2024高中物理第七章課時(shí)作業(yè)一物體是由大量分子組成的含解析新人教版選修3-3

PAGEPAGE51物體是由大量分子組成的[全員參加·基礎(chǔ)練]1．(多選)某同學(xué)在用油膜法估測分子直徑的試驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由于()A．油酸未完全散開B．油酸中含有大量酒精C．求每滴體積時(shí)，1mL溶液的滴數(shù)多數(shù)了幾滴D．計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了全部不足一格的方格【解析】形成的油膜不是單分子層，計(jì)算的油膜厚度就不是分子直徑，比分子直徑大得多，A正確；滴入水中后酒精都溶入水中，B錯誤；計(jì)算體積時(shí)多數(shù)了幾滴，會使計(jì)算的油滴體積偏小，當(dāng)然計(jì)算的分子直徑也偏小，C錯誤；數(shù)方格時(shí)舍去了全部不足一格的方格，計(jì)算出的油膜面積偏小，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大，D正確．【答案】AD2．關(guān)于物體中的分子數(shù)目，下列說法中正確的是()A．質(zhì)量相等的物體含有相同的分子數(shù)B．體積相同的物體含有相同的分子數(shù)C．物質(zhì)的量相同的物體含有相同的分子數(shù)D．體積相同的氣體含有相同的分子數(shù)【解析】1摩爾任何物質(zhì)所含有的分子數(shù)相同，所以物質(zhì)的量相同的物體，分子數(shù)肯定相同．【答案】C3．(多選)已知某氣體的摩爾體積為22.4L/mol，摩爾質(zhì)量為18g/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023mol－1，由以上數(shù)據(jù)可以估算出這種氣體()A．每個(gè)分子的質(zhì)量B．每個(gè)分子的體積C．每個(gè)分子占據(jù)的空間D．分子之間的平均距離【解析】由m0＝eq\f(MA,NA)可估算出每個(gè)氣體分子的質(zhì)量，由于氣體分子間距較大，由V0＝eq\f(VA,NA)求得的是平均一個(gè)分子占據(jù)的空間而不是一個(gè)分子的體積，由a＝eq\r(3,V0)可求出分子之間的平均距離，故A、C、D正確．【答案】ACD4．(多選)某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為()A．NA＝eq\f(V,V0) B．NA＝eq\f(ρV,m)C．NA＝eq\f(M,m) D．NA＝eq\f(M,ρV0)【解析】依據(jù)題給條件和阿伏加德羅常數(shù)定義有NA＝eq\f(M,m)＝eq\f(ρV,m)，即B、C正確；而氣體分子之間距離太大，氣體分子的體積與分子所占據(jù)的空間體積相差太大，所以A錯；同理，ρ為氣體的密度，ρV0并不等于分子的質(zhì)量，所以D錯．【答案】BC5．(2014·南京高二檢測)假如全世界60億人同時(shí)數(shù)1g水的分子個(gè)數(shù)，每人每小時(shí)可以數(shù)5000個(gè)，不間斷地?cái)?shù)，則完成任務(wù)所需時(shí)間最接近(阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1)()A．10年 B．1千年C．10萬年 D．1千萬年【解析】完成任務(wù)所需的時(shí)間＝eq\f(1g水中所包含的水分子個(gè)數(shù),60億人一年內(nèi)所數(shù)的水分子個(gè)數(shù))＝eq\f(\f(1g,18g/mol)×6×1023mol－1,60×108×365×24×5000)≈10(萬年)，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯誤．【答案】C6．(2014·黃岡檢測)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)生部分泄漏導(dǎo)致9t的原油流入大海，則這次事故造成的最大污染面積約為()A．1011mC．108m【解析】分子直徑的數(shù)量級是d＝10－10m．由d＝eq\f(V,S)，ρ＝eq\f(M,V)可知，S＝eq\f(M,ρd)＝1011m2.【答案】A7．(2015·金山區(qū)高二檢測)在“用油膜法估測分子的大小”的試驗(yàn)中，以下給出的是可能的操作步驟，把你認(rèn)為正確的步驟前的字母按合理的依次填寫在橫線上________，并請補(bǔ)充試驗(yàn)步驟D中的計(jì)算式．A．將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長1cm的正方形為單位，計(jì)算出輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)n.B．將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形態(tài)穩(wěn)定．C．用淺盤裝入約2cm深的水，然后將痱子粉勻稱地撒在水面上．D．用測量的物理量估算出油酸分子的直徑d＝________.E．用滴管將事先配好的體積濃度為0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，登記滴入的溶液體積V0與滴數(shù)N.F．將玻璃板放在淺盤上，用筆將薄膜的外圍形態(tài)描畫在玻璃板上．【解析】依據(jù)試驗(yàn)步驟可知合理的依次為ECBFAD.一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為eq\f(V0,N)×0.05%，S＝n×10－4m2所以分子的直徑d＝eq\f(V0,NS)×0.05%＝eq\f(5V0,Nn).【答案】ECBFADeq\f(5V0,Nn)8．舉世矚目的國家游泳中心“水立方”是第29屆北京奧運(yùn)會游泳、跳水、花樣游泳的競賽場館，它采納了世界上最為先進(jìn)的膜結(jié)構(gòu)材料建立，同時(shí)也是唯一一座由港澳臺同胞和海外華人捐資建設(shè)的大型奧運(yùn)體育設(shè)施．該中心擁有長50m、寬25m、水深3m、水溫保持27～28℃，共10條泳道的國際標(biāo)準(zhǔn)競賽用游泳池．已知水的摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，密度為1.0×103kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)為6×1023【解析】設(shè)水的密度為ρ，游泳池中水的質(zhì)量為M1，阿伏加德羅常數(shù)為NA，游泳池注滿水時(shí)，水的總體積為V＝50×25×3m3＝3.75×103m3.游泳池中水的物質(zhì)的量n＝eq\f(M1,M)，M1＝ρV.所含的水分子數(shù)Nn＝nNA.聯(lián)立解得N＝eq\f(ρVNA,M).代入數(shù)據(jù)得N＝1.3×1032個(gè)．【答案】1.3×1032[超越自我·提升練]9．(多選)在用油膜法估測分子直徑大小的試驗(yàn)中，若已知油的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，油滴質(zhì)量為m，油滴在水面上擴(kuò)散后的最大面積為S，阿伏加德羅常數(shù)為NA，以上各量均采納國際單位，那么()A．油滴分子直徑d＝eq\f(M,ρS)B．油滴分子直徑d＝eq\f(m,ρS)C．油滴所含分子數(shù)N＝eq\f(M,m)NAD．油滴所含分子數(shù)N＝eq\f(m,M)NA【解析】油膜法測分子直徑，認(rèn)為油膜的厚度就為分子直徑，油膜的質(zhì)量為m，最大面積為S，則油膜的體積為V＝eq\f(m,ρ)，油滴分子直徑為d＝eq\f(m,ρS)，故選項(xiàng)B對，A錯；油滴的物質(zhì)的量為eq\f(m,M)，油滴所含分子數(shù)為N＝eq\f(m,M)NA，選項(xiàng)D對，C錯．【答案】BD10．銅的摩爾質(zhì)量為MA(kg/mol)，密度為ρ(kg/m3)，若阿伏加德羅常數(shù)為NA，則下列說法中哪個(gè)是錯誤的()A．1m3銅所含的原子數(shù)目是eq\f(ρNA,MA)B．1kg銅所含的原子數(shù)目是ρNAC．一個(gè)銅原子的質(zhì)量為eq\f(MA,NA)kgD．一個(gè)銅原子占有的體積是eq\f(MA,ρNA)m3【解析】1m3銅的質(zhì)量為ρkg，其中所含的原子數(shù)目是eq\f(ρ,MA)NA，故A項(xiàng)正確；1kg銅所含的原子數(shù)目是eq\f(1,MA)NA，故B項(xiàng)錯誤；一個(gè)銅原子的質(zhì)量為eq\f(MA,NA)kg，C正確；一個(gè)銅原子占有的體積為eq\f(MA,ρNA)m3，D正確．【答案】B11．在“油膜法估測分子大小”的試驗(yàn)中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.6mL，用注射器測得1mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油酸薄膜的輪廓形態(tài)和尺寸如圖7-1-4所示，圖中正方形方格的邊長為1cm.圖7-1-4(1)試驗(yàn)中為什么要讓油膜盡可能散開？(2)試驗(yàn)測出油酸分子的直徑是多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)假如已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，試寫出阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式．【解析】(1)為使油膜在水面上形成單分子油膜．(2)由題圖可知油膜覆蓋方格數(shù)約為120個(gè)，設(shè)油酸分子的直徑為d，則有eq\f(1,80)×eq\f(0.6,1000)×10－6m＝120×1×10－4d，解得d＝6.3×10－10m．(6.2×10－10m～6.4×10－10m都對)(3)每個(gè)分子的體積V0＝eq\f(1,6)π(eq\f(V,S))3，由NAρV0＝M，得NA＝eq\f(6MS3,πρV3).【答案】(1)為了形成單分子油膜(2)6.3×10－10m(6.2×10－10m～6.4×10－(3)NA＝eq\f(6MS3,πρV3)12．在我國的“嫦娥奔月”工程中，科學(xué)家計(jì)算出地球到月球的平均距離L＝3.844×105km.已知鐵的摩爾質(zhì)量μ＝5.6×10－2kg/mol，密度ρ＝7.9×103kg/m3.若把鐵的分子一個(gè)緊挨一個(gè)地單列排起來，筑成從地球通往月球的“分子大道”(NA(1)這條大道共需多少個(gè)鐵分子？(2)這些分子的總質(zhì)量為多少？【解析】(1)每個(gè)鐵分子可以視為直徑為d的小球，則分子體積V0＝eq\f(1,6)πd3，鐵的摩爾體積V＝eq\f(μ,ρ)，則NAV0＝V＝eq\f(μ,ρ)，所以V0＝eq\f(μ,ρNA)＝eq\f(1,6)πd3則d＝eq\r(3,\f(6μ,πρNA))＝eq\r(3,\f(6×5.6×10－2,3.14×7.9×103×6×1023))m＝3×10－10m.這條大道須要的分子個(gè)數(shù)n＝