1、1第七章 分子动理论测评(时间:60 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 10小题,每小题 5分,共 50分。在每小题给出的四个选项中,第 15题只有一项符合题目要求,第 610题有多项符合题目要求。全部选对的得 5分,选对但不全的得 3分,有选错的得 0分)1.对下列相关物理现象的解释错误的是( )A.水和酒精混合后总体积减小,说明分子间有空隙B.存放过煤的混凝土地面下一定深度内都有黑色颗粒,说明煤分子在做无规则的热运动C.高压下的油会透过钢壁渗出,说明分子是不停运动着的D.在一杯热水中放几粒盐,整杯水很快会变咸,这是盐分子在高温下无规则运动加剧的结果解析 水和酒精混合后,水分子和酒
2、精分子相互“镶嵌”,总体积减小,说明分子间有空隙,选项 A正确;选项 B属于扩散现象,它说明分子在不停地做无规则的热运动,选项 B正确;高压下的油会透过钢壁渗出,这属于物体在外力作用下的机械运动,并不能说明分子是不停运动着的,选项 C错误;选项 D属于扩散现象,正确。答案 C2.下列选项正确的是( )A.液体温度越高,悬浮颗粒越大,布朗运动越剧烈B.布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动C.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的D.当分子间距增大时,分子间的引力和斥力都减小解析 温度越高,分子运动越剧烈,悬浮在液体中的颗粒越小,撞击越容易不平衡,则它的布朗运动就越显著,A 错误;布
3、朗运动是悬浮微粒的无规则运动,不是分子的无规则运动,B 错误;液体中的扩散现象是由于液体分子的无规则运动引起的,C 错误;当分子间距增大时,分子间的引力和斥力都减小,D正确。答案 D3.某气体的摩尔质量为 M,分子质量为 m。若 1 mol该气体的体积为 Vm,密度为 ,则该气体单位体积分子数不可能是(阿伏加德罗常数为 NA)( )A. B.NAVm MmVmC. D. NAM NAm解析 用阿伏加德罗常数除以气体的摩尔体积,就是单位体积内的分子个数,A 选项正确;用摩尔质量M除以一个分子的质量 m即为阿伏加德罗常数,化简后和 A选项相同,B 选项正确; ,C NAM = NA M =NAVm
4、选项正确,D 选项错误。答案 D24.下列关于分子热运动和热现象的说法正确的是( )A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故B.一定量 100 的水变成 100 的水蒸气,其分子平均动能增加C.一定量气体的内能等于其所有分子的热运动动能和分子势能的总和D.如果气体温度升高,那么每一个分子热运动的速率都增加解析 气体分子间的距离比较大,甚至可以忽略分子间的作用力,分子势能也就不存在了,所以气体在没有容器的约束下散开是分子热运动的结果,选项 A错误;100 的水变成同温度的水蒸气,分子的平均动能不变,所以选项 B错误;根据内能的定义可知选项 C正确;如果气体的温度升
5、高,分子的平均动能增大,热运动的平均速率也增大,这是统计规律,但就每一个分子来讲,速率不一定都增加,故选项 D错误。答案 C5.两个分子从靠得不能再靠近的位置开始,使两者之间的距离增大,直到大于分子直径的 10倍以上。这一过程中,关于分子间的相互作用力的下列说法正确的是 ( )A.分子间的引力和斥力都在增大B.分子间的斥力在减小,引力在增大C.分子间的相互作用力的合力在逐渐减小D.分子间的相互作用力的合力,先减小后增大,再减小到零解析 由分子力随距离的变化关系得,分子距离由靠得不能再靠近变化到大于分子直径 10倍以上时,引力和斥力都减小,故选项 A、B 错。相互作用的合力变化如图所示,应为先减
6、小再增大,再减小到零,选项 C错,D 对。答案 D6.分别以摄氏温度及热力学温度为横、纵坐标表示的 t与 T关系图( )A.为直线B.不通过第二象限C.其在纵轴的截距小于横轴的截距D.斜率为 1解析 根据 T=273.15 K+t可以知道这是一条过纵坐标轴上一点(0,273 .15 K)、斜率是 1的斜直线。答案 AD7.一铜块和一铁块,质量相等,铜块的温度 T1,比铁块的温度 T2高,当它们接触在一起时,如果不和外界交换能量,则( )A.从两者开始接触到热平衡的整个过程中,铜块放出的热量等于铁块吸收的热量B.在两者达到热平衡以前的任意一段时间内,铜块放出的热量不等于铁块吸收的热量C.达到热平
7、衡时,铜块的温度是 T=T1+T223D.达到热平衡时,两者的温度相等解析 在系统不和外界交换能量的条件下,高温的铜块放出的热量一定等于低温的铁块吸收的热量。达到热平衡时,两者的温度一定相等,故 A、D 正确,B 错误,由 Q=cm t知铜块和铁块的比热容不同,达到热平衡时的温度 T ,C错误。T1+T22答案 AD8.关于分子势能,下列说法正确的是( )A.分子间表现为引力时,分子间距离越小,分子势能越大B.分子间表现为斥力时,分子间距离越小,分子势能越大C.物体在热胀冷缩时,分子势能发生变化D.物体在做自由落体运动时,分子势能越来越小解析 分子间的作用力表现为引力,分子间的距离减小时,分子
8、力做正功,因此分子势能随分子间距离的减小而减少,所以选项 A错误;分子力为斥力,分子间的距离减小时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的减小而增大,所以选项 B正确;物体在热胀冷缩时,物体体积发生变化,说明分子势能发生变化,所以选项 C正确;物体在做自由落体运动时,物体重力势能减少,但分子势能与重力势能无关,所以选项 D错误。答案 BC9.关于分子间相互作用力(如图所示)的以下说法中,正确的是( )A.当分子间的距离 r=r0时,分子力为零,说明此时分子间既不存在引力,也不存在斥力B.分子力随分子间的距离的变化而变化,当 rr0时,随着距离的增大,分子间的引力和斥力都增大,但引力比斥力增大
9、得快,故分子力表现为引力C.当分子间的距离 rr0时,分子间的作用力随分子间距离的增大而减小,斥力减小得更快,故分子力表现为引力,故 B错误;当分子间的距离 rr0时,随着距离的减小,分子间的引力和斥力都增大,但斥力比引力增大得快,故分子力表现为斥力,故 C正确;当分子间的距离 rr0时,合力大小随分子间距离增大而减小,故 D正确。答案 CD10.关于热现象和热学规律,以下说法正确的是( )A.布朗运动表明,构成悬浮微粒的分子在做无规则运动4B.两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小C.物体的摄氏温度变化了 1 ,其热力学温度变化了 273 KD.两个分子
10、的间距从极近逐渐增大到 10r0的过程中,它们的分子势能先减小后增大解析 布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动,表明液体的分子在做无规则运动,选项A错误;两个分子的间距从极近增大到 10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,选项 B正确;物体的摄氏温度变了 1 ,其热力学温度变化了 1 K,选项 C错误;两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0的过程中,它们的分子势能先减小后增大,选项 D正确。答案 BD二、填空题(本题共 2小题,共 16分。把答案填在题中的横线上)11.(6分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,已知一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 V油酸 ,配制的油酸酒
11、精溶液中,纯油酸与溶液体积之比为 1 500,1 mL溶液滴 250滴,那么 1滴溶液的体积是 mL,所以一滴溶液中纯油酸体积为 V 油酸 = cm3。若实验中测得结果如下表所示,请根据所给数据填写出空白处的数值,并与公认的油酸分子长度值 L0=1.1210-10 m作比较,并判断此实验是否符合数量级的要求。 次数S/cm2 L= /cmVS 平均值 L1 5332 4933 563解析 由题给条件得,1 滴溶液的体积为V 溶液 = mL,因为 ,故 1滴溶液中油酸体积为 V 油酸 = V 溶液 = cm3=810-6 1250 V油酸V溶液 = 1500 1500 15001250cm3。据
12、此算得 3次测得 L的结果分别为 1.5010-8 cm、1 .6210-8 cm、1 .4210-8 cm其平均值为 1 .5110-10 mL=L1+L2+L33这与公认值的数量级相吻合,故本次估测数值符合数量级的要求。答案 810-6 1.5010-8 1.6210-8 1.4210-8 1.5110-10m 符合125012.(10分)某同学在实验室做用油膜法估测分子直径大小的实验中,实验的方法及步骤如下: 向体积 V 油 =1 mL的油酸中加酒精,直至总量达到 V 总 =500 mL。 用注射器吸取 中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入 n=100滴时,测得其体
13、积恰好是 V0=1 mL。5 往边长为 30 cm40 cm的浅盘里倒入 2 cm深的水,将痱子粉均匀撒在水面上。 用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状。 将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内小方格的个数 N,小方格的边长 l=20 mm。根据以上信息,回答下列问题:(1)该同学遗漏的重要步骤是 。 (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V是 mL。 (3)油酸分子直径是 m。(保留 1位有效数字) (4)若痱子粉撒得过厚,则会使分子直径的测量结果偏 (选填“大”或“小”)。 解析 (1)用油膜法估测分子大小
14、的实验步骤可简记为:“配撒滴描数算”。由实验步骤可知,缺少的实验步骤是待油酸薄膜形状稳定。(2)一滴油酸溶液中含有的纯油酸的体积 V=mL=210-5 mL。(3)油膜的面积 S=45610-4 m2,则油酸分子的直径 d=15001100m4 10-10 m。(4)水面上痱子粉撒得较多,油膜不能充分展开,则测量的面积VS=210-510-645610-4S偏小,导致计算结果偏大。答案 (1)待油酸薄膜形状稳定 (2)210-5 (3)410-10 (4)大三、解答题(本题共 2小题,共 34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)1
15、3.(16分)如图所示,IBM 的科学家在铜表面将 48个铁原子排成圆圈,形成半径为 7.13 nm的“原子围栏”,相邻铁原子间有间隙。估算原子平均间隙的大小。结果保留两位有效数字。(已知铁的密度为 7.8103 kg/m3,摩尔质量是 5.610-2kg/mol,阿伏加德罗常数 NA=6.021023mol-1。)解析 一个铁原子的体积 V= ,M NA铁原子的直径 D= ,3 6M NA围栏中相邻铁原子的平均间隙 l= -D,2 rn解得 l6 .510-10 m。答案 6.510-10 m14.(18分)很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时,利用叠氮化钠
16、(NaN 3)爆炸产生气体(假设都是 N2)充入气囊。若氮气充入后安全气囊的容积 V=56 L,囊中6氮气密度 = 2.5 kg/m3,已知氮气摩尔质量 M=0.028 kg/mol,阿伏加德罗常数 NA=61023 mol-1。试估算:(1)囊中氮气分子的总个数 N;(2)囊中氮气分子间的平均距离。(结果保留 1位有效数字)解析 (1)设 N2的物质的量为 n,则 n= ,VM氮气的分子总数 N= NA,VM代入数据得 N=31024。(2)每个分子所占的空间为 V0= 。VN设分子间平均距离为 a,则有 V0=a3,即 a= 。3V0=3VN代入数据得 a3 10-9 m。答案 (1)31024个 (2)310-9 m7
