高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 分子动理论的基本内容课后练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 分子动理论的基本内容课后练习题，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

eq \f( 基础巩固练,25分钟·满分60分 )
一、选择题(本题共9小题，每题5分，共45分)
1．固体和液体很难被压缩，其原因是( C )
A．分子已占据了整个空间，分子间没有空隙
B．分子间的空隙太小，分子间只有斥力
C．压缩时，分子斥力大于分子引力
D．分子都被固定在平衡位置不动
解析：固体和液体分子之间同时存在着引力和斥力，分子之间的空隙较小，被压缩后，分子之间的间距变小，分子之间表现为斥力且变大，所以很难被压缩。故只有C正确。
2．最近发现纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。已知1 nm(纳米)＝10－9 m，边长为1 nm的立方体可容纳的液态氢分子(其直径约为10－10 m)的个数最接近下面的哪一个数值( B )
A．102B．103
C．106 D．109
解析：纳米是长度的单位，1 nm＝10－9 m，即1 nm＝10×10－10 m，所以排列的分子个数接近于10个，可容纳103个，B项正确。
3．(2021·山东省日照市高二上学期期末)关于布朗运动，下列说法正确的是( C )
A．固体小颗粒的体积越大，布朗运动越明显
B．与固体小颗粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越显著
C．布朗运动的无规则性，反映了液体分子运动的无规则性
D．布朗运动就是液体分子的无规则运动
解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是因为液体分子无规则运动过程中撞击固体颗粒的不平衡性而造成的，故可反映液体分子的无规则运动，不能说成是液体分子的无规则运动；固体颗粒越小，同一时该撞击固体颗粒的分子数目就越少，不平衡性就越明显，布朗运动就越明显，故C正确，ABD错误。
4．清晨，草叶上的露珠(如图)是由空气中的水汽凝结成的水珠 ，这一物理过程中，水分子间的( D )
A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大
C．引力、斥力都减小 D．引力、斥力都增大
解析：本题解题的关键是明确水分子间距离的变化，再做出判断。水汽变成露珠分子间距离变小，根据分子动理论知，引力斥力都增大，所以D选项正确，A、B、C错。
5．放在房间一端的香水，打开瓶塞后，位于房间另一端的人将( C )
A．立即嗅到香味，因为分子热运动速率很大，穿过房间所需时间极短
B．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动的速率不大，穿过房间需要一段时间
C．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率虽然很大，但由于是无规则运动，且与空气分子不断碰撞，要嗅到香水味必须经过一段时间
D．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率不大，且必须有足够多的香水分子，才能引起嗅觉
解析：分子的运动是十分混乱的、无规则的。分子热运动速率虽然很大(约几百米每秒)，但无规则运动过程中与其他分子不断碰撞，使分子沿迂回曲折路线运动，要嗅到足够多的香水分子必须经过一段时间，因此选C。
6．(2021·北京市101中学高二下学期期中)如图所示，纵坐标表示两个分子间力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别是两分子间引力、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( B )
A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 m
B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 m
C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力
D．若两个分子间距离越来越大，则分子力一直做正功
解析：在F－r图像中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力。当分子间的距离小于r0时，当距离增大时，分子力做正功，当分子间距离大于r0时，当距离增大时分子力做负功，故ACD错误。
7．(多选)关于阿伏加德罗常数NA，下列说法正确的是( AD )
A．标准状况下，相同体积的任何气体所含的分子数目相同
B．2 g氢气所含原子数目为NA
C．常温常压下，11.2 L氮气所含的分子数目为eq \f(1,2)NA
D．17 g氨气所含电子数目为10NA
解析：标准状况下，相同体积的任何气体含有的分子数目相同，选项A正确；2 g H2所含原子数目为2NA，选项B错；在标准状态是指273.15 k一标准大气压，常温常压指25 ℃即298.15 k和一标准大气压，标准状态22.4 L是摩尔体积11.2 L中分数为eq \f(1,2)NA，但在常温常压下，11.2 L一定不是eq \f(1,2) NA，选项C错；17 g氨气即1 ml氨气，其所含电子数(7＋3)ml，即10 NA，选项D正确。
8．(多选)下列四种现象中，属于扩散现象的是( CD )
A．雨后的天空中悬浮着很多的小水滴
B．海绵吸水
C．在一杯开水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸
D．把一块煤贴在白墙上，几年后铲下煤后发现墙中有煤
解析：扩散现象是指两种不同的分子互相进入对方中的现象，它是分子无规则运动引起的。天空中的小水滴不是分子，小水滴也是由大量水分子组成的，这里小水滴悬浮于空气中并非分子运动所为，故选项A不符合题意；同样海绵吸水也不是分子运动的结果，海绵吸水是一种毛细现象，故选项B不符合题意；而整杯水变咸是盐分子进入到水分子之间所致，墙中有煤也是煤分子进入的结果，故选项C、D符合题意。
9．(多选)同学们一定都吃过味道鲜美的烤鸭，烤鸭的烤制过程没有添加任何调料，只是在烤制之前，把烤鸭放在腌制汤中腌制一定时间，盐就会进入肉里。则下列说法正确的是( AC )
A．如果让腌制汤温度升高，盐分子进入鸭肉的速度就会加快
B．烤鸭的腌制过程说明分子之间有引力，把盐分子吸进鸭肉里
C．在腌制汤中，有的盐分子进入鸭肉，有的盐分子从鸭肉里面出来
D．把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，将不会有盐分子进入鸭肉
解析：盐分子进入鸭肉是因为盐分子的扩散，温度越高扩散得越快，A正确；盐分子进入鸭肉是因为盐分子的无规则运动，并不是因为分子引力，B错误；盐分子永不停息地做无规则运动，有的进入鸭肉，有的离开鸭肉，C正确；冷冻后，仍然会有盐分子进入鸭肉，只不过速度慢一些，D错误。
二、非选择题(共15分)
10．(7分)下面两种关于布朗运动的说法都是错误的，试分析它们各错在哪里。
(1)大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，这就是布朗运动。
(2)一滴碳素墨水滴在清水中，过一会儿整杯水都黑了，这是碳分子做无规则运动的结果。
答案：(1)能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在10－6 m，这种微粒肉眼是看不到的，必须借助于显微镜。大风天看到的风沙尘土都是较大的颗粒，它们的运动不能称为布朗运动，另外它们的运动基本上属于在气流作用下的定向移动，而布朗运动是无规则运动。
(2)碳素墨水是由研磨得很细的炭粒散布在水溶液中构成的，把它滴入水中，由于炭粒并不溶于水，它仍以小炭粒的形式存在，这些小炭粒受水分子的撞击，要做布朗运动，并使得整杯水都黑了。布朗运动并不是固体分子的运动，因此说“这是碳分子做无规则运动的结果”是错误的。
11．(8分)有人曾经用这样一个装置来模拟分子间的相互作用，如图所示，一根弹簧，两端分别固定一个小球，用来表示两个分子，两个小球用一根橡皮筋相连，弹簧处于被压缩状态，橡皮筋处于被拉伸状态，弹簧对两球的弹力向外，表示分子间的斥力，橡皮筋对两球的弹力向里，表示分子间的引力，试分析这个模型是否能说明分子间的相互作用情况。
答案：这个模型只能模拟分子间的引力和斥力是同时存在的，但不能完全说明其作用细节。根据分子动理论，分子间的斥力和引力都随分子间距离的增大而减小，当把模型中的两个小球间距离稍增大一些，弹簧的压缩量减小，对两球向外的弹力减小，但这时橡皮筋的伸长量增大，对两球向里的弹力增大，这就跟分子间引力和斥力都随分子间距离增大而减小的事实相违背，因此说，这个模型不能完全反映分子间相互作用的情况。
eq \f( 能力提升练,15分钟·满分40分 )
一、选择题(本题共3小题，每题6分，共18分)
1．若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、ΔV分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式：
①NA＝eq \f(ρV,m) ②ρ＝eq \f(M,NAΔV) ③m＝eq \f(M,NA) ④ΔV＝eq \f(V,NA)
其中正确的是( B )
A．①和② B．①和③
C．③和④ D．①和④
解析：对于气体，宏观量M、V、ρ之间的关系式仍适用，有M＝ρV，宏观量与微观量之间的质量关系也适用，有NA＝eq \f(M,m)，所以m＝eq \f(M,NA)；③式正确；NA＝eq \f(M,m)＝eq \f(ρV,m)，①式正确；由于气体的分子间有较大的距离，eq \f(V,NA)求出的是一个气体分子平均占有的空间，一个气体分子的体积远远小于该空间，所以④式不正确，气体密度公式不适用于单个气体分子的计算，故②式也不正确。
2．甲分子固定于坐标原点O，乙分子从远处静止释放，在分子力作用下靠近甲，图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是( D )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
解析：a点和c点处分子间的作用力为零，乙分子的加速度为零。从a点到c点分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，速度增加，从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功。由于到d点分子的速度为零，因分子引力做的功与分子斥力做的功相等，即eq \(F,\s\up6(－))cd·Lcd＝eq \(F,\s\up6(－))ac·Lac，由图可知Lac＞Lcd所以Fd＞Fb。故分子在d点加速度最大。正确选项为D。
3．(多选)某人用原子级显微镜观察高真空度的空间，发现有一对分子A和B环绕一个共同“中心”旋转，如图所示，从而形成一个“类双星”体系，并且发现此“中心”离A分子较近，这两个分子间的距离用r表示。已知当r＝r0时两分子间的分子力为零。则在上述“类双星”体系中，A、B两分子间有( AC )
A．间距r＞r0B．间距rC．A的质量大于B的质量D．A的速率大于B的速率
解析：分子A和B环绕一个共同“中心”旋转，分子间引力提供向心力，故分子间距离r＞r0；又F＝mω2r，v＝ωr，而它们的ω相同且rA二、非选择题(共22分)
4．(12分)科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能。假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6 g的水分解为氢气和氧气。已和水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/ml，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 ml－1。试求：
(1)被分解的水中含有水分子的个数N。
(2)一个水分子的体积V。(结果均保留一位有效数字)
答案：(1)3×1016个 (2)3×10－29 m3
解析：(1)水分子数：N＝eq \f(mNA,M)＝eq \f(10－6×6.0×1023,18)个＝3×1016个。
(2)水的摩尔体积为：V0＝eq \f(M,ρ)，水分子体积：V＝eq \f(V0,NA)＝eq \f(M,ρNA)≈3×10－29 m3。
5．(10分)最近几年出现了许多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等。摩擦焊接是使焊件两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊接成一个整体了。试用所学知识分析摩擦焊接的原理。
答案：摩擦焊接是利用分子引力的作用。当焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力，就可以使两个接触面上的大多数分子之间的距离达到或接近r0，从而使两个接触面焊接在一起，靠分子力的作用使这两个焊件成为一个整体。利用分子力使物体结合在一起，要向分子间距方面考虑，拉伸和压缩物体，要优先考虑分子力。