新教材高中物理選擇性課時(shí)作業(yè)1分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)

課時(shí)分層作業(yè)(一)分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)(建議用時(shí)：25分鐘)◎考點(diǎn)一物體由大量分子組成1．(多選)若以V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質(zhì)量，M0表示一個(gè)水分子的質(zhì)量，V0表示一個(gè)水分子的體積，NA表示阿伏伽德羅常數(shù)，則下列關(guān)系式正確的是()A．NA＝eq\f(ρV,M0) B．V0＝eq\f(V,NA)C．M0＝eq\f(M,NA) D．ρ＝eq\f(M,NAV0)AC[ρV是水的摩爾質(zhì)量，則阿伏伽德羅常數(shù)可表示為NA＝eq\f(ρV,M0)，選項(xiàng)A正確；eq\f(V,NA)表示一個(gè)水分子運(yùn)動(dòng)占據(jù)的空間，不等于一個(gè)水分子的體積，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；一個(gè)水分子的質(zhì)量為M0＝eq\f(M,NA)，選項(xiàng)C正確；eq\f(M,NAV0)表示水的密度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]2．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，空氣的摩爾質(zhì)量是M＝2.9×10－2kg/mol，則空氣中氣體分子的平均質(zhì)量是多少？成年人做一次深呼吸約吸入4.5cm3的空氣，則做一次深呼吸吸入空氣的質(zhì)量是多少？所吸入的分子個(gè)數(shù)大約是多少？已知阿伏伽德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的摩爾體積為22.4L/mol．(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)值)[解析]空氣中氣體分子的平均質(zhì)量：m＝eq\f(M,NA)＝eq\f(29×10－3,6.02×1023)kg＝4.8×10－26kg，做一次深呼吸吸入空氣的質(zhì)量：m′＝eq\f(V′,V)M＝eq\f(4.5×10－6,22.4×10－3)×29×10－3kg＝5.8×10－6kg，做一次深呼吸所吸入的分子個(gè)數(shù)：n＝eq\f(V′,V)NA＝eq\f(4.5×10－6,22.4×10－3)×6.02×1023個(gè)＝1.2×1020個(gè)．[答案]4.8×10－26kg5.8×10－6kg1.2×1020個(gè)◎考點(diǎn)二分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)3．(多選)如圖所示為懸浮在水中的一個(gè)花粉顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)的情況，從A點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)，每隔30s記下一個(gè)位置，依次記為B、C、D、E、F，則()A．圖中的折線不是花粉的運(yùn)動(dòng)軌跡B．2min內(nèi)此花粉的位移大小是AEC．第15s時(shí)，此花粉應(yīng)在AB的中點(diǎn)D．第15s時(shí)，此花粉可能在AB的中點(diǎn)ABD[題圖中折線是每隔30s花粉顆粒所在位置的連線，并不是花粉顆粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡，A項(xiàng)對(duì)，2min內(nèi)此花粉的位移大小應(yīng)是AE，B項(xiàng)對(duì)；除了每隔30s記下的位置，其他任一時(shí)刻的位置都不能確定，C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)對(duì)．]4．(多選)近期我國(guó)多個(gè)城市的PM2.5數(shù)值突破警戒線，受影響最嚴(yán)重的是京津冀地區(qū)，霧霾籠罩，大氣污染嚴(yán)重．PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后對(duì)人體形成危害．礦物燃料燃燒的排放是形成PM2.5的主要原因．下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中正確的是()A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)相等B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)C．溫度越高，PM2.5活動(dòng)越劇烈D．倡導(dǎo)低碳生活減少煤和石油等燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度CD[氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)在10－10m左右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；PM2.5在空氣中受到浮力作用而漂浮，故它的運(yùn)動(dòng)不屬于布朗運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度越高PM2.5活動(dòng)越劇烈，選項(xiàng)C正確；倡導(dǎo)低碳生活減少煤和石油等燃料的使用能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，選項(xiàng)D正確．]◎考點(diǎn)三分子間存在著相互作用力5．(多選)如圖所示，縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間引力和斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是()A．a(chǎn)b為引力曲線，cd為斥力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10－10mB．a(chǎn)b為斥力曲線，cd為引力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10－10mC．若兩個(gè)分子間距離小于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，則分子間作用力表現(xiàn)為斥力D．若兩個(gè)分子間距離小于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)時(shí)，分子力隨兩個(gè)分子間距離增大而增大AC[在F≠r圖像中，隨著分子間距離的增大，斥力比引力變化的快，所以ab為引力曲線，cd為斥力曲線，當(dāng)分子間的距離等于分子直徑數(shù)量級(jí)10－10m時(shí)，引力等于斥力，A正確，B錯(cuò)誤；若兩個(gè)分子間距離小于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，則分子間作用力表現(xiàn)為斥力，C正確；若兩個(gè)分子間距離小于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)時(shí)，隨著兩個(gè)分子間距離越來(lái)越大，分子力越來(lái)越小，D錯(cuò)誤．]6．(多選)如圖所示，把一塊干凈的玻璃板吊在測(cè)力計(jì)的下端，使玻璃板水平地接觸水面，用手緩慢豎直向上拉測(cè)力計(jì)，則玻璃板在拉離水面的過(guò)程中()A．測(cè)力計(jì)示數(shù)始終等于玻璃板的重力B．測(cè)力計(jì)示數(shù)會(huì)出現(xiàn)大于玻璃板重力的情況C．因?yàn)椴ＡО迳媳砻媸艿酱髿鈮毫?，所以拉力大于玻璃板的重力D．因?yàn)槔饡r(shí)還需要克服水分子間的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力BD[分子間距離大于平衡位置而小于10倍r時(shí)，分子間表現(xiàn)為引力，玻璃板被拉起時(shí)，要受到水分子間的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，與大氣壓無(wú)關(guān)，所以選B、D．]◎考點(diǎn)四物體的內(nèi)能7．(多選)關(guān)于分子勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是(設(shè)兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零)()A．體積增大，分子勢(shì)能增大，體積縮小，分子勢(shì)能減小B．當(dāng)分子間距離r＝r0時(shí)，分子間合力為零，所以分子勢(shì)能最小C．當(dāng)分子間作用力為引力時(shí)，體積越大，分子勢(shì)能越大D．當(dāng)分子間作用力為斥力時(shí)，體積越大，分子勢(shì)能越大BC[設(shè)想兩個(gè)分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)(r>10－9m)時(shí)分子間勢(shì)能為零，當(dāng)兩個(gè)分子越來(lái)越近時(shí)，分子間引力做正功，分子勢(shì)能減小，當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能減小到最小，為負(fù)值，故B正確；分子力為引力時(shí)，體積越大，分子間距越大，分子間引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，故C正確；分子力為斥力時(shí)，體積越大，分子間距越大，分子間斥力做正功，分子勢(shì)能減小，故A、D錯(cuò)誤．]8．(多選)如圖所示，甲分子固定于坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子從a點(diǎn)處由靜止釋放，在分子力的作用下靠近甲．圖中b點(diǎn)合外力表現(xiàn)為引力，且為數(shù)值最大處，d點(diǎn)是分子靠得最近處．若兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，則下列說(shuō)法正確的是()A．乙分子在a點(diǎn)的勢(shì)能等于它在d點(diǎn)的勢(shì)能B．乙分子在b點(diǎn)勢(shì)能最小C．乙分子在c點(diǎn)動(dòng)能最大D．乙分子在c點(diǎn)的勢(shì)能等于零AC[根據(jù)題意，乙分子在a、d兩點(diǎn)的動(dòng)能為零，乙分子從a到d，只有分子力做功，分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變，所以乙分子在a、d兩點(diǎn)勢(shì)能相等，A正確；從a到c，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做正功，分子動(dòng)能增大，分子勢(shì)能減小，從c到d，分子力做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，分子勢(shì)能增大．所以乙分子在c點(diǎn)勢(shì)能最小，但不等于零，在c點(diǎn)動(dòng)能最大，B、D錯(cuò)誤，C正確．]9．(多選)質(zhì)量是18g的水，18g的水蒸氣，32g的氧氣，在它們的溫度是100℃時(shí)()A．它們的分子數(shù)目相同，分子的平均動(dòng)能相同B．它們的分子數(shù)目相同，分子的平均動(dòng)能不相同，氧氣的分子平均動(dòng)能大C．它們的分子數(shù)目相同，它們的內(nèi)能不相同，水蒸氣的內(nèi)能比水的大D．它們的分子數(shù)目不相同，分子的平均動(dòng)能相同AC[18g的水，18g的水蒸氣，32g的氧氣，它們物質(zhì)的量都是1mol，因此它們的分子數(shù)是相同的，故D錯(cuò)；溫度是分子平均動(dòng)能的唯一標(biāo)志，故三者分子的平均動(dòng)能相同，故B錯(cuò)，A對(duì)；盡管三種物質(zhì)的分子數(shù)和分子的平均動(dòng)能都相等，但是分子的勢(shì)能關(guān)系不確定，因此它們的內(nèi)能不相同，水變成水蒸氣，體積變大，分子間的距離變大，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做負(fù)功，分子間的勢(shì)能增加，故水蒸氣的內(nèi)能比水的大，故C對(duì)．](建議用時(shí)：15分鐘)10．關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A．相鄰的兩個(gè)分子之間的距離減小時(shí)，分子間的引力變小，斥力變大B．給自行車(chē)打氣時(shí)，氣筒壓下后反彈是由分子斥力造成的C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大D．當(dāng)分子間的距離為r0時(shí)合力為0，此時(shí)，分子勢(shì)能最大C[相鄰的兩個(gè)分子之間的距離減小時(shí)，分子間的引力和斥力都增大，斥力增大得更快，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；用氣筒給自行車(chē)打氣，越打越費(fèi)勁，是由于輪胎的內(nèi)外的壓強(qiáng)差越來(lái)越大，與分子斥力無(wú)關(guān)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，隨分子間距離的增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能越來(lái)越大，故C項(xiàng)正確；從分子間的距離為r0增大分子間距離，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能越來(lái)越大．所以分子間的距離為r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．]11．(多選)圖中甲、乙兩圖分別表示兩個(gè)分子之間分子力和分子勢(shì)能隨分子間距離變化的圖像．由圖像判斷以下說(shuō)法正確的是()甲乙A．當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子力和分子勢(shì)能均最小且為零B．當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子力隨分子間距離的增大而增大C．當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大D．當(dāng)分子間距離r<r0時(shí)，若分子間距離逐漸減小，分子力和分子勢(shì)能都逐漸增大CD[由圖可以知道，當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子力和分子勢(shì)能均最小，但分子勢(shì)能不一定為零，要看零勢(shì)能面的選取，故A錯(cuò)誤；由圖可以知道，當(dāng)分子間距離r＞r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離的增大先增大后減小，故B錯(cuò)誤；由圖可以知道，當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增加，故C正確；由圖可以知道，當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子力和分子勢(shì)能均最小，分子間距離逐漸減小，分子力和分子勢(shì)能都逐漸增加，故D正確．]12．(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)系原點(diǎn)O，只在兩分子間的作用力下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離x的變化關(guān)系如圖中曲線所示，設(shè)分子間所具有的總能量為0，則()A．乙分子在Q點(diǎn)(x＝x1)時(shí)處于平衡狀態(tài)B．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)動(dòng)能最大C．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)加速度為零D．乙分子在Q點(diǎn)(x＝x1)時(shí)分子勢(shì)能最小BC[由圖看出，乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子位于平衡位置，分子力為零，則加速度為零，故C正確，A、D錯(cuò)誤；乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，分子勢(shì)能最小，由能量守恒定律則知，分子的動(dòng)能最大．故B正確．]13．很多轎車(chē)為了改善夜間行駛時(shí)的照明問(wèn)題，在車(chē)燈的設(shè)計(jì)上選擇了氙氣燈，因?yàn)殡瘹鉄魺艄獾牧炼仁瞧胀魺艄饬炼鹊?倍，但是耗電量?jī)H是普通燈的一半，氙氣燈使用壽命則是普通燈的5倍，很多車(chē)主會(huì)選擇含有氙氣燈的汽車(chē)，若氙氣充入燈頭后的容積V＝1.6L，氙氣密度ρ＝6.0kg/m3．已知氙氣摩爾質(zhì)量M＝0.131kg/mol，阿伏伽德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1．試估算：(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)(1)燈頭中氙氣分子的總個(gè)數(shù)N；(2)燈頭中氙氣分子間的平均距離．