高中物理选择性必修第三册第1章 1

第一章1A组·基础达标1．对下列相关物理现象的解释正确的是()A．放入菜汤的胡椒粉末最后会沉到碗底，胡椒粉末在未沉之前做的是布朗运动B．液体中较大的悬浮颗粒不做布朗运动，而较小的颗粒做布朗运动，说明分子的体积很小C．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子、混凝土分子都在做无规则的热运动D．高压下的油会透过钢壁渗出，说明分子是不停运动着的【答案】C【解析】做布朗运动的微粒肉眼看不到，也不会停下来，A错误；做布朗运动的不是分子而是固体颗粒，布朗运动反映了分子在做永不停息的无规则运动，不能说明分子体积很小，B错误；C项属于扩散现象，说明分子都在做无规则的热运动，C正确；高压下的油会透过钢壁渗出，这属于物体在外力作用下的机械运动，不能说明分子是不停运动着的，D错误．2．纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景．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下面的哪个数值()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(10－93,10－30)＝103(个)，考虑分子直径具体大小，分子个数最接近102个．3．关于布朗运动和扩散现象，下列说法正确的是()A．布朗运动和扩散现象都是分子的运动B．布朗运动和扩散现象都是永不停息的C．布朗运动和扩散现象都与温度无关D．布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生【答案】B【解析】扩散现象指由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，A错误．由于分子运动是永不停息的，故布朗运动和扩散现象都是永不停息的，B正确．温度越高，分子热运动越剧烈，故布朗运动和扩散现象都与温度有关，C错误．扩散现象能在气体、液体、固体中发生；而布朗运动不能在固体中发生，D错误．4．“墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀”．关于该现象的分析正确的是()A．混合均匀主要是由于炭粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和炭粒都做无规则运动C．使用炭粒更大的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于炭粒和水分子发生化学反应而引起的【答案】B【解析】混合均匀的过程中，水分子和炭粒都做无规则运动，与重力作用无关，所以A错误，B正确；使用炭粒越小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速，所以C错误；墨汁的扩散运动是由于水分子的无规则运动撞击炭粒而引起的，所以D错误．5．美丽的“水立方”专门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，请你根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．6．分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则()A．F斥和F引是同时存在的B．F引总是大于F斥，其合力总是表现为引力C．分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大D．分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小【答案】A【解析】分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小都是随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得更快一些．当r＜r0时，合力表现为斥力，随分子间距离的增大而减小；当r＞r0时，合力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小．正确选项是A．7．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．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\s\up4(\f(1,3)) B．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3M,4πρNA)))eq\s\up4(\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\up4(\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\up4(\f(1,3)).故正确选项是A．8．(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0时为斥力，F＜0时为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则()A．乙分子从a到b做加速运动，由b至c做减速运动B．乙分子由a至c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a至b的过程中，分子力一直做正功D．乙分子由b至d的过程中，分子力一直做负功【答案】BC【解析】由题图可知F＝0处的c点r＝r0，是平衡位置，当r＞r0时分子力表现为引力，当r＜r0时分子力表现为斥力．所以a→b→c分子力做正功，动能增大，c→d分子力做负功，动能减小，故A、D错误，B、C正确．B组·能力提升9．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴．”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，描写春季天暖、鸟语花香的山村美景．对于前一句，从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子运动速度加快，说明当时周边的气温突然__________，属于__________现象．【答案】升高扩散【解析】诗句中“花气袭人”说明发生了扩散现象，而造成扩散加快的直接原因是“骤暖”，即气温突然升高造成的，从物理学的角度看就是当周围气温升高时，花香扩散加剧．10．首先在显微镜下研究悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动的科学家是英国植物学家________，他进行了下面的探究：①把有生命的植物花粉悬浮在水中，观察到了花粉在不停地做无规则运动；②把保存了上百年的植物标本微粒悬浮在水中，观察到了微粒在不停地做无规则运动；③把没有生命的无机物粉末悬浮在水中，观察到了粉末在不停地做无规则运动．由此可说明____________________________．【答案】布朗微小颗粒的运动不是生命现象11．有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处向甲靠近，直到不能再靠近为止，此过程中：(1)若不考虑其他作用力，则整个过程中乙分子的加速度怎么变化？(2)不考虑其他作用力，乙分子的动能怎么变化？解：(1)由于乙分子只受分子力作用，根据牛顿第二定律知，乙的加速度与它所受的分子力成正比，也就是乙的加速度的变化与分子力的变化一致，即在整个过程中，乙分子的加速度大小是先增大后减小再增大，加速度的方向先是沿甲、乙连线指向甲，后是沿甲、乙连线指向乙．(2)根据动能定理，乙分子的动能变化量等于合力即分子力对乙分子所做的功，由于分子力对乙分子先做正功后做负功，所以乙分子的动能先增大后减小．12．食盐晶体由钠离子和氯离子组成，其晶体结构如图所示，图中相邻离子的中心用线连起来组成一个个大小相等的正立方体．已知食盐的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，晶体中平均每个正方体分得eq\f(1,2)个钠离子．求：(1)食盐晶体的摩尔体积Vm；(2)相邻的钠离子与氯离子之间的平均距离D．解：(1)食盐晶体的摩尔体积Vm＝eq\f(M,ρ).(2)每个最小正立方体的体积V0＝eq\f(Vm,2NA).则相邻的钠离子与氯离子之间的平均距离D＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(M,2ρNA)).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;由于空气分子之间的距离非常大,所以不能估算1个空气分子的体积,1m3空气的分子数为ρNAM,故1个空气分子所占空间的体积V=MρNA14.(多选)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩