2021高考物理大一轮复习题组层级快练：第十三单元 选修3-3 作业54 Word版含答案

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1．(2015·课标全国Ⅱ)关于扩散现象，下列说法正确的是( )
A．温度越高，扩散进行得越快
B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
答案 ACD
解析 根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故选项A正确；扩散现象不是化学反应，故选项B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故选项C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故选项D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故选项E错误．
2．(2015·山东)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是( )
A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动
C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速
D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
答案 BC
解析 墨滴入水，最后混合均匀，混合均匀主要是水分子做无规则的热运动，使碳粒做布朗运动，；碳粒越小，布朗运动越明显，混合均匀的过程进行得越迅速，选项B、C正确．
3．(2016·保定)我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害．矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中正确的是( )
A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当
B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C．PM2.5的运动轨迹只是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡决定的
D．倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度
E．PM2.5必然有内能
答案 DE
解析 PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，选项A错误；PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，选项B错误；PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，选项C错误；倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度，PM2.5必然有内能，选项D、E正确．
4.(2014·福建)如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是(填选项前的字母)( )
A．曲线① B．曲线②
C．曲线③ D．曲线④
答案 D
解析 速率较大或较小的分子占少数，接近平均速率的分子占多数，分子速率不可能为0，也不可能为无穷大，因此只有曲线④符合要求．
5．(2016·台州模拟)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，如图所示，下列判断正确的是( )
A．图中的折线就是粉笔末的运动轨迹
B．图中的折线就是水分子的运动轨迹
C．从整体上看粉笔末的运动是无规则的
D．图中折线表明水分子在短时间内运动是有规则的
答案 C
解析 粉笔末在水分子的无规则碰撞作用下做布朗运动，图中是每隔一定时间记录粉笔末的位置，而不是记录其运动轨迹，粉笔末的运动轨迹是不可能通过这类实验记录下来的，正确的答案只有C项．
6．(2016·宝鸡模拟)以下说法正确的是( )
A．温度低的物体内能一定小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大
D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加
答案 CD
解析 因为内能的大小与物体的温度、质量和体积都有关，如一杯热水的内能肯定会小于一座冰山，温度低的物体内能不一定小，故选项A错误；温度是分子平均动能的标志，温度低的物体分子运动的平均动能一定小，但温度低的物体内分子运动的平均速率不一定比温度高的物体内分子运动的平均速率小，这是因为温度低的物体分子可能质量较小，其平均速率反而更大，故选项B错误；温度越高，分子热运动的平均动能越大，分子的平均速率增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的运动速率是非常小，故选项C正确；外界对物体做功时，若同时放热，由热力学第一定律知物体的内能不一定增加，故选项D正确．
7．(2016·上海模拟)下列有关分子动理论的各种说法，正确的是( )
A．温度低的物体内能小
B．温度低的物体，其分子运动的平均动能也必然小
C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大
D．0 ℃的铁和0 ℃的冰，它们的分子平均动能可能不相同
答案 B
解析 温度是分子平均动能的标志，温度低只能说明分子平均动能小，不能说明分子势能小，而内能包括分子动能和分子势能，故选项A错误；温度低的物体，分子平均动能一定小，故选项B正确；温度是分子平均动能的标志，与物体是否运动无关，故选项C错误；温度是分子平均动能的唯一标志，温度相同说明分子平均动能相同，0 ℃的铁和0 ℃的冰，它们的分子平均动能相同，故选项D错误．
8．(2016·唐山摸底)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．外界对物体做功，物体内能一定增加
C．温度越高，布朗运动越显著
D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小
E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
答案 ACE
解析 温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若物体散热，物体内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E项正确．
9．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是( )
A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功
C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小
E．分子势能和动能之和不变
答案 BCE
解析 分子力应先增大，后减小，再增大，所以选项A错误；分子力先为引力，做正功，再为斥力，做负功，选项B正确；根据动能定理可知分子动能先增大后减小，分子势能先减小后增大，分子动能和分子势能之和保持不变，所以选项C、E正确，选项D错误．
10．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是( )
答案 B
解析 当r＝r0时，分子间作用力f＝0，分子势能Ep最小，排除选项A、C、D，故选B.
11．若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的有( )
A．NA＝eq \f(ρV,m0) B．ρ＝eq \f(μ,NAV0)
C．ρ答案 ACD
解析 由于μ＝ρV，则NA＝eq \f(μ,m0)＝eq \f(ρV,m0)，变形得m0＝eq \f(μ,NA)，故选项A、D正确；由于分子之间有空隙，所以NAV012．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为 kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/ml)，阿伏加德罗常数为NA.已知1克拉＝0.2克，则( )
A．a克拉钻石所含有的分子数为eq \f(0.2×10－3aNA,M)
B．a克拉钻石所含有的分子数为eq \f(aNA,M)
C．每个钻石分子直径的表达式为eq \r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(单位为m)
D．每个钻石分子直径的表达式为eq \r(\f(6M,NAρπ))(单位为m)
答案 C
解析 a克拉钻石物质的量为n＝eq \f(0.2a,M)，所含分子数为N＝nNA＝eq \f(0.2aNA,M)，钻石的摩尔体积为V＝eq \f(M×10－3,ρ)(单位为m3/ml)，每个钻石分子体积为V0＝eq \f(V,NA)＝eq \f(M×10－3,NAρ)，设钻石分子直径为d，则V0＝eq \f(4,3)πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,2)))eq \s\up12(3)，联立解得d＝eq \r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(单位为m)．
13．(2016·崇明质检)由于两个分子间的距离发生变化而使得分子势能变小，则可以判定在这一过程中( )
A．分子间的相互作用力一定做了功
B．两分子间的相互作用力一定增大
C．两分子间的距离一定变大
D．两分子间的相互作用力一定是引力
答案 A
解析 分子间分子势能与距离的关系如图所示，分子间距变化分子力一定做功，选项A正确；若分子间距大于平衡间距，分子间距变小，分子力可能增加，也可能减小，选项B错误；从图可以看出，分子势能变小，分子间距可能增加，也可能减小，选项C错误；若分子间距小于平衡间距，分子间距变大，分子力减小，表现为斥力，选项D错误．
14.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是( )
A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大
B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0
C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态
D．乙分子的运动范围为x≥x1
答案 BD
解析 分子处于r0位置时所受分子合力为零，加速度为零，此时分子势能最小，分子的动能最大，总能量保持不变．由图可知x2位置即是r0位置，此时加速度为零，选项A错误；x＝x2位置，势能为－E0，因总能量为零则动能为E0，选项B正确；在Q点，Ep＝0但分子力不为零，分子并非处于平衡状态，选项C错误；在乙分子沿x轴向甲分子靠近的过程中，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，即分子的速度先增大后减小，到Q点分子的速度刚好减为零，此时由于分子斥力作用，乙分子再远离甲分子返回，即乙分子运动的范围为x≥x1，选项D正确．
二、非选择题
15．(2016·连云港摸底)测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法．
(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图(甲)所示．坐标格的正方形大小为2 cm×2 cm.由图可以估算出油膜的面积是________ cm2，由此估算出油酸分子的直径是________m(保留一位有效数字)．
(2)如图(乙)是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8 m的圆周而组成的．由此可以估算出铁原子的直径约为________ m(结果保留两位有效数字)．
答案 (1)256 8×10－10 (2)9.4×10－10
解析 (1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积S＝格数×2 cm×2 cm＝256 cm2.溶液浓度为eq \f(1,1 000)，每滴溶液体积为eq \f(1,100) mL，2滴溶液中所含油酸体积为V＝2×10－5 cm3.油膜厚度即油酸分子的直径是d＝eq \f(V,S)≈8×10－10 m.
(2)直径为1.43×10－8 m的圆周周长为D＝πd＝4.5×10－8 m，可以估算出铁原子的直径约为d′＝eq \f(4.5×10－8,48) m＝9.4×10－10 m.