高中物理 第一章 分子動(dòng)理論章末質(zhì)量評(píng)估 粵教版選修33
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1、 第一章 分子動(dòng)理論 章末質(zhì)量評(píng)估(一) (時(shí)間:90分鐘 滿分:100分) 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題,每小題3分,共30分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,選對(duì)的得3分,選錯(cuò)或不答的得0分) 1.已知阿伏加德羅常數(shù)為NA=6.021023 mol-1,水的摩爾質(zhì)量是0.018 kg/mol,一滴體積為3.010-3 cm3的水含有的分子數(shù)為( ) A.1.01020個(gè) B.1.61020個(gè) C.1.81021個(gè) D.3.31021個(gè) 解析:水的質(zhì)量m=ρV,故水分子數(shù)n=NA, 解得n=1.01020個(gè),A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 答
2、案:A 2.已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M,則該物質(zhì)的分子質(zhì)量和m kg水中所含氫原子數(shù)分別是( ) A.,mNA103 B.MNA,9mNA C.,mNA103 D.,18mNA 解析:某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M,故其分子質(zhì)量為;m kg水其物質(zhì)的量為,故氫原子數(shù)為NA2=,故A選項(xiàng)正確. 答案:A 3.下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說法中,正確的是( ) A.顆粒越小,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 B.顆粒越大,與顆粒撞擊的分子數(shù)越多,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 C.如果沒有外界的擾動(dòng),經(jīng)過較長時(shí)間,布朗運(yùn)動(dòng)就觀察不到了 D.溫度高低對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)沒有影響 解析:布朗運(yùn)動(dòng)是由微粒周圍的液
3、體分子對(duì)微粒作用的不均衡性引起的,微粒越小,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著,因此A正確,B、D錯(cuò)誤;布朗運(yùn)動(dòng)永不停息,C錯(cuò)誤. 答案:A 4.同學(xué)們一定都吃過味道鮮美的烤鴨,烤鴨的烤制過程沒有添加任何調(diào)料,只是在烤制之前,把烤鴨放在腌制湯中腌制一定時(shí)間,鹽就會(huì)進(jìn)入肉里.則下列說法正確的是( ) A.如果讓腌制湯溫度升高,鹽進(jìn)入鴨肉的速度就會(huì)變慢 B.烤鴨的腌制過程說明分子之間有引力,把鹽分子吸進(jìn)鴨肉里 C.在腌制湯中,有的鹽分子進(jìn)入鴨肉,有的鹽分子從鴨肉里面出來 D.把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍,將不會(huì)有鹽分子進(jìn)入鴨肉 解析:鹽分子進(jìn)入鴨肉是因?yàn)辂}分子的擴(kuò)散,溫度越高擴(kuò)散得越快,A錯(cuò)誤
4、;鹽進(jìn)入鴨肉是因?yàn)辂}分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),并不是因?yàn)榉肿右Γ珺錯(cuò)誤;鹽分子永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),有的進(jìn)入鴨肉,有的離開鴨肉,C正確;冷凍后,仍然會(huì)有鹽分子進(jìn)入鴨肉,只不過速度慢一些,D錯(cuò)誤. 答案:C 5.兩塊光滑、干燥的玻璃,緊貼在一起也不能相互吸住,原因是( ) A.兩塊玻璃分子間不存在作用力 B.兩塊玻璃分子間距離太小,分子間作用力表現(xiàn)為斥力 C.兩塊玻璃的分子間距離太大,作用力太小 D.兩塊玻璃的分子運(yùn)動(dòng)緩慢 解析:因?yàn)閮蓧K玻璃分子間的距離r≥10r0,引力和斥力都很小,分子力可以忽略不計(jì). 答案:C 6.對(duì)以下物理現(xiàn)象的正確分析是( ) ①從窗外射來的陽光中,
5、可以看到空氣中的微粒在上下飛舞?、谏仙乃魵獾倪\(yùn)動(dòng)?、塾蔑@微鏡觀察懸浮在水中的小炭粒,小炭粒不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)?、芟蛞粦亚逅械稳霂椎渭t墨水,紅墨水向周圍運(yùn)動(dòng) A.①②③屬于布朗運(yùn)動(dòng) B.只有④屬于布朗運(yùn)動(dòng) C.只有③屬于布朗運(yùn)動(dòng) D.以上結(jié)論均不正確 答案:C 7.以下說法正確的是( ) A.機(jī)械能為零、內(nèi)能不為零是可能的 B.溫度相同,質(zhì)量相同的物體具有相同的內(nèi)能 C.溫度越高,物體運(yùn)動(dòng)速度越大,物體的內(nèi)能越大 D.0 ℃的冰的內(nèi)能比等質(zhì)量的0 ℃的水的內(nèi)能大 解析:A正確,因?yàn)闄C(jī)械能可以為零,但內(nèi)能是分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和,而分子動(dòng)能又是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的.所以
6、分子動(dòng)能不可能為零.那么物體的內(nèi)能當(dāng)然也不可能為零.B不正確.因?yàn)槲矬w的內(nèi)能由物體的溫度和體積來決定與物體運(yùn)動(dòng)的宏觀速度無關(guān).C也不正確,原因同上.由于0 ℃的冰的體積比0 ℃的水大,溫度相同,有的同學(xué)錯(cuò)認(rèn)為D正確,實(shí)際上有較為復(fù)雜的反常膨脹的現(xiàn)象,我們用體積來討論其內(nèi)能是不適合的,可以從能量角度來討論,因?yàn)? ℃的冰熔化為0 ℃的水要吸收熱量或?qū)λ龉?,所以冰溶化為水?nèi)能增加,所以0 ℃的水的內(nèi)能比等質(zhì)量的0 ℃的冰的內(nèi)能大,該題正確的選項(xiàng)為A. 答案:A 8.下列說法中正確的是( ) A.物體溫度降低,其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大 B.物體溫度升高,其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大 C
7、.物體溫度降低,其內(nèi)能一定增大 D.物體溫度不變,其內(nèi)能一定不變 解析:溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以物體溫度升高,其分子的平均動(dòng)能增大;而物體的內(nèi)能是物體中所有分子的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和,所以只根據(jù)溫度變化情況無法確定其內(nèi)能的變化情況,故B正確,A、C、D均錯(cuò)誤. 答案:B 9.如圖所示,當(dāng)a、b兩分子分別位于A、B兩點(diǎn)時(shí)的距離等于r0,此時(shí)分子之間的吸引力和排斥力相等,合力為零.現(xiàn)將a分子固定在A點(diǎn),用外力F作用于b分子,使其從非常接近A位置的C以很小的速度沿直線勻速向外側(cè)D運(yùn)動(dòng),如果取分子排斥(即向右)為正方向,那么在b分子運(yùn)動(dòng)的過程中,外力F隨距離的變化情況的圖象是( )
8、 解析:設(shè)分子引力和分子斥力的合力(即分子力)為F,由于b分子從非常接近A位置的C以很小的速度沿直線勻速向外側(cè)D運(yùn)動(dòng),則其所受到的合外力為零,即b受到的外力F與分子力大小相等,方向相反,而分子力隨距離的變化的圖象如A圖所示,所以外力F隨距離的變化情況的圖象應(yīng)為B圖所示.故選B. 答案:B 10.一定質(zhì)量的某種氣體,在不同溫度下的氣體熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布圖如圖所示,下列說法正確的是( ) A.狀態(tài)①的溫度高于狀態(tài)②的溫度 B.氣體分子在高溫狀態(tài)時(shí)的平均速率大于低溫狀態(tài)時(shí)的平均速率 C.不計(jì)分子勢(shì)能,氣體在狀態(tài)①時(shí)具有的內(nèi)能較大 D.溫度升高時(shí)每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能都增
9、大 解析:密閉在鋼瓶中的理想氣體體積不變,溫度升高時(shí)分子平均動(dòng)能增大壓強(qiáng)增大,溫度升高時(shí),速率大的分子所占比重較大T1<T2,故A錯(cuò)誤;由圖可知,高溫時(shí)速率大的分子百分比更多,因此氣體分子在高溫狀態(tài)時(shí)的平均速率大于低溫狀態(tài)時(shí)的平均速率,故B正確;由于狀態(tài)②時(shí)的溫度高,故不計(jì)分子勢(shì)能時(shí),氣體在狀態(tài)①時(shí)具有的內(nèi)能較小,故C錯(cuò)誤;溫度升高時(shí),分子的平均動(dòng)能增大,但并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大;故D錯(cuò)誤. 答案:B 二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題,每小題4分,共16分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分) 11.關(guān)于分子動(dòng)
10、理論,下述說法正確的是( ) A.分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒 B.物質(zhì)是由大量分子組成的 C.分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) D.分子間有相互作用的引力或斥力 解析:分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力,D錯(cuò)誤. 答案:ABC 12.下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的敘述,正確的有( ) A.懸浮小顆粒的運(yùn)動(dòng)是雜亂無章的 B.液體溫度越低,懸浮小顆粒運(yùn)動(dòng)越緩慢,當(dāng)液體的溫度降到零攝氏度時(shí)固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)就停止了 C.被凍結(jié)在冰塊中的小炭粒不能做布朗運(yùn)動(dòng),是因?yàn)楸械乃肿硬贿\(yùn)動(dòng) D.做布朗運(yùn)動(dòng)的固體顆粒越小,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 解析:布朗運(yùn)動(dòng)的特征之一就是無規(guī)則性,故A對(duì);布朗運(yùn)動(dòng)只能
11、發(fā)生在液體或者氣體中,在固體中不能發(fā)生,并不是因?yàn)楣腆w分子不運(yùn)動(dòng),任何物質(zhì)的分子都在永不停息地運(yùn)動(dòng);布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度與溫度有關(guān),當(dāng)溫度越低時(shí),布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯,但不會(huì)停止,故B、C錯(cuò);布朗運(yùn)動(dòng)的明顯程度受顆粒大小影響,顆粒越小,受力越不容易平衡,運(yùn)動(dòng)越明顯,故D對(duì). 答案:AD 13.對(duì)于20 ℃的水和20 ℃的水銀,下列說法正確的是( ) A.兩者的分子平均動(dòng)能相同 B.水銀的分子平均動(dòng)能比水的大 C.兩者的分子平均速率相同 D.水銀分子的平均速率比水分子的平均速率小 解析:溫度相同的任何物體,內(nèi)部的分子平均動(dòng)能都相等,所以A對(duì)B錯(cuò);分子平均動(dòng)能相同,平均速率不一定相同,還
12、與分子質(zhì)量有關(guān),水銀的分子質(zhì)量大,平均速率小,所以C錯(cuò)D對(duì).
答案:AD
14.兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示,曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0.相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下,由靜止開始相互接近.若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零,下列說法正確的是( )
A.在r>r0階段,F(xiàn)做正功,分子動(dòng)能增加,勢(shì)能減小
B.在r 13、0時(shí),分子作用力表現(xiàn)為斥力,在兩分子靠近時(shí),斥力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,分子動(dòng)能減小,B錯(cuò)誤.在r=r0時(shí),引力等于斥力,分子力為0,分子勢(shì)能最小,分子動(dòng)能最大,C正確,D錯(cuò)誤.
答案:AC
三、非選擇題(本大題共5小題,共54分.把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
15.(9分)在“用單分子油膜估測(cè)分子大小”實(shí)驗(yàn)中:
(1)某同學(xué)操作步驟如下:
①取一定量的無水酒精和油酸,制成一定濃度的油酸酒精溶液;
②在量筒中滴入一滴該溶液,測(cè)出它的體積;
③在蒸 14、發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散開穩(wěn)定;
④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃,描出油膜形狀,用透明方格紙測(cè)量油膜的面積.
改正其中的錯(cuò)誤:___________________________________;
______________________________________________________.
(2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%,一滴溶液的體積為4.810-3 mL,其形成的油膜面積為40 cm2,則估測(cè)出油酸分子的直徑為__________ m.
解析:(1)②由于一滴溶液的體積太小,直接測(cè)量時(shí)相對(duì)誤差太大,應(yīng)用微小量累積法減小測(cè)量誤差.
15、
③液面上不撒痱子粉時(shí),滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油膜不能形成一塊完整的油膜,油膜間的縫隙會(huì)造成測(cè)量誤差增大甚至實(shí)驗(yàn)失?。?
(2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內(nèi)純油酸的體積可得:d== m=1.210-9 m.
答案:(1)②在量筒中滴入N滴溶液 ③在水面上先撒上痱子粉 (2)1.210-9
16.(9分)在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,已知一滴溶液中油酸的體積為V,配制的油酸溶液中純油酸與溶液體積之比為1∶500,1 mL油酸溶液50滴,那么一滴溶液的體積是________mL,所以一滴溶液中油酸體積為V=________cm3,若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的結(jié)果如下表所示.
16、
次數(shù)
S/cm2
d=/10-7 cm
d平均值
1
538
2
545
3
563
請(qǐng)根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫空白處的數(shù)值,并與公認(rèn)的油酸分子直徑值d0=5.1210-10 m做比較,判斷此實(shí)驗(yàn)是否符合數(shù)量級(jí)的要求.
解析:1滴溶液的體積V溶液= mL,
其中含油酸體積
V=V溶液=410-5 cm3,
據(jù)此算出3次測(cè)得的d值分別為
d1≈7.4310-8 cm=0.74310-7 cm,
d2≈7.3410-8 cm=0.73410-7 cm,
d3≈7.1010-8 cm=0.71010-7 cm,其平均值==7.2910-8 cm=7 17、.2910-10 m,這與公認(rèn)值的數(shù)量級(jí)相吻合,故本次實(shí)驗(yàn)符合數(shù)量級(jí)的要求.
答案: 410-5 0.743 0.734 0.710 7.2910-10 m 符合
17.(10分)將甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子位于x軸上,甲、乙分子間作用力與距離間關(guān)系的函數(shù)圖象如圖所示.若質(zhì)量為m=110-26 kg的乙分子從r3(r3=12d,d為分子直徑)處以v=100 m/s的速度沿x軸負(fù)方向向甲飛來,僅在分子力作用下,則乙分子在運(yùn)動(dòng)中速度第一次達(dá)到零時(shí)分子力做多少功?
解析:在乙分子靠近甲分子的過程中,分子力先做正功,后做負(fù)功,由于分子力是變力,故用動(dòng)能定理來求解W=0-Ek
W=-mv 18、2=-110-261002 J
=-510-23 J
負(fù)號(hào)表示分子克服分子力做功.
答案:-510-23 J
18.(13分)2009年末,世界環(huán)境大會(huì)在哥本哈根召開,引起全球關(guān)注,環(huán)境問題越來越與我們的生活息息相關(guān).比如說公共場所禁止吸煙,我們知道被動(dòng)吸煙比主動(dòng)吸煙害處更大.試估算一個(gè)高約2.8 m,面積約10 m2的辦公室,若只有一人吸了一根煙.求(人正常呼吸一次吸入氣體300 cm3,一根煙大約吸10次):
(1)估算被污染的空氣分子間的平均距離;
(2)另一不吸煙者一次呼吸大約吸入多少個(gè)被污染過的空氣分子.
解析:(1)吸煙者抽一根煙吸入氣體的總體積
10300 cm3 19、,含有空氣分子數(shù)為
n=6.021023(個(gè))=8.11022(個(gè)),
辦公室單位體積空間內(nèi)含被污染的空氣分子數(shù)為
2.8個(gè)/m3=2.91021個(gè)/m3,
每個(gè)污染分子所占體積為V= m3,
所以平均距離為L==710-8 m.
(2)被動(dòng)吸煙者一次吸入被污染的空氣分子數(shù)為2.9102130010-6個(gè)=8.71017個(gè).
答案:(1)710-8 m (2)8.71017個(gè)
19.(13分)(1)已知某氣體的摩爾體積VA,摩爾質(zhì)量為MA,阿伏加德羅常數(shù)為NA,由以上數(shù)據(jù)能否估算出每個(gè)分子的質(zhì)量、每個(gè)分子的體積、分子之間的平均距離?
(2)當(dāng)物體體積增大時(shí),分子勢(shì)能一定增大嗎 20、?
(3)在同一個(gè)坐標(biāo)系中畫出分子力F和分子勢(shì)能Ep隨分子間距離的變化圖象,要求表現(xiàn)出Ep最小值的位置及Ep變化的大致趨勢(shì).
解析:(1)可估算出每個(gè)氣體分子的質(zhì)量m0=;由于氣體分子間距較大,由V0=求得的是一個(gè)分子占據(jù)的空間而不是一個(gè)氣體分子的體積,故不能估算每個(gè)分子的體積;由d==可求出分子之間的平均距離.
(2)在r>r0范圍內(nèi),當(dāng)r增大時(shí),分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大;在r
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