新教材同步系列2024春高中物理第一章分子動理論第一節(jié)物質(zhì)是由大量分子組成的課后提升訓(xùn)練粵教版選擇性必修第三冊

第一章第一節(jié)A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．(多選)“用油膜法估測分子的大小”試驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是()A．將油酸形成的膜看成單分子油膜B．不考慮各油酸分子間的間隙C．考慮了各油酸分子間的間隙D．將油酸分子看成球形【答案】ABD【解析】試驗(yàn)中油酸的直徑是用油酸的體積除以油膜的面積來計算，所以試驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)是將油膜看成單分子油膜，不考慮油酸分子間的間隙，并把油酸分子看成球形，油酸分子直徑的數(shù)量級為10-10m，A、B、D正確，C錯誤．2．(多選)用油膜法估測分子的大小時，采納的志向化條件是()A．把在水面上盡可能充分散開的油膜視為單分子油膜B．把形成單分子油膜的分子看作緊密排列的球形分子C．把油膜視為單分子油膜，但需考慮分子間隙D．將單分子視為立方體模型【答案】AB【解析】由用油膜法估測分子大小的試驗(yàn)可知，將體積為V的油酸滴在水面上，形成面積為S的油膜，由此可以估算出油酸分子的直徑為d＝eq\f(V,S)，這明顯是將油膜視為單分子層，將油酸分子視為球形且認(rèn)為分子是緊密排列的，公式d＝eq\f(V,S)中，并沒有考慮分子間隙所占體積，A、B正確．3．由阿伏伽德羅常量和一個水分子的質(zhì)量、一個水分子的體積，不能確定的物理量有()A．1mol水的質(zhì)量B．1mol水蒸氣的質(zhì)量C．1mol水的體積D．1mol水蒸氣的體積【答案】D【解析】由一個水分子的質(zhì)量乘阿伏伽德羅常量可得一摩爾水的質(zhì)量，A能確定；又因?yàn)橐荒査魵獾姆肿訑?shù)應(yīng)和一摩爾水的分子數(shù)相同，所以一摩爾水蒸氣的質(zhì)量和一摩爾水的質(zhì)量相同，B能確定；已知一個水分子的體積乘阿伏伽德羅常量即可得到一摩爾水的體積，C能確定；因?yàn)樗肿娱g、水蒸氣的分子間的距離不同，1mol水蒸氣的體積不能確定，D不能確定．4．某同學(xué)在“用油膜法估測分子大小”的試驗(yàn)中，計算結(jié)果明顯偏大，可能是由于()A．油酸未完全散開B．油酸中含有大量的酒精C．計算油膜面積時不足1格的全部按1格計算D．求每滴溶液的體積時，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴【答案】A【解析】油酸分子直徑d＝eq\f(V,S).計算結(jié)果明顯偏大，可能是V取大了或S取小了，油酸未完全散開，所測S偏小，d偏大，A正確；油酸中含有大量的酒精，不影響結(jié)果，B錯誤；若計算油膜面積時不足1格的全部按1格計算，使S變大，d變小，C錯誤；若求每滴溶液的體積時，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴，使V變小，d變小，D錯誤．5．納米材料具有許多優(yōu)越性，有著廣袤的應(yīng)用前景．已知1nm(納米)＝10-9m，棱長為1nm的立方體內(nèi)可容納的液態(tài)氫分子的個數(shù)最接近的數(shù)值是()A．100 B．102C．104 D．106【答案】B【解析】分子直徑數(shù)量級為10-10m．一個液態(tài)氫分子所占體積約為V0＝d3＝10-30m3，則1nm立方體內(nèi)可容納的液態(tài)氫分子個數(shù)約為N＝eq\f(V,V0)＝eq\f((10-9)3,10-30)＝103個，考慮分子直徑及間隙大小，分子個數(shù)最接近102個．6．漂亮的“水立方”特地設(shè)計了雨水回收系統(tǒng)，平均每年可以回收雨水10500m3，相當(dāng)于100戶居民一年的用水量，請你依據(jù)上述數(shù)據(jù)估算一戶居民一天的平均用水量與下面哪個水分子數(shù)目最接近(設(shè)水分子的摩爾質(zhì)量為M＝1.8×10-2kg/mol)()A．3×1031個 B．3×1028個C．9×1027個 D．9×1030個【答案】C【解析】每戶居民一天所用水的體積V＝eq\f(10500,100×365)m3≈0.29m3，該體積所包含的水分子數(shù)目N＝eq\f(ρV,M)NA≈9.7×1027個，最接近C項．7．已知水銀的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常量為NA，則水銀分子的直徑是()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水銀的體積V＝eq\f(M,ρ)，1個水銀分子的體積V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA)，把水銀分子看成球體，則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))．把水銀分子看成立方體，則V0＝d3，所以d＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(M,ρNA)))eq\s\up12(\f(1,3))．故正確選項是A．8．(2023年珠海階段檢測)在“油膜法估測油酸分子大小”的試驗(yàn)中：(1)下列說法正確的是________．A．測量一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積時，可以用注射器擠出一滴油酸滴入燒杯中，視察注射器上的體積改變B．測量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面積時，假如不運(yùn)用爽身粉，也可以在水中加入紅墨水后混合勻稱，再滴入一滴油酸酒精溶液C．實(shí)際的油酸分子是球形的，因此通過計算得到的油酸分子直徑即是球的直徑D．計算油酸分子的大小時，認(rèn)為水面油酸為單分子層且認(rèn)為分子間緊密排布(2)①若試驗(yàn)過程中發(fā)覺，撒入的爽身粉過多，導(dǎo)致油酸分子未形成單分子層，則計算得到的油酸分子直徑將________(填“偏大”“偏小”或“不變”).②若試驗(yàn)中運(yùn)用的油酸酒精溶液是經(jīng)久置的，則計算得到的油酸分子直徑將________(填“偏大”“偏小”或“不變”).(3)某次試驗(yàn)中將1mL的純油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器測得1mL溶液為80滴，再滴入1滴這樣的溶液到打算好的淺盤中，描出的油膜輪廓如圖所示，每格邊長是0.5cm，依據(jù)以上信息，可估算出油酸分子的直徑約為________m(此小題保留1位有效數(shù)字).【答案】(1)D(2)①偏大②偏小(3)7×10-10【解析】(1)測量一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積時，至少要測量50滴到100滴油酸酒精溶液的體積，然后計算一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，A錯誤；測量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面積時，運(yùn)用爽身粉才能看出油膜的輪廓，在水中加入紅墨水后混合勻稱不能看出油膜的輪廓，B錯誤；試驗(yàn)時只是把油酸分子看作是球形的志向模型，實(shí)際的油酸分子不是球形的，因此通過計算得到只是將油酸分子看成是球形時的油酸分子直徑，C錯誤；計算油酸分子的大小時，認(rèn)為水面油酸為單分子層且認(rèn)為分子間緊密排布，D正確．(2)①若試驗(yàn)過程中發(fā)覺，撒入的爽身粉過多，導(dǎo)致油酸分子未形成單分子層，則油膜面積的測量值偏小，依據(jù)d＝eq\f(V,S)則計算得到的油酸分子直徑將偏大；②若試驗(yàn)中運(yùn)用的油酸酒精溶液是經(jīng)久置的，在溶液中的油酸濃度會偏大，實(shí)際計算時仍按原來的濃度計算，則計算得到的油酸分子直徑將偏小；(3)一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為V＝eq\f(1,5000)×eq\f(1,80)mL＝2.5×10-6mL，油膜的面積為S＝140×0.5×0.5cm2＝35cm2，分子直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2.5×10-6×10-6,35×10-4)m＝7×10-10m．9．(2023年肇慶階段檢測)某試驗(yàn)小組完成“用油膜法測油酸分子大小”的試驗(yàn)．(1)試驗(yàn)中要讓油酸在水面盡可能散開，形成單分子油膜，并將油膜分子看成球形且緊密排列．本試驗(yàn)體現(xiàn)的物理思想方法為______(填選項前的字母).A．限制變量法 B．等效替代法C．志向化模型法(2)該小組進(jìn)行下列試驗(yàn)操作，請選出須要的試驗(yàn)操作，并將它們按操作先后依次排列：D______(用字母符號表示).(3)已知試驗(yàn)室中運(yùn)用的酒精油酸溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管測得每50滴這種酒精油酸溶液的總體積為1mL，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為1cm的正方形小格的紙上(如圖).則計算得油酸分子的大小d＝______m．(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)【答案】(1)C(2)BFEC(3)7×10-10【解析】(1)將油酸分子看成球形，在水面上形成單分子油膜．本試驗(yàn)體現(xiàn)的物理思想方法為志向化模型法，故選C．(2)依據(jù)試驗(yàn)操作可知正確依次為DBFEC；(3)依據(jù)紙上方格數(shù)可知，由圖像估測油酸膜面積為S＝60cm2，一滴油酸溶液中油酸分子的體積為V＝eq\f(2,104×50)cm3＝4×10-6cm3.則油膜分子直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4×10-6,60)cm＝7×10-8cm＝7×10-10m.10．“用油膜法估測分子大小”的試驗(yàn)方法及步驟如下：①向體積V油＝1mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總＝500mL；②用注射器吸?、僦信渲坪玫挠退峋凭芤?，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗＝100滴時，測得其體積恰好是V0＝1mL；③往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水，然后將________勻稱地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形態(tài)穩(wěn)定后，將事先打算好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形態(tài)；⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)N，小方格的邊長l＝20mm.依據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)步驟③應(yīng)填______________________．(2)1滴酒精油酸溶液中純油酸的體積是______mL.(3)油酸分子直徑是________m.【答案】(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10-5(3)4.4×10-10【解析】(1)為了顯示單分子油膜的形態(tài)，須要在水面上撒痱子粉或石膏粉．(2)1滴酒精油酸溶液中純油酸的體積V′＝eq\f(V0,nV總)＝eq\f(1,100)×eq\f(1,500)mL＝2×10-5mL.(3)依據(jù)大于半個方格的算一個，小于半個方格的舍去，油膜形態(tài)占據(jù)的方格數(shù)大約為113個，故面積S＝113×20×20mm2＝4.52×104mm2，油酸分子直徑d＝eq\f(V′,S)＝eq\f(2×10-5×10-6,4.52×104×10-6)m≈4.4×10-10m．B組·實(shí)力提升11．在“用油膜法估測分子的大小”試驗(yàn)中，用注射器將一滴油酸酒精溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形態(tài)如圖所示，坐標(biāo)紙上正方形小方格的邊長為10mm，該油酸膜的面積是________m2；若一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是4×10-6mL，則油酸分子的直徑是________m.【答案】8×10-35×10-10【解析】由于油酸膜所占小方格的個數(shù)約為80個，故油酸膜的面積是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．科學(xué)家創(chuàng)建出一種利用細(xì)菌將太陽能轉(zhuǎn)化為液體燃料的“人造樹葉”系統(tǒng)，使太陽取代石油成為可能．假設(shè)該“人造樹葉”工作