【單元練】上海九峰實驗學(xué)校高中物理選修3第一章【分子動理論】經(jīng)典習(xí)題(培優(yōu)提高)

2212122122121221212一、選題1．分子勢能E隨子間距離r變的圖像（取r趨近于無窮大時E為零），如圖所示。p將兩分子從相距（）

r

處由靜止釋放，僅考慮這兩個分子間的作用，則下列說法正確的是A．當(dāng)B．

rr

時，釋放兩個分子，它們將開始遠(yuǎn)離時，釋放兩個分子，它們將相互靠近C．

rr1

時，釋放兩個分子，

r

時它們的速度最大．

rr1

時，釋放兩個分子，它們的加速度先增大后減小C解析：由圖可知，兩個分子在=處分子勢能最小，則分子之間的距為平衡距離，分子之間的作用力恰好為0。．合分子之間作用力的特點可知，當(dāng)分子間距離等于平衡距離時，分子力為零，分子勢能最小，所以假設(shè)將兩個分子從=處放，它們既不會相互遠(yuǎn)離，也不會相互靠近，故、錯；C．于r<，知分子在=r處子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力做正功，分子的速度增大；當(dāng)分子之間的距離大于r時分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨距離的增大，分子力做負(fù)功，分子的速度減小，所以當(dāng)rr時們的速度最大，故C正；．于r<r，知分子在=處分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力減小，當(dāng)>時，分子力表現(xiàn)為引力，先增大后減小，加速度先減小后增大再減小，故錯誤。故選。2．下列說法中正確的是（）A．氣體對器壁的壓強(qiáng)在數(shù)值上等于氣體子作用在器壁單位面積上的平均作用力B．體壓強(qiáng)是由氣體分子間的相互排斥而產(chǎn)生的C．體分子熱運動的平均動能減小，氣體的壓強(qiáng)一定減小

AA．位體積的氣體分子數(shù)增加氣體的壓強(qiáng)一定增大A解析：．于大量氣體子都在不停地做無規(guī)則熱運動，與器壁頻繁碰撞，使器壁受到一個平均持續(xù)的沖力，致使氣體對器壁產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)。根據(jù)壓強(qiáng)的定義得壓強(qiáng)等于作用力比上受力面積，即氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。故正確，錯；C．體壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān)。氣體分子熱運動的平均動能減少，即溫度減小，但是如果氣體體積也在減小，分子越密集，氣體的壓強(qiáng)不一定減小，故C錯；．位體積的氣體分子數(shù)增加分子越密集，但是如果溫度降低，分子熱運動的平均動能減少，氣體的壓強(qiáng)不一定增大，故錯誤；故選：?！军c睛】3．做布朗運動實驗，得到某個觀測記如圖。圖中記錄的是（）A．某個微粒做布朗運動的軌跡B．等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線C．個微粒做布朗運動的速—時圖線．子無規(guī)則運動的情況解析：布朗運動反映了分子的無規(guī)則運動，對微粒來講，它下一刻向哪運動都是不可知的，我們只能按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線，而不可能畫出粒子的運動軌跡和速度時間圖像，故ACD錯，正。故選。4．晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料，是一些非常細(xì)的、非常完整的絲狀（橫截面為圓形）晶體．現(xiàn)有一根鐵質(zhì)晶須，直徑為，大小為F的力恰好將它拉斷，斷面呈垂直于軸線的圓形．已知鐵的密度為ρ，的摩爾質(zhì)量為，阿伏加德羅常數(shù)為，拉斷過程中相鄰鐵原子之間的相互作用力是（）A．

F(d

A

)

B．

F6(d

A

)

C．

(2pN

A

)

．

M(

A

)

C解析：鐵的摩爾體積V

M

00000000000000單個分子的體積V0

N

又V

r

所以分子的半徑MrA

分子的最大截面積MS)A

鐵質(zhì)晶須的橫截面上的分子數(shù)n拉斷過程中相鄰鐵原子之間的相互作用力

d4S0

2F()pNA

故正。故選?！军c睛】該題考查分子之間的引力，解題的關(guān)鍵是根據(jù)分子之間的作用力的概念出發(fā)，能夠應(yīng)用截面上所有分子之間的作用力的和等于拉力F5．當(dāng)兩個分子間的距離為r時，正好處于平衡狀態(tài)，下列關(guān)于分子間作用力與分子間距離的關(guān)系的說法正確的是A．當(dāng)分子間的距離r＜時，它們之只有斥力作用B．分子間距離r＝時分子處于平衡狀態(tài)，不受力C．分子間的距離從r增到10r的程中，分子間相作用力的合力在逐漸減?。肿娱g的距離從0.5r增到10r的程中，分子間的引力和斥力都在減小，且斥力比引力減小得快D解析：【解析】分子力與分子間距的關(guān)系為：

000000000000A項當(dāng)分子的距離＜時同時存在分子引力和斥力，故錯；B項：當(dāng)分子間的距離時分子處于平衡狀態(tài)，引力和斥力平衡，故錯；C項由圖可知，當(dāng)分間的距離從0.5r增大到10r的程中，分子間相互作用力的合力先減小，后反向增加，最后再減小，故錯誤；D項：由圖可知，當(dāng)分子間的距離從0.5r增大到10r的過程中，分子間的引力和斥力都在減小，且斥力比引力減小得快，故D正．點晴：無論在平衡位置以內(nèi)還是以外，總是同時存在分子引力和斥力；在平衡距離以內(nèi)，分子力表現(xiàn)為斥力，在平衡距離以外分子力表現(xiàn)為引力，由分子力做功可判定分子勢能變化．6．下列有關(guān)分子動理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的識，其中正確的是（A．分子間距離減小時分子勢能一定減小B．度越高，物體中分子無規(guī)則運動越劇烈C．體內(nèi)熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度無關(guān)．晶體的物理性質(zhì)各向同性晶體的物理性質(zhì)都是各向異性解析：【分析】A.由圖知，當(dāng)分子間距離小于r0時分子勢能隨分子間距離的減小而增大，所以錯；B.由子熱運動理論知，溫度越高，物體中分子無規(guī)則運動越劇烈，所B正確；C.物體內(nèi)熱動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān)，故C錯誤；非晶體是各向同性的，故錯。故選。7．將3

油酸溶于酒精中，制成200cm

油酸酒精溶液。已知1cm

3

溶液中有50滴現(xiàn)取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水后，油酸在水面上形成一單分子薄層。已測出這薄層的面積為0.2m2，此估測油酸分子的直徑為（）A．2×10

m

B．

C-9m．-9

m解析：1滴酸酒精溶液中含有的油酸體積為200

m

m3

．．．．油膜分子是單分子油膜，根據(jù)V10d0.2

故正，錯。故選。8．氧氣分子在0°C和100°溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法錯的是（）A．圖中兩條曲線下面積相等B．中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C．中實線對應(yīng)于氧氣分子在100°C時的情形．0°時比100°C時氧氣分子速率出現(xiàn)在0~400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大D解析：A．由題圖可知，在和兩不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于，即相等，故A正，不符合題意；BC氣體溫度越高，分子無規(guī)則運動越劇烈，分子平均動能越大，大速率的分子所占的百分比越大，故虛線對應(yīng)的溫度較低，故BC正，不符合題意；．圖中0～區(qū)間圖線下的面積可知0時現(xiàn)在0～區(qū)內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大，故錯誤，符合題意。故選。9．將型汁滴入水中，逐漸擴(kuò)散，最終合均勻，下列關(guān)于該現(xiàn)象的解釋正確的是（）A．墨汁擴(kuò)散是水的對流形成的B．汁擴(kuò)散時碳粒與水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C．合均勻主要是由于碳粒受重力作用．合均勻過程中，水分子和粒都做無規(guī)則運動D解析：．汁的擴(kuò)散運是因為微粒受到的來自各個方向的液體分子的撞擊作用不平衡引起的，不是水的對流形成的、也不是碳粒與水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)錯誤；C．素墨水滴入清水中，觀察到的布朗運動是液體分子不停地做無規(guī)則撞擊碳懸浮微粒，懸浮微粒受到的來自各個方向的液體分子的撞擊作用不平衡的導(dǎo)致的無規(guī)則運動，不是因

n為碳粒受重力作用，錯誤；．合均勻的過程中，水分子無規(guī)則的運動，碳粒的布朗運動也是做無規(guī)則運動正確。故選。10．于布朗運動，下列說正確的是（）A．布朗運動就是分子運動，布朗運動停了，分子運動也會暫時停止B．粒做布朗運動，充分說明了微粒內(nèi)部分子是不停地做無規(guī)則運動的C．朗運動反應(yīng)了液體分子的無規(guī)則運動．度越高布朗運動越劇烈，粒越大布朗運動越劇烈C解析：A．布朗運動不是分子運動，布朗運動在永不停息的無規(guī)則運動，所以A錯；BC微粒做布朗運動，說明了液體或氣體內(nèi)部分子是不停地做無規(guī)則運動的，所以B錯誤；正確；．度越高布朗運動越劇烈，粒越小布朗運動越劇烈，所以D錯；故選。二、填題11．個完全相同的密閉容中分別裝有質(zhì)量相等、溫度相同的氫氣和氮氣，則氫氣分子的平均動能_____（填“大于小”“等于”）氮氣分子的平均動能；容器中氫氣分子的總動能（填大于“小于或等于）氮氣分子的總動能；若已知理想氣體狀態(tài)方程可以寫為

，其中表氣體的壓強(qiáng)，表單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)，

為常數(shù)，T為溫度，則氫氣的壓_（填低于高于或等”）氣的壓強(qiáng)。等于大于高于解析：于大高[1]理氣體忽略分子間的勢能，氫氣和氧氣只有分子動能，而溫度相同，它們的平均動能相同；[2]分的總動為E氫氣分子的摩爾質(zhì)量小，則相等質(zhì)量的氫氣分子個數(shù)較多，總動能較大；[3]氣壓強(qiáng)是大量的分子對容器壁的碰撞引起的，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋，氣體壓強(qiáng)大小等于氣體分子在單位時間內(nèi)對器壁單位面積的總沖量大小，因為氫氣分子密集程度大，故氫氣壓強(qiáng)高于氮氣壓強(qiáng)。12．量分子大小的方法有多，如油膜法、顯微法。(1)在用油膜法估測分子的大”的實驗中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入50滴液，溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下1滴液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜，如圖甲所示。坐標(biāo)格中每個小正方形方格的大小為×2cm。圖可以估算出油膜的面積___________cm，此估算出油酸分子的直徑是___________m（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。

T12211T12211(2)如乙是用掃描隧道顯微鏡拍下的一“量子圍欄”的片。這個量子圍欄是由48個原子在銅的表面排列成直徑為×10

-m的圓周而組成的。由此可以估算出鐵原子的直徑約為__________m（果保留兩位有效數(shù)字）。8×10-1094×10-10解析：×10

-

9.4×10

-(1)[1][2]數(shù)膜的正方形格數(shù)，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面積S=2cm×2cm=256cm2溶液濃度為

1，每滴溶液體積為

mL，滴液所含油酸體積為=2×-53油膜厚度即油酸分子的直徑是d=

VS

≈8×10

-10(2)[3]徑為1.4310

-m的周周長為D=πd≈4.49×10-8m可以估算出鐵原子的直徑約為d′=

48

m9.4×10

-1013．一定質(zhì)量的氣體，通一定的方法得到了各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子的速率的兩條關(guān)系圖線，如圖所示，則（大于或小于）。小于解析：于由圖可知，氣體在時分子平均速率較小，則知氣體在時度較低，故小T。1214．子間作用力與分子間距r的系如圖所示r=r時，=0。子間勢能由決，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時分子間的勢能為零。若一分子固定于原點O另一分子從距O點很遠(yuǎn)處向O點動在兩分子間距減小到r的程中，勢能（“減小不變”或增大）在間距由減到的程中，勢能____（填減小“變或增”）；在間距等于r處，勢_____（“大于等”或小”）零。

減小減小小于解析：小減小[1]從

O

點很遠(yuǎn)處向

O

點運動，兩分子間距減小到r的過程中，分子間體現(xiàn)引力，引力做正功，分子勢能減小；[2]在

rr1

的過程中，分子間仍然體現(xiàn)引力，引力做正功，分子勢能減??；[3]在距等于r之，子勢能一直減小，取無窮遠(yuǎn)處分子間勢能為零，則在r處子勢1能小于零。15．“用膜法估測分子大”實驗中，用移液管量取0.25mL油倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的液。然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入50滴溶液，溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下1滴液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜，如圖所示，坐標(biāo)格中每個小正方形方格的大小為2cm×2cm。(1)由可以估算出油膜的面積______cm2；(2)由估算出油酸分子的直徑（留兩位有效數(shù)字）。220cm2—260cm277×10-10m【分析】考查用油膜法估測分子大小的實驗解析：22

m—9.1×10-10m【分析】考查用油膜法估測分子大小的實驗。(1)[1]圖示油膜可知，油膜的面積為S

=260cm

(2)[2]1滴溶液中含有油酸分子的體積V

1mL0.25mLmL=2cm250mL油酸分子的直徑為

00VdmS26016．“用膜法估測分子的大”實驗中，在玻璃板上描出一滴油酸酒精溶液形的油膜輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖所示。坐標(biāo)紙上正方形小方格的邊長為1.0，油膜的面積是___cm2.若滴油酸酒精溶液中含有純油酸-6，則油酸分子的直徑是___m。解析[1]．圖可知油膜輪廓的方格數(shù)約為91，油膜的面積是91cm[2]．分子直為

2VDS91

-10．功是_______量度，物質(zhì)是由大________組.能量轉(zhuǎn)化分子解析：量轉(zhuǎn)化分[1]功能量轉(zhuǎn)的量度；[2]由子動理可知，物質(zhì)是由大量分子組成的。18．知金剛石的密度是

3500kg/m

3

．有一小塊金剛石，體積為5m．塊金剛石含有________個原子．設(shè)想金剛石中原子是緊密地堆在一起的，試估算碳原子的直徑為．解析：

2.2

[1]已金剛石密度是

3500kg/m

3

．有一小塊金剛石，體積為.7m，求出金剛石的質(zhì)量為：m

V5.7

而金剛石的摩爾質(zhì)量為12g/mol，求得金剛石含有的個碳原子數(shù)為36.02

23

22

(個[2]一碳原子體積為：3設(shè)想金剛石中碳原子是緊密地堆在一起的，將碳原子看成球狀模型，則有：16

d30估算得碳原子的直徑為

A0A0

3

V0

m.19．經(jīng)測得一個碳原子的量.995

，據(jù)此求出阿伏伽德羅常數(shù)為________．解析碳的摩爾質(zhì)量為M12g/mol，而已知一個原子的質(zhì)量

1.995kg

，則m0

6.015

2320．想把分子一個挨一個排起來，大約_個子才能排滿的長度，一般分子的直徑，以厘米作單位時數(shù)量級________．解析：10

cm[1]分的直徑約為m，列成1m長分子的數(shù)ln10d10[2]分的直徑厘米為單位時數(shù)量級為：

cm三、解題21．定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫保持不變時，壓強(qiáng)隨體積的減小而增大；當(dāng)體積保持不變時，壓強(qiáng)隨溫度的升高而增大。從微觀角度看，使壓強(qiáng)增大的這兩個過程有何區(qū)別？解析：解析從微觀角度看，當(dāng)溫度保持不變時，氣體分子的平均動能不變，體積減小時，氣體分子的密集程度增大，單位時間內(nèi)撞擊器壁單位面積的分子數(shù)增多，使壓強(qiáng)增大；當(dāng)體積保持不變時，氣體分子的密集程度不變，溫度升高，氣體分子的平均動能增大，氣體分子每次對器壁撞擊的作用力增大，單位時間內(nèi)撞擊器壁單位面積的分子數(shù)也增多，因此壓強(qiáng)增大。22．個足球的容積是

2.5L

。用打氣筒給這個足球打氣，每打一次都把體積25mL

、壓強(qiáng)與大氣壓相同的氣體打進(jìn)足球內(nèi)。如果在打氣前足球就已經(jīng)是球形并且里面的壓強(qiáng)與大氣壓相同，打了20次后足球內(nèi)部空的壓強(qiáng)是大氣壓的多少倍？你在得出結(jié)論時考慮到了什么前提？實際打氣時的情況能夠滿足你的前提嗎？解析：

p

；前提是氣球內(nèi)的溫度不變；實際打氣時不能滿足這個前提設(shè)大氣壓強(qiáng)為p，據(jù)玻意耳定有pV02代入數(shù)據(jù)得（2.520p0解得p2在得出結(jié)論時考慮到前提是氣球內(nèi)的溫度不變。

2

-0-0實際打氣時的情況不能滿足這個前提，只能近似的認(rèn)為是等溫變化。23．算法是根據(jù)日常生活生產(chǎn)中的一些物理數(shù)據(jù)對所求物理量的數(shù)值和數(shù)量級大致推算的一種近似方法。請進(jìn)行下列估算：（結(jié)果均保留1位效數(shù)字）(1)在準(zhǔn)狀況下，水蒸氣的摩爾體22.4m/mol，，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水蒸氣分子的間距約是水分子直徑的多少倍？(2)在準(zhǔn)狀況下，1mol空體積為22.4L，估算標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣分子間的平均距離。解析：倍；

m(1)在準(zhǔn)狀況下，每個水蒸氣分子平均占有空間體積為VVN

23

m

3

3.72

m

3把每個水蒸氣分子所占體積看成一個小立方體分子的平均間距可以看成是相鄰兩個小立方體的中心間距，它等于每個小立方體的邊長，即

33.72m水的摩爾體積Vmol

/mol/mol把水分子看成緊挨著的一個個小球，因此，其直徑為D

3

23

所以有dnD3.85

倍在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，水蒸氣分子的間距約是水分子直徑的9倍(2)標(biāo)狀況下，

mol

空氣體積為

22.4L

即

m

。則每個空氣分子所占空間體積為V0

2.246.02

23

m3設(shè)空氣分子間的平均距離為L，正方體型得LV24．知大氣壓強(qiáng)為

，如圖所示的各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，液體密度均為，玻璃管的橫截面積為

，重力加速度為，下列四幅圖中被封閉氣體的壓強(qiáng)。

解析：甲：

p圖：p0

gh

圖丙：p

圖?。?/p>

設(shè)四個圖中被封閉氣體的壓強(qiáng)分別為

，，甲乙

p丙

，

p丁

。在題圖甲中，以液面B為究對象，由平衡條件知pSghSS甲所以p甲在題圖乙中，以液面B研究對象，由平衡條件知pSghS乙所以pp乙在題圖丙中，以液面B研究對象，由平衡條件有丙

gh

所以丙0

在題圖丁中，以液面B為研究對象，由平衡條件得p丁

p0

1

所以pp丁

gh125．剛石俗“金鉆，也就是我們常說的鉆石，它是一種由純碳組成的礦物，也自然界中最堅硬的物質(zhì)。已知金剛石的密度3。原子的摩爾質(zhì)量為1.2kg/mol

，現(xiàn)有一塊體積V

m

的金剛石，阿伏加德羅常數(shù)為6.02

mol

。（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）(1)它有多少個碳原子？(2)假金剛石中碳原子是緊密地堆在一起的把金剛石中的碳原子看成球體，試估算碳原子的直徑。解析：1.0

；2.2

m。(1)金石的質(zhì)量

00A00A