．故选C．11．C【详解】A．由得，若温度T升高，若同时体积V增大，则压强p不一定增大，故A错误；B．当分子间距离r>10r0（r0的数量级为10-10m）时，分子引力和斥力几乎都减为零，破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间的距离不能达到引力范围之内，故B错误；C．把两块纯净的铅压紧，使分子间距离减小到引力的作用效果，它们就会“粘”在一起，故C正确；D．a从远处运动到与b的作用力为零处时加速度为零，此过程中，分子力表现为引力，对a做正功，分子势能减小，取无穷远处分子势能为零，则此处的分子势能为负数，故D错误。故选C。12．C【详解】分子力随距离变化的图像如图所示：分子间的距离r=r0时，分子力为0，当r＞r0时，分子力表现为引力，当r＜r0时，分子力表现为斥力；故C正确。故选C。13．ADE【详解】A．分子间同时存在引力和斥力，在平衡距离以内表现为斥力，在平衡距离以外表现为引力，在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力．故A正确．BC．设分子平衡距离为r0，分子距离为r．当r＞r0，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当r＜r0，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当r=r0，分子力为0，分子势能最小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，故B错误，C错误．DE．分子间同时存在引力和斥力，两个分子间的距离变大的过程中，分子斥力与分子引力都减小，分子间引力变化总是比斥力变化慢，故DE正确．故选ADE．14．ADE【详解】A．分子间同时存在引力和斥力，随分子间距离的增大，分子间的引力和斥力都会减小，A正确；B．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们间的分子力先增大后减小到零再增大，B错误；C．由于平衡位置分子势能最小，在无限远处分子势能为零，所以在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子势能先减小后增大，C错误；D．分子在平衡位置附近振动时，只有分子力做功，分子动能与分子势能之和保持不变，D正确；E．在两个分子从无限接近到逐渐远离的过程中，分子力先表现为斥力，分子力做正功，后表现为引力，分子力做负功，E正确。故选ADE。15．BDE【详解】在F-r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级为10-10m，引力等于斥力，即e点横坐标的数量级为10-10m，因此当两个分子间距离稍稍大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为引力，在这种情况下随两个分子间距离增大，克服引力做功，分子势能增大，A错误BD正确；从图中可知分子间引力、斥力随二者间距离增大而减小，合力先减小后增大，C错误；引力和斥力平衡时，分子势能最小，即两个分子间距离等于e点的横坐标时，它们的分子势能最小，E正确．16．

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