01-第一章分子動(dòng)理論

第一章分子動(dòng)理論一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.下列關(guān)于分子動(dòng)理論說(shuō)法正確的是()A.懸浮在水中的炭粒在做布朗運(yùn)動(dòng),其間接反映了水分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子勢(shì)能隨著分子間距離增大而增大C.溫度升高時(shí),物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大,所以分子的平均動(dòng)能增大D.給車胎打氣,越壓越吃力,是由于分子間存在斥力2.如圖是某一微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的位置連線圖。若t=0時(shí)刻它在O點(diǎn),然后每隔5s記錄一次微粒位置(依次為a、b、c、d、e、f),最后將各位置按順序連接而得到此圖。下述分析中正確的是()A.線段ab是微粒在第6s初至第10s末的運(yùn)動(dòng)軌跡B.t=12.5s時(shí)刻,微粒應(yīng)該在bc線上C.線段Oa的長(zhǎng)度等于微粒前5s內(nèi)的路程D.雖然t=30s時(shí)微粒在f點(diǎn),但它不一定是沿ef方向到達(dá)f點(diǎn)的3.如圖,用溫度計(jì)測(cè)量質(zhì)量已知的甲、乙、丙三杯水的溫度,根據(jù)測(cè)量結(jié)果可以知道()A.甲杯中水的內(nèi)能最大B.甲、乙杯中水的內(nèi)能一樣大C.丙杯中水分子的平均動(dòng)能最大D.甲杯中水分子的平均動(dòng)能小于乙杯中水分子的平均動(dòng)能4.設(shè)某種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為μ,分子間平均距離為d,已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該物質(zhì)的密度ρ可表示為()A.ρ=6μπd3NA5.如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng),兩分子的分子勢(shì)能Ep隨兩分子間距離變化的情況如圖中曲線所示,圖中分子勢(shì)能的最小值為E0?，F(xiàn)不使用外力干擾乙分子的運(yùn)動(dòng),乙分子仍沿x軸運(yùn)動(dòng),若兩分子所具有的總能量為0,則下列說(shuō)法中正確的是()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),加速度最大C.乙分子在Q點(diǎn)(x=x1)時(shí),其動(dòng)能為E0D.乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x16.一艘油輪裝載著密度為900kg/m3的原油在海上航行,由于某種事故而使原油發(fā)生部分泄漏,設(shè)共泄漏9t,則泄漏的原油在海面上能覆蓋的最大面積約為()A.1011m2B.1012m2C.108m2D.1010m27.如圖所示為食鹽晶體結(jié)構(gòu)中鈉離子和氯離子的空間分布的示意圖,圖中相鄰離子的中心用線連接起來(lái)了,組成了一個(gè)個(gè)大小相等的立方體。已知食鹽的密度為ρ,食鹽的摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,食鹽晶體中兩個(gè)最近的鈉離子中心間的距離為()A.2·3MNAρC.2·3M2NA8.在分子動(dòng)理論中,將氣體分子抽象為無(wú)引力的彈性質(zhì)點(diǎn)?，F(xiàn)有一束氣體分子射向一個(gè)靜止的光滑平壁,假定分子束中的分子速度大小、方向均相同,且速度方向與平壁垂直。已知每個(gè)分子質(zhì)量為m,分子速率為v,分子的數(shù)密度為n。則平壁受到的壓強(qiáng)為()A.2nmv2B.nmv2C.23nmv2D.13二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全選對(duì)得4分,選對(duì)但不全的得2分,選錯(cuò)或不選得0分)9.兩相同密閉容器a、b中裝有氦氣,已知a中氦氣的溫度高于b中氦氣的溫度,a中氦氣壓強(qiáng)低于b中氦氣的壓強(qiáng),由此可知()A.a中氦氣分子的平均動(dòng)能大于b中氦氣分子的平均動(dòng)能B.a中每個(gè)氦氣分子的動(dòng)能一定都大于b中每個(gè)氦氣分子的動(dòng)能C.a中氦氣分子間的平均距離較大D.a中氦氣的內(nèi)能一定大于b中氦氣的內(nèi)能10.甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子位于r軸上,甲、乙兩分子間作用力與距離的函數(shù)關(guān)系圖像如圖所示,現(xiàn)把乙分子從r3處由靜止釋放,則下列說(shuō)法正確的是()A.乙分子從r3到r1一直加速B.乙分子從r3到r1先加速后減速C.乙分子從r3到r1的過(guò)程中,加速度先增大后減小D.乙分子從r3到r1的過(guò)程中,兩分子的分子勢(shì)能先減小后增大11.如圖所示為密閉鋼瓶中的氣體分子在T1、T2兩種不同溫度下的速率分布情況的柱形圖。由圖可知()A.T2<T1B.T1對(duì)應(yīng)氣體分子平均速率較小的情形C.分別將T1、T2柱形圖頂端用平滑的曲線連接起來(lái),則兩條曲線下的面積相等D.與T1時(shí)相比,T2時(shí)氣體分子速率出現(xiàn)在0~400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大12.用電腦軟件模擬兩個(gè)相同分子在僅受相互間分子力作用下的運(yùn)動(dòng)。將兩個(gè)質(zhì)量均為m的A、B分子從x軸上的x0和x0處由靜止釋放,如圖甲所示,其中B分子的速度v隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示,取無(wú)限遠(yuǎn)處分子勢(shì)能為零,下列說(shuō)法正確的是()A.A、B間距離為x1時(shí)分子力為零B.A、B間距離為2x1時(shí)分子力為零C.釋放時(shí)A、B兩分子的分子勢(shì)能為12mD.A、B兩分子的分子勢(shì)能最小值為mv22三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)工廠制作汽水時(shí),會(huì)通過(guò)某種方法,讓更多的二氧化碳溶于水形成碳酸,但碳酸不穩(wěn)定,會(huì)分解出二氧化碳?xì)怏w逸出液面,且溫度越高,碳酸分解得越快。汽水密封出廠時(shí)不會(huì)裝滿整個(gè)瓶子,且未開封的瓶裝汽水在運(yùn)輸時(shí)不能暴曬。主要原因是溫度升高,碳酸分解會(huì)加快,導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)汽水上方空間單位體積內(nèi)二氧化碳分子數(shù),瓶?jī)?nèi)二氧化碳?xì)怏w分子的平均動(dòng)能,瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng),存在炸開的隱患。(均選填“增大”“減小”或“不變”)

14.(8分)(1)在“用油膜法估測(cè)油酸分子大小”的實(shí)驗(yàn)中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取這種溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸酒精溶液,向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜形狀穩(wěn)定后,放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜,如圖所示。坐標(biāo)格的每個(gè)小正方形大小為2cm×2cm。由圖可以估算出油膜的面積是cm2,由此估算出油酸分子的直徑是m(保留1位有效數(shù)字)。

(2)做“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí),四個(gè)同學(xué)都有一個(gè)操作錯(cuò)誤,其中導(dǎo)致最后所測(cè)分子直徑偏小的是。

A.甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時(shí),不小心把酒精倒多了一點(diǎn),導(dǎo)致油酸酒精溶液的實(shí)際濃度比計(jì)算值小了B.乙同學(xué)用注射器和量筒測(cè)得58滴油酸酒精溶液為1mL,不小心錯(cuò)記錄為57滴C.丙同學(xué)在計(jì)算完注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后,不小心拿錯(cuò)了一個(gè)注射器取溶液滴在水面上,這個(gè)拿錯(cuò)的注射器的針頭比原來(lái)的細(xì)D.丁同學(xué)計(jì)算油膜面積時(shí),把所有不足半格的油膜都算成了一格15.(10分)一滴露珠的體積是1.8×103cm3,已知水的密度是1.0×103kg/m3,摩爾質(zhì)量是18g/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6×1023mol1。求:(1)水的摩爾體積;(2)若露珠在樹葉上每分鐘蒸發(fā)6.0×1017個(gè)水分子,則這一滴露珠需要多少分鐘蒸發(fā)完。16.(10分)如圖所示,IBM的科學(xué)家在銅表面將48個(gè)鐵原子排成圓圈,形成半徑為7.13nm的“原子圍欄”,相鄰鐵原子間有間隙。估算鐵原子平均間隙的大小(結(jié)果保留1位有效數(shù)字。已知鐵的密度是7.8×103kg/m3,摩爾質(zhì)量是5.6×102kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol1)17.(12分)如圖所示,某足球容積為V,球內(nèi)充有一定質(zhì)量的空氣。已知球內(nèi)空氣的密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,求:(1)足球內(nèi)空氣分子的數(shù)目N;(2)足球內(nèi)空氣分子間的平均距離L。18.(14分)如圖是發(fā)射“嫦娥三號(hào)”衛(wèi)星時(shí)的情景。已知大氣壓強(qiáng)是由于大氣的重力而產(chǎn)生的,某學(xué)校興趣小組的同學(xué)通過(guò)查找資料知道:月球半徑為R,月球表面重力加速度為g'。為開發(fā)月球,設(shè)想在月球表面覆蓋一層大氣,使月球表面附近的大氣壓達(dá)到p0,大氣層厚度為h(比月球半徑小得多),假設(shè)月球表面開始沒有空氣。空氣的平均摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,試求:(1)應(yīng)在月球表面覆蓋的大氣層的總質(zhì)量;(2)月球表面大氣層的氣體分子數(shù);(3)氣體分子間的距離。答案與解析第一章分子動(dòng)理論1.A2.D3.C4.A5.D6.A7.D8.A9.AC10.AC11.BC12.BD1.A懸浮在水中的炭粒在做布朗運(yùn)動(dòng),其間接反映了水分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確;當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子勢(shì)能隨著分子間距離增大而減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;溫度升高時(shí),物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能增大,但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;給車胎打氣,越壓越吃力,是由于胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.D微粒的布朗運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的,其位置連線圖不能表示運(yùn)動(dòng)軌跡,t=12.5s時(shí)刻微粒不一定在bc線上,t=30s時(shí)微粒在f點(diǎn),但它不一定是沿ef方向到達(dá)f點(diǎn)的,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,D正確;線段Oa的長(zhǎng)度等于微粒前5s內(nèi)的位移大小,但不一定等于微粒前5s內(nèi)的路程,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。3.C物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和,叫作物體的內(nèi)能,所以,物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積有關(guān),甲、乙杯中水的溫度相同,乙杯中水的物質(zhì)的量大,乙杯中水的內(nèi)能大于甲杯中水的內(nèi)能,乙、丙杯中水的物質(zhì)的量相同,但丙杯中水的溫度高,所以丙杯中水的內(nèi)能大,三者比較,丙杯中水的內(nèi)能最大,甲杯中水的內(nèi)能最小,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;物體的溫度是它的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志,丙杯中水的溫度最高,丙杯中水分子的平均動(dòng)能最大,選項(xiàng)C正確;甲、乙杯中水的溫度相同,分子平均動(dòng)能相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.A假設(shè)構(gòu)建分子球體模型,則該物質(zhì)的單個(gè)分子占的體積V0=43πr3=43πd23=16πd3,該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量μ=ρNAV0,聯(lián)立解得ρ=6μπd3NA。假設(shè)構(gòu)建分子立方體模型,則該物質(zhì)的單個(gè)分子占的體積是V0=d3,又因?yàn)棣?ρNAV0,聯(lián)立解得ρ=5.D乙分子在Q點(diǎn)(x=x1)時(shí),分子引力小于分子斥力,合力表現(xiàn)為斥力,不為0,乙分子有加速度,不處于平衡狀態(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;乙分子在P點(diǎn)(x=x2)時(shí),分子引力與分子斥力大小相等,合力為零,加速度為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)至Q點(diǎn)(x=x1)時(shí),分子勢(shì)能為0,兩分子所具有的總能量為0,故分子動(dòng)能也為0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)至Q點(diǎn)(x=x1)時(shí),動(dòng)能為0,速度為0,此時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力,之后乙分子向分子間距變大的方向運(yùn)動(dòng),故乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1,選項(xiàng)D正確。6.A泄漏的原油體積為V=mρ=9×1039×102m3=10m3,在海面上能覆蓋的最大面積約為S=VD=1010-10m7.D由題可知,1mol氯化鈉含有2mol的離子,組成的小立方體個(gè)數(shù)為2NA,所以每個(gè)小立方體的體積為V=M2ρNA,每個(gè)小立方體的邊長(zhǎng)為a=3V=3M2ρNA,則兩個(gè)最近的鈉離子中心間的距離為8.A設(shè)單位長(zhǎng)度為l,則單位面積為S=l2,單位體積為V=l3,根據(jù)分子的數(shù)密度為n,可知單位體積內(nèi)的分子數(shù)為N=nV=nl3,研究單位體積內(nèi)的分子對(duì)平壁的碰撞,單位體積內(nèi)分子全部撞到單位面積光滑平壁上所用的時(shí)間為t=lv,對(duì)單位體積內(nèi)的所有氣體分子應(yīng)用動(dòng)量定理有Ft=Nmv(Nmv),聯(lián)立解得F=2nl2mv2,根據(jù)牛頓第三定律,平壁受到的作用力大小F'=2nl2mv2,所以光滑平壁受到的壓強(qiáng)為p=F'S=2nmv2,9.AC溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,a中氦氣的溫度高于b中氦氣的溫度,則a中氦氣分子的平均動(dòng)能大于b中氦氣分子的平均動(dòng)能,故A正確;a中氦氣分子的平均動(dòng)能大于b中氦氣分子的平均動(dòng)能,但并不是a中每個(gè)分子的動(dòng)能都比b中分子的動(dòng)能大,故B錯(cuò)誤;a、b容積相同,a中氦氣溫度高于b中氦氣溫度,而a中氦氣壓強(qiáng)低于b中氦氣的壓強(qiáng),則a中氦氣分子的數(shù)目較少,a中氦氣分子間的平均距離較大,故C正確;物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度和體積有關(guān),a中氦氣的內(nèi)能不一定大于b中氦氣的內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。10.AC乙分子在r3處釋放后,受到的分子力表現(xiàn)為引力,且在從r3到r1的整個(gè)過(guò)程中始終為引力,先變大后減小為零,所以在此過(guò)程中,乙分子的速度一直增大,加速度先增大后減小到零,選項(xiàng)A、C正確,B錯(cuò)誤;乙分子從r3到r1的過(guò)程中,所受分子力與運(yùn)動(dòng)方向相同,分子力做正功,分子勢(shì)能一直減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11.BC由題圖可知,兩種溫度下氣體分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點(diǎn),由于T1時(shí)速率較低的氣體分子所占比例較大,則說(shuō)明T1溫度下氣體分子的平均速率小于T2溫度下氣體分子的平均速率,T1<T2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;分子的總數(shù)不變,在T1、T2兩種不同溫度下,各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子的速率關(guān)系圖線與橫軸所圍面積相等,選項(xiàng)C正確;由題圖可知,與T1時(shí)相比,T2時(shí)氣體分子速率出現(xiàn)在0~400m/s區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12.BD由圖乙可知,B分子在x0~x1過(guò)程中做加速運(yùn)動(dòng),說(shuō)明開始時(shí)兩分子間作用力為斥力,B分子在x1處速度最大,加速度為0,即兩分子間的作用力為0,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,此時(shí)A、B分子間的距離為2x1,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由圖乙可知,B分子運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)速度為v2,兩分子在無(wú)窮遠(yuǎn)處的總動(dòng)能為2×12mv22=mv22,由題意可知,無(wú)窮遠(yuǎn)處的分子勢(shì)能為0,由能量守恒可知,釋放時(shí)A、B系統(tǒng)的分子勢(shì)能為mv22,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由能量守恒可知,當(dāng)兩分子速度最大即動(dòng)能最大時(shí),分子勢(shì)能最小,則最小分子勢(shì)能為Epmin=mv222×1213.答案增大(2分)增大(2分)增大(2分)解析溫度升高,碳酸分解會(huì)加快,二氧化碳?xì)怏w逸出液面,故瓶?jī)?nèi)汽水上方空間單位體積內(nèi)二氧化碳分子數(shù)增大;因溫度升高,所以瓶?jī)?nèi)二氧化碳?xì)怏w分子的平均動(dòng)能增大。由以上分析知瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大。14.答案(1)256(2分)8×1010(2分)(2)D(4分)解析(1)由題圖可知,油膜輪廓中共有64格,則油膜的面積為S=64×2×2cm2=256cm2,油酸分子的直徑為d=VS=0.25250×2100×106×1256×10-4m≈8(2)根據(jù)d=VS,甲同學(xué)在配制油酸酒精溶液時(shí),不小心把酒精倒多了一點(diǎn),導(dǎo)致油酸酒精溶液的實(shí)際濃度比計(jì)算值小了,則1滴油酸酒精溶液中純油酸體積計(jì)算值偏大,使得分子直徑測(cè)量值偏大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;乙同學(xué)用注射器和量筒測(cè)得58滴油酸酒精溶液為1mL,不小心錯(cuò)記錄為57滴,則1滴油酸酒精溶液中純油酸體積計(jì)算值偏大,使得分子直徑測(cè)量值偏大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;丙同學(xué)在計(jì)算完注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后,不小心拿錯(cuò)了一個(gè)注射器取溶液滴在水面上,這個(gè)拿錯(cuò)的注射器的針頭比原來(lái)的細(xì),則實(shí)際滴在水面上的純油酸體積比計(jì)算值小