高中物理選修3-3：《分子動理論》含解析

1、0第一單元分子動理論(時間：90 分鐘，滿分：100 分)一、選擇題(本題共 12 小題，每小題 5 分，共 60 分在每小題給出的四個選項中，至 少有一個選項符合題目要求全部選對的得 5 分，選對但不全的得 3 分，有選錯或不答的得 0 分)1關于分子，下列說法中正確的是( )a 分子是球形的，就像我們平時的乒乓球一樣有彈性，只不過分子非常非常小b 所有分子的直徑都相同c 不同分子的直徑一般不同，但數(shù)量級基本一致d 測定分子大小的方法只有油膜法一種2關于擴散現(xiàn)象，下列說法中正確的是( )a 擴散現(xiàn)象是指相互接觸的物體彼此進入對方的現(xiàn)象b 擴散現(xiàn)象只能在液體中進行c 擴散現(xiàn)象說明分子在做無規(guī)則

2、運動且分子之間是有空隙的d 擴散的快慢與溫度無關3.在觀察布朗運動時，從微粒在 a 點開始計時，每間隔 30 s 記下微粒的一個位置得到 b、c、d、e、f、g 等點，然后用直線依次連接，如圖所示，則下列說法正確的是( )a 圖中記錄的是分子無規(guī)則運動的情況b 圖中記錄的是微粒做布朗運動的軌跡c 微粒在 75 s 末時的位置可能在 cd 的連線上，但不可能在 cd 中點d 微粒在前 30 s 內(nèi)的位移大小一定等于 ab 的長度4有兩個分子，設想它們之間相隔 10 倍直徑以上的距離，逐漸被壓縮到不能再靠近的 距離在這個過程中，下面關于分子力變化的說法正確的是( )a 分子間的斥力增大，引力減小b

3、 分子間的斥力減小，引力增大c 分子間的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快d 當分子間距離 rr 時，引力和斥力均為零5關于分子間距與分子力的下列說法中，正確的是( )a 水和酒精混合后的體積小于原來的體積之和，說明分子間有空隙；正是由于分子間 有空隙，才可以將物體壓縮b 實際上水很難被壓縮，這是由于分子間距稍微變小時，分子間的作用就表現(xiàn)為斥力1c一般情況下，當分子間距 rr (平衡距離)時，分子力表現(xiàn)為斥力；當 rr 時，分0 0子力為零；當 rr 時，分子力為引力0d彈簧被拉伸或被壓縮時表現(xiàn)的彈力，正是分子引力和斥力的對應表現(xiàn)6關于分子動理論，下列說法中正確的是( )a 物質是由大量分

4、子組成的b 分子永不停息地做無規(guī)則運動c 分子間有相互作用的引力或斥力d 分子動理論是在一定實驗基礎上提出的7對下列相關物理現(xiàn)象的解釋正確的是( )a 放入菜湯的胡椒粉末最后會沉到碗底，胡椒粉末在未沉之前做的是布朗運動b 液體中較大的懸浮顆粒不做布朗運動，而較小的顆粒做布朗運動，說明分子的體積 很小c 存放過煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子、混凝土分子都在 做無規(guī)則的熱運動d 高壓下的油會透過鋼壁滲出，說明分子是不停運動著的8如圖所示，甲分子固定于坐標原點 o，乙分子從無窮遠處靜止釋放，在分子力的作 用下靠近甲圖中 d 點是分子靠得最近的位置，則乙分子速度最大處可能是( )a

5、a 點cc 點bb 點dd 點9 把墨汁用水稀釋后取出一滴放在顯微鏡下觀察，如圖所示，下列說法中正確的是 ( )a在顯微鏡下既能看到水分子也能看到懸浮的小炭粒，且水分子不停地撞擊炭粒 b小炭粒在不停地做無規(guī)則運動，這就是所說的布朗運動c 越小的炭粒，運動越明顯d 在顯微鏡下看起來連成一片的液體，實際上就是由許許多多的靜止不動的水分子組2mmm n v n n成的10對于液體和固體(不計分子間的空隙)，若用 m 表示摩爾質量，m 表示分子質量，0表示物質密度，v 表示摩爾體積，v 表示單個分子的體積，n 表示阿伏加德羅常數(shù)，則0 a下列關系中正確的是( )an avv0bn avm0cn amv

6、dn am0v011利用分子間作用力的變化規(guī)律可以解釋許多現(xiàn)象，下面的幾個實例中利用分子力對 現(xiàn)象進行的解釋正確的是( )a 鋸條彎到一定程度就會斷裂是因為斷裂處分子之間的斥力起了作用b 給自行車打氣時越打越費力，是因為胎內(nèi)氣體分子多了以后互相排斥造成的c 從水中拿出的一小塊玻璃表面上有許多水，是因為玻璃分子吸引了水分子d 用膠水把兩張紙粘在一起，是利用了分子之間有較強的引力12若以 m 表示水的摩爾質量，v 表示在標準狀況下水蒸氣的摩爾體積， 為標準狀m況下水蒸氣的密度，n 為阿伏加德羅常數(shù)，m、v 分別表示每個水分子的質量和體積，下面a四個關系式：v m m vn m vaa a a其中正

7、確的是( )a和都是正確的 c和都是正確的b和都是正確的 d和都是正確的題號答案1 2 3 4 56 7 8 9 10 11 12二、非選擇題(本題共 4 小題，共 40 分按題目要求作答解答題應寫出必要的文字說 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)值計算的題，答案中必須 明確寫出數(shù)值和單位)13(10 分)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，以下給出的是可能的操作步驟， 把你認為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫在橫線上_，并請補充實驗 步驟 d 中的計算式a 將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長 1 cm 的正方形為單位， 計算出輪廓內(nèi)正方形的個數(shù) n

8、.b 將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定c 用淺盤裝入約 2 cm 深的水，然后將痱子粉均勻地撒在水面上d 用測量的物理量估算出油酸分子的直徑 d_.3423 3103231e用滴管將事先配好的體積濃度為 0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，記下滴入的 溶液體積 v 與滴數(shù) n.0f將玻璃板放在淺盤上，用筆將薄膜的外圍形狀描畫在玻璃板上14(10 分)在“用單分子油膜法估測分子的大小”的實驗中，(1)某同學操作步驟如下：1 取一定量的無水酒精和油酸，配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，測出它的體積；3 在淺盤內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散

9、開穩(wěn)定；4 在淺盤上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙估測油膜的面積改正其中的錯誤： _. (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 ml，其形成的油膜面積為 40 cm ，則估測出油酸分子的直徑為多少米15(10 分)為保證環(huán)境和生態(tài)平衡，在各種生產(chǎn)活動中都應嚴禁污染水源在某一水庫 中，一艘年久失修的快艇在水面上違規(guī)快速行駛，速度為 8 m/s ，導致油箱突然破裂，柴油 迅速流入水中，從漏油開始到船員堵住漏油處共用 t1.5 min.測量時，漏出的油已在水面上形成寬約為 a100 m 的長方形厚油層已知快艇勻速運動，漏出油的體積 v1.4410 求：(1

10、)該厚油層的平均厚度 d；m ，(2)該厚油層的厚度 d 約為分子直徑 d 的多少倍？(已知油分子的直徑約為 10m)16.(10 分)很多轎車中設有安全氣囊以保障駕乘人員的安全轎車在發(fā)生一定強度的碰 撞時，利用氮化鈉(nan )爆炸產(chǎn)生氣體(假設都是 n )充入氣囊若氮氣充入后安全氣囊的容3 2積 v56 l，囊中氮氣的密度為 2.5 kg/m ，氮氣的摩爾質量 m0.028 kg/mol，阿伏加德 羅常數(shù) n 610 mol . 試估算：a(1) 囊中氮氣分子的總個數(shù)；(2) 囊中氮氣分子間平均距離 d.(結果保留一位有效數(shù)字)4參考答案與解析1 01 解析：選 c.分子的形狀非常復雜，為

11、了研究和學習方便，把分子簡化為球形， 實際上并不一定是球形，故 a 項錯誤不同分子的直徑一般不同，但數(shù)量級基本一致，為 1010m，故 b 項錯誤，c 項正確油膜法只是測定分子大小的一種方法，還有其他方法，如 掃描隧道顯微鏡觀察法等，故 d 項錯誤2 02 解析：選 ac.擴散現(xiàn)象是指相互接觸的物體彼此進入對方的現(xiàn)象，且溫度越 高，擴散進行得越快，擴散現(xiàn)象說明了分子在做無規(guī)則運動，且分子之間是有空隙的3 03 解析：選 d.題圖中記錄的是做布朗運動的微粒每段相等時間間隔內(nèi)的位置連 線b、c、d、e、f、g 等分別為粒子在 t30 s 、60 s 、90 s 、120 s、150 s、180 s

12、 時的位 置，但并不一定沿著折線 abcdefg 運動，所以正確選項只能是 d.4 04 解析：選 c.當兩個分子由相隔 10 倍直徑以上的距離逐漸壓縮到不能靠近的距 離，分子間的引力、斥力均增大，只不過斥力比引力增加得快，當分子間距離 rr 時，引0力和斥力相等，故 c 正確5 05 解析：選 abc.正是因為分子間有間隙，才使得水和酒精混合后，總體積減小， 才可以將物體壓縮，a 正確；水很難被壓縮，說明分子力表現(xiàn)為斥力，b 正確；由分子力與 分子間距離的關系可知 c 正確；彈簧的彈力是由于彈簧發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的，與分子力 是兩種不同性質的力，d 錯誤6 06 解析：選 abd.由分子動理

13、論可知 a、b 項正確分子間有相互作用的引力和 斥力，c 項錯誤分子動理論是在擴散現(xiàn)象、布朗運動等實驗基礎上提出的，d 項正確7 07 解析：選 c.做布朗運動的微粒肉眼看不到，也不會停下來，a 項錯誤；做布 朗運動的不是分子而是固體顆粒，布朗運動反映了分子在做永不停息的無規(guī)則運動，不能說 明分子體積很小，b 項錯誤；c 項屬于擴散現(xiàn)象，說明分子都在做無規(guī)則的熱運動，c 項正 確；高壓下的油會透過鋼壁滲出，這屬于物體在外力作用下的機械運動，不能說明分子是不 停運動著的，d 項錯誤8 08 解析：選 c.從 a 點到 c 點分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子間的作用力做正 功，速度增加；從 c 點到

14、 d 點分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子間的作用力做負功，速度減 小，所以在 c 點速度最大9 09 解析：選 bc.在光學顯微鏡下，只能看到懸浮的小炭粒，看不到水分子，故a 項錯誤；在顯微鏡下看到小炭粒不停地做無規(guī)則運動，這就是布朗運動，且看到的炭粒越小， 運動越明顯，故 b、c 項正確；d 項顯然是錯誤的10 10 解析：選 ab.由于液體和固體的分子間的空隙可以不計，所以摩爾質量 m 可 以看作 n 個分子質量的和，即 mn m v；摩爾體積 v 可以看作 n 個分子體積的和，a a 0 am即 vn v ，化簡可知 a、b 正確，c、d 錯誤a 0 5mm04 200443 410388

15、10811 11 解析：選 cd.鋸條彎到一定程度就會斷裂是因為斷裂處分子之間的距離大到 一定程度時，分子力不能發(fā)揮作用而斷裂；給自行車打氣時越打越費力，是因為胎內(nèi)氣體分 子多了以后氣體的壓強增大，而不是分子之間斥力起作用，故選項 a、b 錯誤，選項 c、d 正確12 12 解析：選 b.對于氣體，宏觀量 m、v 、 之間的關系仍適用，有 mv ，m mm m m v宏觀量與微觀量之間的質量關系也適用，有 n ，所以 m ，式正確；n ，a m n a m mav式正確由于氣體分子間有較大的距離， 求出的是一個氣體分子平均占有的空間，一na個氣體分子的體積遠遠小于該空間，所以式不正確而式是將式

16、代入式，并將式 代入得出的，也不正確故 b 對1313 解析：根據(jù)實驗步驟可知合理的順序為 ecbfad.一滴油酸酒精溶液中純油酸 v的體積為 0.05%，nsn10 m ，所以分子的直徑 dv 5v0.05% .ns nn答案：ecbfad5v0nn1414 解析：(1)在量筒中直接測量一滴油酸溶液體積誤差太大，應先用累積法測 出 n 滴溶液體積，再算出一滴的體積油酸在水面上形成的油膜形狀不易觀察，可在水 面上先撒上痱子粉，再滴油酸溶液，穩(wěn)定后就呈現(xiàn)出清晰輪廓(2)一滴油酸溶液中純油酸的體積v4.810 0.10% ml，v 4.810 10 10 由 d s 40106m1.21010m.答案：(1)在量筒中滴入 n 滴溶液，計算得出一滴溶液的體積 在水面上先撒上痱 子粉(2)1.2