高中物理选择性必修第三册专练1

专练一分子动理论的运用1．从冰箱中拿出的空瓶，一段时间后瓶塞弹出，其原因是()A．瓶内气体分子数增加B．瓶内所有气体分子的运动都更剧烈C．瓶塞所受合外力变小D．瓶塞受瓶内气体分子的作用力变大【答案】D【解析】瓶子是密封的，所以瓶内气体分子数不增加，A错误；温度是分子的平均动能的标志，当瓶子拿出冰箱一段时间后瓶内气体的温度升高，瓶内气体分子的平均动能增大，但不是每一个分子的平均动能都增大，即不是瓶内所有气体分子的运动都更剧烈，B错误；瓶子外是大气，大气压没有变化，所以瓶塞所受外力不变，而瓶内气体的温度升高而体积不变，由理想气体状态方程可知，瓶内气体的压强将增大，瓶塞合外力变大，瓶塞被弹出，C错误；瓶内气体的温度升高而体积不变，由理想气体状态方程可知，瓶内气体的压强将增大，所以瓶塞所受气体分子的平均作用力变大，瓶塞被弹出，D正确．2．用单分子油膜法估测油酸分子(视为球体)的直径后，若已知阿伏加德罗常数，则能算出()A．油滴的体积 B．油酸的摩尔体积C．油滴的质量 D．油酸的摩尔质量【答案】B【解析】用油膜法测出分子直径后，可算出单个油酸分子的体积，乘以阿伏加德罗常数即得油酸的摩尔体积．故选B．3．关于物体的内能，下列叙述中不正确的是()A．温度高的物体比温度低的物体内能大B．物体的内能不可能为零C．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同D．物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关【答案】A【解析】温度是分子平均动能的标志，温度高只能表明分子平均动能大，而总的分子动能还与分子数有关，另外内能包括分子动能和分子势能，分子势能与物体的体积有关，因此不能简单地说温度高的物体比温度低的物体内能大，物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数都有关，A错误，D正确；由于分子永不停息地做无规则运动，分子动能不可能为零，因此物体的内能不可能为零，B正确；内能包括分子动能和分子势能，温度相同，分子的平均动能相同，但分子势能不一定相同，因此内能有可能不同，比如0℃的冰融化成0℃的水，内能增加，C正确．故不正确的选A．4．分子力F随分子间距离r的变化如图所示，将两分子从相距r＝r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是()A．从r＝r2到r＝r0，分子间引力增大、斥力减小B．从r＝r2到r＝r1，分子力的大小先减小后增大C．从r＝r2到r＝r0，分子势能一直减小D．从r＝r2到r＝r1，分子动能一直增大【答案】C【解析】从r＝r2到r＝r0，分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误；由图可知，在r＝r0时分子力为零，故从r＝r2到r＝r1分子力先增大后减小再增大，B错误；分子势能在r＝r0时最小，故从r＝r2到r＝r0分子势能一直在减小，C正确；从r＝r2到r＝r1分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，D错误．5．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间的分子数百分率，三条曲线所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，则()A．TⅠ＞TⅡ＞TⅢB．TⅢ＞TⅡ＞TⅠC．TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢD．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ【答案】B【解析】温度越高分子热运动越激烈，分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大，图Ⅲ腰最粗，速率大的分子比例最大，温度最高；图Ⅰ温度最低，B正确．6．关于分子动理论的知识，下列说法正确的是()A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹C．图丙为分子力与分子间距的关系，分子间距从r0增大时，分子势能一直变大D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高【答案】C【解析】“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，A错误；图乙中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是炭粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，B错误；根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r0增大时，分子力表现为引力，分子力做负功，则分子势能增大，C正确；由图丁可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，故D错误．7．如图为一定质量的某种气体在两个确定的温度下，其分子速率的分布情况．由图分析，下列说法错误的是()A．两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布B．分子速率最大的分子数占的比例最大C．图中的T1＜T2D．温度越高，分子热运动越剧烈【答案】B【解析】由图可知两种温度下的分子速率都呈“中间多、两头少”的分布，A正确，不符合题意；由图可知，随着分子速率的增加，分子数占比先增大后减小，B错误，符合题意；由图可知，T1分子速率大的占比比T2小，因此T1＜T2，C正确，不符合题意；温度升高，分子速率大的占比增加，从而使分子平均动能增加，分子热运动也就越剧烈，D正确，不符合题意．8．如图所示，假设甲分子(未画出)固定在原点O处静止不动，乙分子(未画出)位于Ox某位置处，两条曲线分别表示分子间引力和斥力的大小随两分子间距离x的变化关系，E为两曲线的交点．取无穷远处的分子势能为零．下列判断不正确的是()A．x＝x0时分子间作用力为零B．x<x0时分子力表现为引力C．x从x0逐渐增大，分子力先增大后减小D．x从x0逐渐增大，分子势能逐渐增大【答案】B【解析】由图发现，x＝x0时分子间引力和斥力的大小相等，则分子间作用力为零，A正确，不符合题意；因为分子间引力和斥力都随距离靠近而增大且斥力增大得更快，故x<x0时分子力表现为斥力，B错误，符合题意；两图线的同一横坐标之差表示分子力的大小，由图发现，x从x0逐渐增大，分子力先逐渐增大后逐渐减小，C正确，不符合题意；由B分析可知，图线CD表示斥力，故x从x0逐渐增大，分子力表现为引力，故分子力做负功，分子势能增大，D正确，不符合题意．9．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．属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的大小不同B．属于扩散现象，原因是金分子和铅分子相互吸引C．属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动D．属于布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中【答案】C【解析】把接触面磨平，使铅块和金块接触，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，不是布朗运动．A、B、D错误，C正确．10．在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时()A．气泡受到浮力B．气泡内分子热运动停止C．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为引力D．气泡内气体分子之间由于存在斥力而对接触的水面表现出压力【答案】C【解析】在失重状态下，气泡不会受到浮力，A错误；气泡内分子一直在做无规则的热运动，B错误；水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，C正确；气泡内气体分子之间作用力微弱，忽略不计，对接触的水面表现出压力是因为气体分子频繁的撞击导致的，D错误．11．分子势能Ep随分子间距离r变化的图像如图所示，取r趋近于无穷大时Ep为零．若甲分子固定在坐标原点O处，乙分子从r3处由静止释放，下列说法正确的是()A．分子力对乙先做负功后做正功B．当两个分子相距为r＝r2时，乙分子的速度最大C．当两个分子相距为r＝r2时，它们之间的分子力表现为引力D．当两个分子相距为r＝r1时，它们之间的分子力表现为引力【答案】B【解析】r2处是平衡位置，r3处分子力为引力，所以乙分子从r3处由静止释放，分子力先做正功，运动到r2处速度最大，动能最大，分子势能最小，后做负功，动能减小，势能增大，A错误，B正确；当两个分子相距为r＝r2时，它们之间的分子力为零，故C错误；当两个分子相距为r＝r1时，它们之间的分子力表现为斥力，故D错误．12．(多选)下列关于气体分子运动的说法，正确的是()A．某时刻某一气体分子向上运动，则下一时刻它向上运动的概率小于向下运动的概率B．在一个正方体容器里，任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同C．当温度升高时，速率大的气体分子数目增多D．气体分子速率呈现“中间多，两头少”的分布规律【答案】BCD【解析】分子运动是杂乱无章的，某时刻某一气体分子向上运动，则下一时刻它向上运动的概率等于向下运动的概率，A错误；在一个正方体容器里，任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同，B正确；当温度升高时，速率大的气体分子数目增加，气体分子的平均动能增大，C正确；气体分子速率呈现“中间多，两头少”的分布规律，D正确．13．(多选)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知()A．随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C．①状态的氧分子平均动能比②状态的氧分子平均动能小D．同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律【答案】ACD【解析】随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从而使分子平均动能增大，A正确；温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每一个氧气分子的速率都增大，B错误；由图可知，②中速率大的分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，C正确；同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，即氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，D正确．14．(多选)两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离r的变化关系如图所示．图中虚线分别是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线．当分子间距r＝r0时，分子之间合力为零，则下列关于这两个分子组成系统的分子势能Ep与分子间距离r的关系曲线，可能正确的是()ABCD【答案】BC【解析】由于r＝r0时，分子之间的作用力为零，当r>r0时，分子间的作用力表现为引力，随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增加；当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，随着分子间距离的减小，分子力做负功，分子势能增加．故r＝r0时，分子势能最小．B、C正确，A、D错误．课后篇素养形成必备知识基础练1.已知在标准状况下,1mol氢气的体积为22.4L,氢气分子间距约为()A.10-9m B.10-10mC.10-11m D.10-8m答案A解析在标准状况下,1mol氢气的体积为22.4L,则每个氢气分子占据的体积V0=VNA=22.4×10-36.02×1023m3=3.72×10-26m3。按氢气分子占据的空间为立方体模型估算,2.NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A.在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同B.2g氢气所含原子数目为NAC.在常温常压下,11.2L氮气所含的原子数目为NAD.17g氨气所含原子数为10NA答案D解析由于构成单质分子的原子数目不一定相同,所以同温同压下,相同体积气体单质所含原子数目不一定相同,A错误;2g氢气的物质的量为1mol,一个氢分子含有2个氢原子,则2g氢气所含原子数目为2NA,B错误;在常温常压下,11.2L氮气的物质的量不能确定,则所含原子数目不能确定,C错误;17g氨气即1mol氨气,其所含原子数为(7+3)NA,即10NA,D正确。3.(多选)某气体的摩尔质量为M,分子的质量为m。若1mol该气体的体积为Vm,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则该气体单位体积所含的分子数为()A.NAVm C.ρNAM 答案ABC解析1mol该气体的体积为Vm,则单位体积分子数为n=NAVm,气体的摩尔质量为M,分子质量为m,则1mol气体的分子数为NA=Mm,则单位体积分子数为n=NAVm=MmVm,1mol该气体的体积Vm=Mρ,4.从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量()A.氧气的密度和阿伏加德罗常数B.氧气分子的体积和阿伏加德罗常数C.氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D.氧气分子的体积和氧气分子的质量答案C5.假如全世界60亿人同时数1g水的分子数,每人每小时可以数5000个,不间断地数,则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol-1)()A.10年 B.1千年C.10万年 D.1千万年答案C解析水的摩尔质量为18g/mol,故1g水的分子数n=NA18,需要的时间t=NA186×1096.某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为ρ,每个气体分子的质量和体积分别为m和V0,则阿伏加德罗常数NA可表示为()A.NA=VVB.NA=ρC.NA=MmD.NA=M答案C解析因气体分子间有间距,所以气体分子的体积并不等于所占空间的体积,故A错误。ρV0不是气体的摩尔质量M,再除以每个气体分子的质量m,不等于NA,故B错误。气体的摩尔质量M除以每个气体分子的质量m等于NA,故C正确。ρV0不是每个气体分子的质量,故D错误。7.某气体的摩尔质量为M,标准状况下的摩尔体积为V,阿伏加德罗常数为NA,下列叙述正确的是()A.该气体在标准状况下的密度为MB.该气体每个分子的质量为MC.每个气体分子在标准状况下的体积为VD.该气体单位体积内的分子数为V答案B解析摩尔质量除以摩尔体积等于密度,故A错误;每个气体分子的质量为MNA,故B正确;由于气体分子间距较大,每个气体分子的体积远小于VNA,故C错误;该气体单位体积内的分子数为N8.已知地球的半径为6.4×103km,水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1,设想将1g水均匀地分布在地球表面,估算1m2的地球表面上分布的水分子个数约为()A.7×107 B.3×108C.3×1011 D.7×1010答案A解析1g水所含分子数为n=mMNA,S=1m2的地球表面上所含水分子个数为n'=nS4πR2=7×109.已知阿伏加德罗常数为NA,mkg水中所含氢原子数目是()A.19mNA×103 B.9mNC.118mNA×103 D.18mN答案A解析mkg水中所含水分子数为m×103M水NA,一个水分子中含有两个氢原子,则所含的氢原子数目为m×103M水NA×2=m×110.已知水银的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则水银分子的直径是()A.6MπB.3MC.6MD.M答案A解析1mol水银的体积V=Mρ,1个水银分子的体积V0=VNA=MρNA,把水银分子看成球体模型,则V0=16πd3,所以d=6MπρNA

13,关键能力提升练11.(多选)设某种液体的摩尔质量为μ,原子间的平均距离为d,已知阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是()A.假设分子为球体,该物质的密度ρ=3B.假设分子为正方体,该物质的密度ρ=μC.假设分子为正方体,该物质的密度ρ=3D.假设分子为球体,该物质的密度ρ=6答案BD解析分子为正方体时,1mol该物质的体积为d3NA,则ρ=μd3NA,选项B正确,C错误。分子为球体时,1mol该物质的体积为16πd3NA,则ρ=μ112.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的摩尔质量M=1.8×10-2kg/mol,在标准状况下,水蒸气的摩尔体积Vm=22.4×10-3m3/mol,水蒸气分子的间距约是水分子直径的(阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1)()A.1倍 B.10倍C.100倍 D.1000倍答案B解析水蒸气是气体,在标准状况下的摩尔体积Vm=22.4×10-3m3/mol,每个水蒸气分子所占空间的体积V=VmNA,把每个分子和它所占空间看成一个小立方体,分子间距等于每个立方体的边长,即d=3V=3.34×10-9m。液态时水分子的摩尔体积Vm'=Mρ,若建立液态水分子的球体模型,有16πD3=Vm'NA,水分子的直径D=3.85×10-1013.(多选)已知阿伏加德罗常数为NA,空气的摩尔质量为M,室温下空气的密度为ρ(均为国际单位),则()A.1kg空气含空气分子的数目为NB.1个空气分子的质量是NC.1个空气分子的体积是MD.室温下相邻空气分子之间的平均距离为3答案AD解析1kg空气所含空气分子数目为N=1M·NA,1个空气分子的质量为MNA,故A正确,B错误;由于空气分