高中物理 第七章 分子动理论单元检测 新人教版选修33

物理人教3-3第七章 分子动理论单元检测

(时间：90分钟 满分：100分)

一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．关于布朗运动，下列说法正确的是( ) A．布朗运动是液体分子的运动

B．布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性 C．与固体微粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越显著 D．液体的温度越高，布朗运动越激烈

2．下面关于分子力的说法中正确的有( )

A．铁丝很难被拉长，这一事实说明铁丝分子间存在引力 B．水很难被压缩，这一事实说明水分子间存在斥力

C．将打气管的出口端封住，向下压活塞，当空气被压缩到一定程度后很难再压缩，这一事实说明空气分子间表现为斥力

D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力 3．如图所示是教材中模仿布朗实验所做的一个类似实验中记录的其中一个小炭粒的“运动轨迹”。以小炭粒在A点开始计时，图中的A、B、C、D、E、F、G……各点是每隔30 s小炭粒所到达的位置，用折线连接这些点，就得到了图中小炭粒的“运动轨迹”。则下列说法中正确的是( )

A．图中记录的是分子无规则运动的情况

B．在第75 s末，小炭粒一定位于C、D连线的中点 C．由实验可知，小炭粒越大，布朗运动越显著 D．由实验可知，温度越高，布朗运动越剧烈 4．下列叙述正确的是( )

A．物体的温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的热运动动能都一定增大 B．对气体加热，气体的内能一定增大

C．物质内部分子间引力随着分子间距离增大而减小，斥力随着分子间距离增大而增大 D．布朗运动是液体分子对悬浮颗粒碰撞作用不平衡而造成的 5．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( ) A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B．气体内能不变时，与外界不发生热交换

C．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 D．扩散现象说明分子间存在斥力 6．下列说法正确的是( )

A．密闭钢筒中的油在高压下沿筒壁溢出，说明分子间有间隙

B．用气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气，这主要是由于此时空气分子间的作用力是斥力的缘故

C．化学反应说明分子间有作用力

D．植物的根能吸收水分，靠的是分子间的吸引力 7．下列说法中正确的是( )

A．已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以算出阿伏加德罗常数 B．已知某物质的摩尔质量和分子体积，可以算出阿伏加德罗常数

1

C．当两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力的合力一定减小 D．当两个分子之间的距离增大时，分子势能一定减小 8．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、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( )

－10

A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10 m

－10

B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10 m

C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力的合力表现为斥力 D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越来越大 二、填空题(本题共3小题，每小题6分，共18分)

9．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，以下给出的是可能的操作步骤，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上________，并请补充实验步骤D中的计算式。

A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1 cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m。

B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定。 C．用浅盘装入约2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上。 D．用测量的物理量估算出单个油酸分子的直径d＝________ m。

E．用滴管将事先配好的浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，记下滴入的溶液体3

积V0 m与滴数N。

F．将玻璃板放在浅盘上，用笔将薄膜的外围形状描画在玻璃板上。

10．某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质每个分子的质量m0＝________，每个分子的体积V0＝________，单位体积内所含的分子数n＝________。

3

11．某人做一次深呼吸，吸进400 cm的空气，据此估算他所吸进的空气分子的总数约为________个。(保留一位有效数字)

三、计算题(共42分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位，只写出最后答案的不能给分)

12．(10分)实际应用中，常用到一种双金属片温度计，如图乙所示。已知其中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则：

(1)说明该温度计的测温原理。

(2)结合图甲判断双金属片温度计的内、外层分别为何种金属。 (3)这种温度计与水银温度计相比，有什么优点和缺点？

13．(10分)为保证环境和生态平衡，在各种生产活动中都应严禁污染水源。在某一水库中，一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶，速度为8 m/s，导致油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油处共用t＝1.5 min。测量时，漏出的油已在水面

－3

上形成宽约为a＝100 m的长方形厚油层。已知快艇匀速运动，漏出油的体积V＝1.44×10 3

m，求：

2

(1)该厚油层的平均厚度D。

－10

(2)该厚油层的厚度D约为分子直径d的多少倍。(已知油分子的直径约为10 m)

23,

14．(10分)房间地面表面积为15 m，高为3 m，空气的平均密度ρ＝1.29 kg/m空气

－2

的平均摩尔质量M＝2.9×10 kg/mol，求该房间内空气的质量和空气分子间的平均距离。(保留两位有效数字)

15．(12分)氯化钠的单位晶胞为立方体，黑点为钠离子位置，圆圈为氯离子位置，食盐

3

的整体就是由这些单位晶胞组成的。食盐的摩尔质量为58.5 g/mol，密度为ρ＝2.22×10

kg/m3

，试确定氯离子之间的最短间距。

3

参考答案

1. 答案：BD 点拨：布朗运动是指悬浮在液体中的微小颗粒的运动，而不是液体分子的运动。

悬浮在液体中的固体微粒，受到周围分子碰撞的力不平衡，因而向受力作用较小的方向运动。布朗运动间接地反映了分子运动的无规则性。

在相同的时间内，与固体微粒相碰的液体分子数越多，说明固体微粒较大，在某一瞬间跟它相撞的分子数越多，撞击作用的不平衡性就表现得越不明显，加之固体微粒越大，其惯性就越大，因而布朗运动不是越明显，而是越不明显。

既然布朗运动是液体分子无规则运动引起的，液体的温度越高，分子无规则运动越激烈，从而它所引起的布朗运动也就越显著。

2. 答案：AB 点拨：无论怎样压缩，气体分子间距离一定大于r0，所以气体分子间一定表现为引力。空气压缩到一定程度很难再压缩，不是因为分子斥力的作用，而是气体分子频繁撞击活塞产生压强的结果，应该用压强增大解释，所以C不正确。磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，所以D也不正确。

3. 答案：D 点拨：首先要弄清楚的是：此实验用显微镜观察的是悬浮在液体中小炭粒的运动，而不是液体分子的运动，更不是小炭粒分子的运动，所以选项A是错误的；再者，图中A、B、C、D、E、F、G……各点是每隔30 s小炭粒所到达的位置，连线是人为画出的，只是用来表示小炭粒到达各位置的先后顺序，并不能说明小炭粒是沿着连线运动的，更不能说明小炭粒是以等速率运动的，所以选项B也是错误的；由实验可知，小炭粒越小或温度越高，布朗运动越显著，所以选项C错，D对。

4. 答案：D 点拨：温度升高时分子的平均动能增加，大量分子做的是无规则热运动，无法实现所有的分子动能都一定增大。对气体加热，在没有谈及做功的情况下，无法判断气体内能的变化情况。在物质内部，分子间的吸引力和排斥力都随着分子间距离的增大而减小，不过斥力变化得比引力快。布朗运动是液体分子对悬浮颗粒碰撞作用不平衡而造成的。

5. 答案：A 点拨：温度越高，分子平均动能越大，但内能不仅与平均动能有关，还和分子势能有关；布朗运动不是液体分子的运动，而是固体颗粒的运动，是液体分子的无规则运动的反映；扩散现象说明分子是永不停息地运动的，不能说明分子间是否存在斥力。

6. 答案：A 点拨：油沿筒壁溢出，说明分子间有间隙，选项A正确。打气时需要用力才能压缩空气，是由于大量气体分子持续地碰撞器壁而产生压强的缘故，选项B错误。化学反应不是由于分子间的作用力形成的，选项C错误。植物的根能吸收水分，靠的是生物上根的功能，选项D错误。

7. 答案：A 点拨：阿伏加德罗常数等于摩尔质量与分子质量的比值，A正确，B错误；两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力都要减小，但在r＞r0区域，随着分子间距的增大，分子引力和斥力的合力表现为引力，是先变大到最大再减小，C错误；在r＞r0区域，随着分子间距的增大，分子引力和斥力的合力表现为引力，且引力做负功，分子势能增加，D错误。

－10

8. 答案：B 点拨：e点横坐标等于分子平衡距离r0，其数量级应为10 m，因平衡距离之内，分子斥力大于分子引力，分子力表现为斥力。则ab为引力曲线，cd为斥力曲线，B对。两分子间距离大于e点的横坐标，即r＞r0时，作用力的合力表现为引力，C错。若r＜r0、当两分子间距离增大时，合力做正功，分子势能减小， D错。

9. 答案：见点拨 点拨：ECBFAD(CE可以互换)，

500V0。 N?m10. 答案：M/NA M/ρNA ρNA/M 点拨：因为1 mol的任何物质中都含有NA个分子数，则NA·m0＝M；即m0＝M/NA。设该物质的质量为m，体积为V，则ρ＝m/V得

V0＝

m0??M/NA??M。 ?NA该1 mol物质的体积为Vmol，那么它对应的分子数为NA。

4

而1 mol物质的体积为Vmol＝

M?；

那么每单位体积所具有的分子数为

n＝

NAN?NA?A? VmolM/?M22

11．答案：1×10

33

点拨：标准状况下气体的摩尔体积为22.4 L＝22.4×10 cm，空气的分子数

n?V4002322

NA?×6.02×10个≈1×10个。 3Vm22.4?1012. 答案：见点拨

点拨：(1)双金属片温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的双金属片，是运用其弯曲程度随温度变化的原理来工作的。

(2)题图甲中，加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大。图乙中，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片温度计的内层一定是铁，外层一定是铜。

(3)优点是：无危害、读数清晰、坚固耐用等。

－8

13．答案：(1)2×10 m (2) 200

点拨：(1)油层长度L＝vt＝8×90 m＝720 m

V1.44?10?3－8

?油层厚度D＝ m＝2×10 m。 La720?100D2?10?8(2)n＝?＝200倍。

d10?1014. 答案：58 kg 3.3×10 m

点拨：由m＝ρV可知，房间内空气的质量m＝1.29×15×3 kg＝58 kg。 房间中空气的总分子数n＝

13－9

m27

×NA＝1.2×10个。 M－26

每个分子占据的空间体积V0＝V/n≈3.7×10 m，则分子间的平均距离d＝

3

V0≈3.3×10－9 m。

15. 答案：3.9×10 m

点拨：由题图可知，相邻氯离子的间距等于立方体表面对角线的长度，先求食盐的摩尔体积VN＝M/ρ，已知1 mol食盐中含有2 mol的离子(氯离子和钠离子各一摩尔)，则每个离子平均占有的空间体积是V0＝VN/2NA，每个离子平均占有一个立方体，故立方体边长为l＝

3－10

V 最邻近的两个氯离子的间距等于

1M158.5?10?33l′＝2()?2()3m≈3.9×10－10 m。 262NA?2?6?10?2.22

5