高中物理一、分子及其热运动习题

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一、分子及其热运动





1.关于分子,下列说法中正确的是( )


A.分子看作球体是对分子的简化模型,实际上,分子的形状并不真的都是球体


B.不同分子的直径一般不同,但数量级一定相同,均为10-10 m


C.在计算分子间距时,固体、液体、气体分子均可看作一个挨一个紧密排列,且均可视为球体模型


D.对于固体、液体,可较易估算出其分子间距或分子直径,但对于气体,一般不能估算出分子直径,只能估算分子间距


解析:实际上,分子的结构非常复杂,它的形状并不真的都是小球,分子直径不可能都相同,除一些有机大分子外,一般分子直径的数量级为10-10 m。在计算分子直径时,由于固体、液体分子间距较小,可认为分子是一个挨一个紧密排列的,分子可看作球体或正方体,分子间距即为分子直径大小。但对于气体,由于分子间距比其分子大得多,不能认为一个挨一个紧密排列,一般只能估算分子间距,不能估算其直径,且估算分子间距时,气体分子所占据的空间应看作立方体。


答案:AD


2.分子做永不停息的运动是建立在以下哪些实验或事实基础上的( )


A.扩散现象


B.布朗运动


C.液体或气体的对流


D.酒精和水混合后的体积小于原体积之和


解析:扩散现象和布朗运动从不同角度验证了分子做永不停息的无规则运动。而对流是液体或气体在重力作用下的运动,酒精和水混合后的体积小于原体积之和说明分子间有间隙,两者都不能说明分子的热运动性质。


答案:AB


3.墨汁的小炭粒在水中做布朗运动的现象说明( )


A.小炭粒的分子在做剧烈的热运动


B.水分子在做剧烈的热运动


C.水分子之间是有空隙的


D.水分子之间有作用力


解析:布朗运动是液体分子做无规则运动撞击颗粒的结果,所以小炭粒在水中做布朗运动并不能说明小炭粒的分子在做剧烈的运动,而只是间接说明水分子在做剧烈的运动,故选项A错误,选项B正确;布朗运动能说明水分子间有间隙,不能说明分子间有作用力,故选项C对,D错。


答案:BC


4.若已知阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量和摩尔体积,可以算出( )


A.固态物质的分子质量和大小


B.液态物质的分子质量和大小


C.气态物质的分子质量和大小


D.气态物质的分子质量


解析:因为固体、液体分子的间隙忽略不计,即认为分子是紧挨在一起的,所以V0=,可得一个分子的体积,再由V0=)3可得分子直径,由m=可得分子质量。而对于气体,V0=为一个气体分子占有的立方体空间体积,不是一个气体分子体积,而m=为一个气体分子的质量,所以C错误,ABD正确。


答案:ABD


5.用油膜法测分子大小时,要满足的理想化条件是( )


A.把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜


B.把形成单分子油膜的分子看成紧密排列的球形分子


C.将油膜视为单分子油膜,但需考虑分子间隙


D.将单分子视为立方体模型


解析:根据用油膜法估测分子的大小的实验可知,将体积为V的油膜液滴滴在水面上,形成面积为S的油膜,由此可以估算出油酸分子的直径为d=,这显然是将油膜视为单分子层,将油酸分子视为球形且认为分子是紧密排列的。公式d=中,并没有将分子间隙所占体积除外。所以,本题的正确选项应为A、B。


答案:AB


6.关于物体中的分子数目,下列说法中正确的是( )


A.质量相等的物体含有相同的分子数


B.体积相同的物体含有相同的分子数


C.物质的量相同的物体含有相同的分子数


D.体积相同的气体含有相同的分子数


解析:1摩尔任何物质所含有的分子数相同,所以物质的量相同的物体含有的分子数一定相同。


答案:C


7.关于布朗运动、扩散现象和对流,下列说法中正确的是( )


A.布朗运动是固体微粒的运动,反映了液体(或气体)分子的无规则运动


B.布朗运动、扩散现象和对流都需要在重力的作用下才能进行


C.布朗运动和扩散现象在没有重力作用的情况下也能进行


D.对流在完全失重情况下不能发生


解析:扩散现象是物质分子的迁移,而布朗运动是液体(或气体)分子对小颗粒的撞击不平衡,导致小颗粒无规则运动的现象,由此可见扩散现象和布朗运动不需要附加条件,而对流则需要在有重力作用的条件下才能进行,通过以上分析可知A、C、D正确。


答案:ACD


8.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL,用注射器测得1 mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形格的边长为1 cm。





(1)实验中为什么要让油膜尽可能散开?


(2)实验测出油酸分子的直径是多少?(结果保留两位有效数字)


(3)如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S,这种油的密度为ρ,摩尔质量为M,试写出阿伏加德罗常数的表达式。


解析:(1)为使油酸在水面上形成单分子油膜。


(2)由题图可知油膜覆盖方格数约为114个,设油酸分子的直径为d,则有×10-6=114×1×10-4d,


解得d≈6.6×10-10 m。


(3)设阿伏加德罗常数为NA,


每个分子的体积V0=π()3,


由NAρV0=M,解得NA=。


答案:(1)为使油酸在水面上形成单分子油膜。


(2)6.6×10-10 m


(3)NA=


9.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)布朗运动是由于液体分子对固体微粒的撞击引起的,固体微粒的体积越大,液体分子对它的撞击越多,布朗运动就越显著。


答案:(1)能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小的,一般数量级是10-6 m,这种微粒肉眼是看不到的,必须借助于显微镜。大风天看到的灰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)布朗运动的确是由于液体(或气体)分子对固体微粒的撞击引起的,但只有在固体微粒很小、各个方向的液体分子对它的碰撞不均匀时才引起它做布朗运动。因此正确的说法是:固体微粒体积越小,布朗运动越显著,如果固体微粒过大,液体分子对它的碰撞在各个方向上是均匀的,就不会做布朗运动了。