2022-2022学年高中物理第七章分子动理论测试卷含解析新人教版选修3-3.doc

分子动理论
时间：90分钟　分数：100分
一、选择题(此题有15小题，每题3分，共45分．其中1～7题为单项选择题，8～15题为多项选择题)
1．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的(　　)
A．引力消失，斥力增大
B．斥力消失，引力增大
C．引力、斥力都减小
D．引力、斥力都增大
解析：因为空气中的水汽凝结成水珠时，分子间的距离变小，而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大，故D项正确．
答案：D
2．用筷子蘸水后滴一滴水，体积约为0.1 cm3，这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪一个值(阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，水的摩尔体积为Vmol＝18 cm3/mol)(　　)
A．6×1023个 B．3×1021个
C．6×1019个 D．3×1017个
解析：N＝＝个≈3×1021个．
答案：B
3．关于温度的概念，以下说法正确的选项是(　　)
A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，那么分子的平均动能大
B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，那么物体的每一个分子的动能都增大
C．某物体当其内能增大时，那么该物体的温度一定升高
D．甲物体的温度比乙物体高，那么甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大
解析：温度是分子平均动能的标志，物体温度高，分子的平均动能大，但不是每个分子的动能都大，A项正确，B项错误；0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时，吸收热量，内能增加，但温度不变，C项错误；甲物体比乙物体温度高，甲物体分子的平均动能大，但是由于甲、乙物体的分子质量不一定相同，那么甲物体分子的平均速率不一定大，D项错误．
答案：A
4．以下关于温度的各种说法中，正确的选项是(　　)
A．某物体温度升高了200 K，也就是升高了200 ℃
B．某物体温度升高了200 ℃，也就是升高了473 K
C．－200 ℃比－250 ℃温度低
D．200 ℃和200 K的温度相同
解析：热力学温度与摄氏温度的关系是T＝t＋273.15 K；热力学温度的0 K是不可能到达的．热力学温度与摄氏温度的分度值在数值上是相等的，温度升高200 ℃，也可以说温度升高200 K，故A项正确；B项错误；由热力学温度：T＝t＋273.15 K，可知，－200 ℃比－250 ℃温度高，故C项错误；由热力学温度T＝t＋273.15 K，可知，200 ℃和200 K的温度不等，故D项错误．
答案：A
5．以下说法中正确的选项是(　　)
A．物体吸收热量后，温度一定升高
B．物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变
C．布朗运动就是液体分子的热运动
D．当分子间的距离变小时，分子间作用力有可能减小
解析：物体吸收热量后，温度不一定升高，如冰熔化时要不断吸热，但温度不变，A项错误；物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变，B项错误；布朗运动不是液体分子的热运动，而是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规那么运动，C项错误；当物体处于平衡位置时，分子间的作用力为零，假设分子间的距离大于r0，此时减小两分子间的距离，分子间的作用力可能减小，D项正确．
答案：D
6．关于分子势能，以下说法正确的选项是(设两分子相距无穷远时势能为零)(　　)
A．体积增大，分子势能增大；体积减小，分子势能减小
B．当分子间距离r＝r0时，分子间合力为零，所以分子势能为零
C．当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大
D．当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大
解析：设想两个分子相距无穷远(r>10－9 m)，此时分子间势能为零，当两个分子越来越近时，分子间引力做正功，分子势能减小，当r＝r0时，分子势能减小到最小，为负值，应选项B错误；分子力为引力时，体积越大，分子间距越越大，分子间引力做负功，分子势能增大，故C项正确；分子力为斥力时，体积越大，分子间距越大，分子间斥力做正功，分子势能减小，故A、D两项错误．
答案：C
7．以下说法中正确的选项是(　　)
A．温度低的物体内能小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大
D．物体体积改变，内能可能不变
解析：内能是指物体内部所有分子平均动能和分子势能的总和，温度仅是分子平均动能的标志，故温度低的物体内能不一定小，A项错误；温度低的物体分子平均动能小，但由于不同物质分子质量不同，所以温度低的物体分子平均速率不一定小，B项错误；物体做加速运动时，速度增大，机械能中的动能增大，但分子热运动的平均动能与机械能无关，而与温度有关，故C项错误；物体体积改变，分子势能改变，但内能不一定变，D项正确．
答案：D
8．一铜块和一铁块，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，那么(　　)
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．在两者到达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．到达热平衡时，铜块的温度是T＝
D．到达热平衡时，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．到达热平衡时，两者的温度一定相等，故A、D两项正确，B项错误，由Q＝cmΔt知铜块和铁块的比热容不同，到达热平衡时的温度T≠，C项错误．
答案：AD
9．以下关于分子动理论的说法中正确的选项是(　　)
A．－2 ℃时水已经结为冰，局部水分子已经停止了热运动
B．分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大
C．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小
D．扩散和布朗运动的实质是相同的，都是分子的无规那么运动
解析：－2 ℃时水已经结为冰，虽然水分子热运动剧烈程度降低，但不会停止热运动，故A项错误；分子势能随分子间距离的增大(当r<r0)，先减小，(当r>r0)后增大，故B项正确；分子间引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小，故C项正确；扩散和布朗运动都是分子无规那么运动的证据，但是实质不同，布朗运动是微粒在运动，故D项错误．
答案：BC
10．假设阿伏加德罗常数、物质的摩尔质量、摩尔体积，那么可以估算出(　　)
A．固体物质分子的大小和质量
B．液体物质分子的大小和质量
C．气体分子的大小和质量
D．气体分子的质量和分子间的平均距离
解析：固体和液体分子间隙都很小，可以忽略不计，故固体和液体物质分子的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，固体和液体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，故A、B两项符合题意；气体分子间隙很大，摩尔体积等于每个分子占据的体积与阿伏加德罗常数的乘积，故无法估算分子的体积，故C项不符合题意；气体物质分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，气体分子占据空间的大小等于摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值，故可以进一步计算分子的平均距离，故D项符合题意．
答案：ABD
11．当分子间距离r＝r0时，分子间引力和斥力恰好平衡，假设使分子间距离从r1逐渐变为r2(r0＜r1＜r2)，在这一变化过程中，以下说法中可能正确的选项是(　　)
A．分子间引力比分子间斥力减小得快，分子力增大
B．分子间引力比分子间斥力减小得快，分子力减小
C．分子间斥力比分子间引力减小得快，分子力增大
D．分子间斥力比分子间引力减小得快，分子力减小
解析：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，只是斥力减小得更快，但分子力随分子间距离由r0增大时，是先增大后减小，因此当分子间距由r1变为r2(r0＜r1＜r2)时，分子力的变化有三种可能：先增大后减小、增大、减小，C、D正确．
答案：CD
12．[2022·榆林高二检测]关于分子动理论的规律，以下说法正确的选项是(　　)
A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规那么运动
B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力，是由于气体分子间存在斥力
C．两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都在增大
D．如果两个系统分别与第三个系统到达热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质〞的物理量叫作内能
E．两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子势能最小
解析：扩散现象与布朗运动是分子无规那么运动的宏观表现，故A项正确；气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强，故B项错误；两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都增大，故C项正确；热平衡说明没有热量交换，而没有热量交换意味着两者的温度是一样的，故D项错误；当r>r0时，分子势能随分子间的距离增大而增大．当r<r0时，分子势能随分子间距离的减少而增大．当r＝r0时，分子势能最小，故E正确．
答案：ACE
13．[2022·保定一模]对于分子动理论，以下说法正确的选项是(　　)
A．扩散现象和布朗运动都是分子的无规那么运动
B．固体和液体都很难被压缩，其原因是它们分子间作用力表现为斥力且随距离减小而迅速增加
C．两个相邻的分子间距离增大时，分子间引力和斥力都会减小，且引力和斥力的合力也一定会减小
D．两个相邻的分子间距离增大时，分子间引力和斥力都会减小，但引力和斥力的合力可能增大
E．当大局部分子间作用力表现为引力时，物体的体积越大，分子势能越大
解析：扩散现象是分子的无规那么运动，布朗运动悬浮在气体或液体中微粒的运动，A项错误；分子间的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的增大而减小，但引力与斥力的合力不一定增大或减小，C项错误，B、D两项正确；当大局部子间作用力表现为引力时，物体体积增大，分子力做负功，分子势能增大，E项正确．
答案：BDE
14．[2022·河北名校模拟]关于物体的内能，以下说法正确的选项是(　　)
A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增量一定相同
B．物体的内能改变时温度不一定改变
C．内能与物体的温度有关，所以0 ℃的物体内能为零
D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能
E．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
解析：相同质量的两种不同物质，因为物质的量不同，即使升高相同的温度，分子平均动能的变化量相同，但是其内能的增量也不相同，A项错误；物体内能改变时，可能改变的是分子势能，温度不一定改变，B项正确；分子永不停息地做无规那么运动，任何物体的内能不可能为零，C项错误；物体的内能与分子数、温度和体积有关，分子数和温度相同，体积不同的物体，内能可能不同，D项正确；热量是从温度高的物体传向温度低的物体，内能小的物体温度可能高，E项正确．
答案：BDE
15．[2022·湖南雅礼中学]假设以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质量，M0表示一个水分子的质量，V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，那么以下关系式中正确的选项是(　　)
A．V＝ B．V0＝
C．M0＝ D．ρ＝
E．NA＝
解析：水蒸气的摩尔体积为V＝，A项正确；V0＝表示的是一个水蒸气分子平均占有的空间，不是一个水分子的体积，B项错误；NA个水分子质量为水的摩尔质量，C项正确；NA·V0不是摩尔体积，D项错误；ρV表示水蒸气的摩尔质量，表示1摩尔物质所含微粒的个数，E项正确．
答案：ACE
二、填空题(此题有4小题，共43分)
16．[2022·江苏卷](8分)由于水的外表张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴外表层中，水分子之间的相互作用总体上表现为________(选填“引力〞或“斥力〞)．分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如下图，能总体上反映小水滴外表层中水分子Ep的是图中________(选填“A〞“B〞或“C〞)的位置．
解析：在小水滴外表层中，分子之间的距离较大，水分子之间的作用力表现为引力．由于平衡位置对应的分子势能最小，在小水滴外表层中，分子之间的距离较大，所以能够总体上反映小水滴外表层中水分子势能Ep的是图中C位置．
答案：引力　C
17．[2022·全国卷Ⅲ](12分)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是______________________________________．实验中为了测量出一滴浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以__________________________________________________．为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是____________________________．
解析：由于分子直径非常小，极少量油酸所形成的单分子层油膜面积也会很大，因此实验前需要将油酸稀释，使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜．可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积．油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比，即d＝，故除测得油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积．
答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜　把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积　单分子层油膜的面积
18．(8分)地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g.由此可估算得，地球大气层空气分子数为________，空气分子之间的平均距离为________．
解析：可认为地球大气对地球外表的压力是由其重力引起的，即mg＝p0S＝4p0πR2，故大气层的空气总质量m＝，空气分子总数N＝NA＝.由于h≪R，那么大气层的总体积V＝4πR2h，每个分子所占空间设为一个棱长为a的正方体，那么有Na3＝V，可得分子间的平均距离a＝.
答案：　　
19．[2022·常州高二检测](15分)某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验用油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中含有纯油酸1 mL,1 mL上述溶液有50滴，实验中用滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶液．
(1)该实验中的理想化假设是(　　)
A．将油膜看作单分子层油膜
B．不考虑油分子间的间隙
C．不考虑油分子间的相互作用力
D．将油分子看成球形
(2)实验描出油酸薄膜轮廓如下图，每一个小正方形的边长为2 cm，那么该油酸薄膜的面积为________m2(结果保存一位有效数字)．
(3)经计算，油酸分子的直径为________m(结果保存一位有效数字)．
(4)实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，原因是______________________________．
解析：(1)在“用油膜法估测分子的大小〞的实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子层分布的；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间的空隙，故A、B、D正确．(2)由于每格边长为2 cm，那么每一格就是4 cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原那么，估算出75格，那么油酸薄膜面积为：75×4 cm2＝300 cm2＝3×10－2 m2.(3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积：V＝× mL＝2×10－5 mL，由于油膜是单分子紧密排列的，因此分子直径为：d＝＝ m≈7×10－10 m．(4)实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，原因是油酸酒精溶液中的酒精溶于水中．
答案：(1)ABD　(2)3×10－2　(3)7×10－10　(4)见解析
三、计算题(此题有1小题，共12分)
20．(12分)在高h＝0.8 m的光滑桌面上放着一个质量M＝2 kg的木块，一颗质量m＝10 g的铅弹从水平方向射中木块(未穿出)，把木块打落在地面上，落地点与桌边滑落点的水平距离s＝0.4 m．设增加的内能有η＝60%使铅弹的温度升高，求铅弹的温度升高多少？[铅的比热容c＝1.3×102 J/(kg·℃)，重力加速度g取10 m/s2]
解析：铅弹射入木块后与木块一起做平抛运动的初速度v＝＝m/s＝1 m/s
根据动量守恒，有mv0＝(M＋m)v，故v0＝v≈2×102 m/s
那么系统损失的机械能ΔE＝mv－(M＋m)v2＝×0.01×22×104 J－×(2＋0.01)×12 J≈199 J
系统损失的机械能转化为系统增加的内能，根据热平衡方程cmΔt＝ΔE·η，有
Δt＝＝℃≈92 ℃.
答案：92 ℃