物理第1节 分子动理论的基本观点课时作业
展开2021-2022学年鲁科版(2019)选择性必修第三册
1.1分子动理论的基本观点 课时练(解析版)
1.下列说法正确的是( )
A.布朗运动是固体小颗粒分子的无规则运动
B.颗粒越小,布朗运动越明显
C.已知铜的摩尔质量和铜分子的体积,可以计算出阿伏加德罗常数
D.已知1cm3铜的质量和铜分子的质量,可以计算出阿伏加德罗常数
2.两个分子间作用力的合力F与分子间距离r的关系如图所示,假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0,下列说法正确的是( )
A.在r由无限远到趋近于0的过程中,F先变小后变大
B.在r由无限远到趋近于0的过程中,F先做正功后做负功
C.在r由无限远到趋近于0的过程中,分子势能先增大后减小
D.在r = r0处分子势能为零
3.分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图中曲线所示,曲线与横轴交点为r1,曲线最低点对应横坐标为r2(取无限远处分子势能Ep= 0)。下列说法正确的是( )
A.分子间的引力和斥力都随着分子间距离r增大而增大
B.当r < r1时,分子势能和分子间作用力都随r减小而增大
C.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离减小而减小
D.当r1 < r < r2时,随着分子间距离r增大,分子力先做正功后做负功
4.关于布朗运动,下列说法中正确的是( )
A.布朗运动的剧烈程度与温度无关
B.悬浮颗粒质量越大布朗运动越剧烈
C.布朗运动是液体或者气体分子的无规则运动
D.布朗运动是悬浮在液体或者气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动
5.据研究发现,新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态颗粒在气体介质中做布朗运动。下列说法正确的是( )
A.气溶胶所做的运动是固态或液态颗粒分子的无规则的热运动
B.在气体介质中做布朗运动的固态或液态颗粒越小,环境温度越高,布朗运动越剧烈
C.空气中的飞扬的灰尘颗粒跟这些固态或液态颗粒一样,所做的运动也是布朗运动
D.当气温降到0℃时,这些固态或液态颗粒所做布朗运动就停止了
6.关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.分子间同时存在着引力和斥力
B.气体扩散的快慢与温度无关
C.分子势能总是随分子间距增大而增大
D.布朗运动是液体分子的无规则运动
7.下列说法中止确的是( )
A.扩散现象就是布朗运动
B.扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的升高而变得剧烈
C.布朗运动就是分子热运动
D.布朗运动是扩散现象的特例
8.一节地铁车厢长为22m;车辆高度为(最大处)3695mm;车体宽度为(最大处)2800mm;车厢地板距轨道高度为1100mm。已知:阿伏伽德罗常数为6.02×1023mol-1,标准状态下气体的摩尔体积为22.4L/mol。可以算出,这节车厢空载时厢内的空气中分子数约为( )
A.4×1024个 B.4×1027个 C.6×1024个 D.6×1027个
9.下列说法中正确的是( )
A.若两个分子只受到它们间的分子作用力,在两分子间距离增大的过程中,分子势能定增大
B.用表示阿伏伽德罗常数,表示铜的摩尔质量,表示铜的密度,那么一个铜原子所占空间的体积可表示为
C.布朗运动就是液体分子的运动
D.容器中的气体对器壁的压强是由气体分子间有排斥力而产生
10.如图所示为食盐晶体结构中钠离子和氯离子的空间分布的示意图,图中相邻离子的中心用线连起来了,组成了一个个大小相等的立方体。已知食盐的密度为,食盐的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数NA,食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离为( )
A. B.
C. D.
11.下列说法正确的是( )
A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于针受到了浮力
B.一定质量的理想气体,内能只与温度有关与体积无关
C.能量在转化和转移过程中,其总量保持不变,故节约能源没有必要
D.处于热平衡的两个系统温度一定相同
12.将分子a固定在x轴上的O点,另一分子b由无穷远处只在分子间作用力下沿x轴的负方向运动,分子b的分子势能随两分子间距离的变化规律如图所示。则下列说法正确的是( )
A.分子b由处向处运动的过程中分子力减小
B.分子b在处受到的分子力为零
C.分子b由无穷远处向处运动的过程中,加速度先增大后减小
D.分子b可能运动到的左侧
13.甲分子固定于坐标原点,乙分子位于x轴上,现把乙分子从A处由静止释放,规定无穷远处分子势能为0,A、B、C、D为x轴上的四个特殊位置,甲、乙两分子间作用的某物理量随分子间距x变化情况如图所示,下列说法正确的是( )
A.图线为分子间作用力F变化图像,从A到C过程中分子力先变小后变大
B.图线为分子间作用力F变化图像,从A到C过程中分子力先变大后变小
C.图线为乙分子势能Ep变化图像,乙分子到达B点时分子势能最小
D.乙分子从A到C的运动过程中一直加速
14.将分子a固定在x轴上的O点,另一分子b由无穷远处只在分子间作用力作用下沿x轴的负方向运动,其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是( )
A.分子b在处时的速度最大
B.分子b由处向处运动的过程中分子力减小
C.分子b由无穷远处向处运动的过程中,分子b的加速度一直增大
D.分子b在处受到的分子力为零
15.一分子固定在原点O处,另一分子可在x轴上移动,这两个分子间的分子引力和分子斥力大小随其间距x的变化规律如图所示,曲线ab与cd的交点为e,则( )
A.x>x0的情况下,x越大,分子力越小。
B.x<x0的情况下,x越小,分子力越大
C.x<x0的情况下,x越大,分子势能越大
D.x>x0的情况下,x越大,分子势能越大
16.某种气体的摩尔体积为22.4 L/mol,摩尔质量为18 g/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1,由以上数据可以估算出这种气体的( )
A.每个分子的质量 B.每个分子的体积
C.每个分子占据空间的体积 D.分子之间的平均距离
17.据研究表明:新型冠状病毒2019-nCoV主要依靠呼吸道飞沫传播。在空气中含病毒飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞。下列关于含病毒飞沫微粒运动的说法中正确的是( )
A.飞沫微粒的运动是布朗运动
B.飞沫微粒能长时间悬浮在空气中是因为空气浮力的作用
C.飞沫微粒越小,其运动越明显
D.环境温度越高,飞沫微粒的运动越明显
18.已知地球的半径为6.4×103km,水的摩尔质量为1.8×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1,设想将1kg水均匀地分布在地球表面,试估算1cm2的地球表面上分布的水分子数目约为多少?(结果保留一位有效数字)
19.水的密度,水的摩尔质量,阿伏伽德罗常数,求:(结果保留一位有效数字)
(1)一个水分子的直径;
(2)1cm3的水中含有水分子的个数。
20.“可燃冰”是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,因其外观像冰,遇火即燃,因此被称为“可燃冰”,已知1m3可燃冰可释放标准状况下的天然气164m3。标准状况下1mol气体的体积为22.4升,标准状况下天然气的密度为0.67k/m3。阿伏加德罗常数取。求:
①1cm3可燃冰所含甲烷分子数为多少?
②平均每个甲烷分子的质量为多少?(结果均保留两位有效数字)
21.体积为V的容器中充满了某种气体,已知气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为NA,则:
(1)气体分子的平均质量是多大:
(2)容器内含有的分子数为多少?
(3)若容器内的气体完全变为液体,液体分子的平均直径为d(球体模型),求这些气体完全变为液体后的体积。
参考答案
1.B
【详解】
A.布朗运动是悬浮在液体表面的固体小颗粒的无规则运动,不是小颗粒的分子运动,选项A错误;
B.颗粒越小,布朗运动越明显,选项B正确;
C.根据
则已知铜的摩尔质量和铜分子的体积,铜的密度未知,不可以计算出阿伏加德罗常数,选项C错误;
D.已知1cm3铜的质量和铜分子的质量,但是没有铜的摩尔质量,不可以计算出阿伏加德罗常数,选项D错误。
故选B。
2.B
【详解】
A.r0为分子间的平衡距离,根据分子间的作用力的合力F与分子间距离r的关系,可知在r由无限远到趋近于0的过程中,F先变大后变小再变大,故A错误;
BC.在r由无限远到趋近于0的过程中,在r > r0阶段,分子间作用力表现为引力,F做正功,分子势能由零减小,在r < r0阶段,分子力表现为斥力,F做负功,分子势能逐渐增加,故B正确,C错误;
D.在r= r0处,分子引力等于斥力,故分子力合力为零,分子势能最小,但不等于零,分子势能小于零,故D错误。
故选 B。
3.B
【详解】
A.分子间的引力和斥力都随着分子间距离r增大而减小,A错误;
B.当r < r1时,分子间作用力表现为斥力,随r减小而增大,由图可知,当r < r1时,分子势能随距离减小而增大,B正确;
C.当分子间作用力表现为斥力时,分子间距离减小,分子间作用力做负功,分子势能增大,C错误;
D.由图可知,当r1 < r < r2时,随着分子间距离r增大,分子势能减小,则分子间作用力一直在做正功,D错误。
故选B。
4.D
【详解】
CD.布朗运动是悬浮在液体或者气体中的微粒在液体分子或气体分子撞击下所做的永不停息的无规则运动,C错误,D正确;
A.温度越高,液体或气体分子运动的越剧烈,对固体颗粒撞击的力越大,也就是布朗运动的剧烈程度与温度有关,A错误;
B.悬浮颗粒质量越大越不容易被撞动,因此布朗运动越不剧烈,B错误。
故选D。
5.B
【详解】
A.气溶胶所做的运动是固态或液态颗粒的无规则运动,A错误;
B.在气体介质中做布朗运动的固态或液态颗粒越小,环境温度越高,布朗运动越剧烈,B正确;
D.理论上当气温降到绝对零度,即-273℃时,这些固态或液态颗粒所做布朗运动就停止了,但实际上该温度无法达到,故布朗运动不会停止,D错误;
C.空气中的飞扬的灰尘颗粒不是做布朗运动,当空气流动停止后,灰尘颗粒会落至地面停止运动,对比D的解析可知,C错误。
故选B。
6.A
【详解】
A.分子间同时存在着引力和斥力,对外表现的是引力和斥力的合力,A正确;
B.温度越高,分子运动的越剧烈,扩散的越快,因此气体扩散的快慢与温度有关,B错误;
C.当时,分子力表现为斥力,当分子间距离增大时,分子力做正功,分子势能减小;当时,分子力表现为引力,当分子间距离增大时,分子力做负功,分子势能增大,C错误;
D.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒在液体分子撞击下的无规则运动,D错误。
故选A。
7.B
【详解】
布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的体现;扩散运动是分子无规则运动,所以扩散运动不是布朗运动,布朗运动不是扩散运动的特例,扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的升高而变得剧烈。
故选B。
8.B
【详解】
这节车厢空载时厢内的空气中分子数约为
故选B。
9.B
【详解】
A.当时,分子力表现为斥力,在两分子间距离增大时,斥力做正功,分子势能减小;当时,分子力表现为引力,在两分子间距离增大时,引力做负功,分子势能增大,A错误;
B.用表示阿伏伽德罗常数,表示铜的摩尔质量,表示铜的密度,表示摩尔体积,那么一个铜原子所占空间的体积可表示为
B正确;
C.布朗运动就是固体颗粒在液体分子撞击下的无规则运动,C错误;
D.容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子频繁撞击容器壁产生的,气体分子间几乎不存在作用力,D错误。
故选B。
10.D
【详解】
1mol的氯化钠的体积为
由题可知1mol氯化钠的离子组成的立方体个数为2NA,所以每个小立方体体积为
每个小立方体的边长为
则相邻的钠离子中心间的距离为
故选D。
11.BD
【详解】
A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于针受到表面张力的作用,选项A错误;
B.一定质量的理想气体的分子势能可以忽略不计,只包含分子动能,其内能只与温度有关,与体积无关,选项B正确;
C.能量在转化和转移过程中,其总量保持不变,但是能够直接利用的能源越来越少,则必须要节约能源,选项C错误;
D.处于热平衡的两个系统温度一定相同,选项D正确。
故选BD。
12.BC
【详解】
在图像中,斜率表示力的大小。
A.分子b由处向处运动的过程中,斜率逐渐增大,分子力逐渐增大,A错误;
B.分子b在处,斜率为零,因此受到的分子力为零,B正确;
C.在无穷远处时,分子力为零,而当处时,分子力为零,而中间不为零,因此分子力先增大后减小,故加速度先增大后减小,C正确;
D.当分子b运动到处时,速度减小到零,不可能再靠近,D错误。
故选BC。
13.BC
【详解】
AB.图线为分子间作用力F变化图像,则从A到C过程中分子力表现为引力,先变大后变小,在C点时分子力为零,选项A错误,B正确;
C.图线为乙分子势能Ep变化图像,乙分子到达B点时分子势能最小,选项C正确;
D.若图线为分子间作用力F变化图像,则乙分子从A到C的运动过程中分子力一直为引力,则乙分子一直加速;若图线为乙分子势能Ep变化图像,则在B点时分子力为零,乙分子从A到C的运动过程中,先是引力后斥力,则乙分子先加速后减速,选项D错误。
故选BC。
14.AD
【详解】
A.分子b在处分子势能最小,由能量守恒可知,动能最大,即速度最大,A正确;
BD.由
可知,图线的斜率表示分子力大小,故分子b由处向处运动的过程中分子力增大,在处图线切线水平,受到的分子力为零,B错误,D正确;
C.分子b由无穷远处向处运动的过程中,受到的分子力先增大后减小,根据牛顿第二定律可知,分子的加速度也是先增大后减小,C错误。
故选AD。
15.BD
【详解】
A.x>x0的情况下,分子力表现为引力,x从x0开始逐渐增大,分子力先增大后减小。故A错误;
B.x<x0的情况下,分子斥力比分子引力变化得快,分子力表现为斥力,x越小,分子力越大。故B正确;
C.x<x0的情况下,x越大,分子力做的正功越多,分子势能越小。故C错误;
D.x>x0的情况下,x越大,分子力做的负功越多,分子势能越大。故D正确。
故选BD。
16.ACD
【详解】
设每个分子的质量为m,则
故A正确;
B C.设每个分子占据空间的体积为v,则
故B错误,C正确;
D.设分子之间的平均距离为d,则
故D正确;
故选ACD。
17.ACD
【详解】
A.布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动,所以飞沫微粒的运动是布朗运动,故A正确;
B.飞沫微粒能长时间悬浮在空气中是因为在空气中做布朗运动,故B错误;
C.飞沫微粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子越少,撞击作用的不平衡性就表现的越明显,因而其运动越明显,故C正确;
D.环境温度越高,飞沫微粒的运动越明显,故D正确。
故选ACD。
18.7×106个
【详解】
地球半径,表面积
水的水分子数
则面积
的地面上分布的水分子数为
(个)
19.(1);(2)个
【详解】
(1)水的摩尔体积为
设水分子是一个挨一个紧密排列的,则一个水分子的体积
将水分子视为球形,则
联立解得
(2)的水的物质的量为
其中含有的分子个数为
个
20.①个;②
【详解】
①1m3可燃冰可释放164m3的天然气,标准状况下1mol气体的体积为,甲烷物质的量为
则1m3可燃冰所含甲烷分子数为
个
1cm3可燃冰所含甲烷分子数为个。
②平均每个甲烷分子的质量为
21.(1);(2);(3)
【详解】
(1)气体分子的平均质量为
(2)分子数为
(3)每个液体分子的体积
液体分子的体积
所以
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