《常考题》初中高中物理选修三第一章《分子动理论》经典练习(课后培优)

一、选择题1．关于布朗运动，下列说法中正确的是（ ）A ．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用B ．布朗运动是微粒内分子无规则运动的反映C ．固体微粒越小，温度越高，布朗运动就越明显D ．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动2．在国际单位制中，阿伏加德罗常数是N A ，铜的摩尔质量是μ，密度是ρ，则下列说法正确的是（ ）A ．一个铜原子的质量为A N μB ．一个铜原子所占的体积为μρC ．1m 3铜中所含的原子数为AN μ D ．m kg 铜所含有的原子数为m N A 3．在油膜实验中，体积为V 的某种油，形成直径为d 的圆形油膜，则油分子的直径近似为（ ）A ．22V dπ B ．22V d π C ．24d V π D ．24V d π 4．如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是（ ）A ．铅分子做无规则热运动B ．铅柱受到大气压力作用C ．铅柱间存在万有引力作用D ．铅柱间存在分子引力作用5．分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质．据此可判断下列说法中错误的是 A ．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B ．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C ．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D ．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素6．下列关于分子间的相互作用力的说法中正确的是 ( )A ．当分子间的距离r ＝r 0时，分子力为零，说明此时分子间不存在作用力B ．当r >r 0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力C ．当r <r 0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力D ．当分子间的距离r >10－9 m 时，分子间的作用力可以忽略不计7．氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是( )A ．图中虚线对应于氧气分子平均动能较大的情形B ．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形C ．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目D ．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大8．已知阿伏伽德罗常数为N A ，水的摩尔质量为M ，密度为ρ，则一个水分子的质量可表示为A ．AM N B ．A N M C ．A MN ρ D ．A N M ρ9．下列说法中正确的是（ ）A ．布朗运动越显著，说明悬浮在液体中的微粒质量越小B ．将红墨水滴入一杯清水中，水的温度越高整杯清水都变成红色的时间越短C ．将体积相同的水和酒精混在一起，发现总体积小于混合前水和酒精的体积之和，说明分子间存在引力D ．向气球内吹气，气球的体积变大，这是气体分子间有斥力的缘故10．一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( )A ．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B ．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C ．气体分子的总数增加D ．单位体积内的分子数目不变11．物理打开了微观世界的大门，使人们对自然界有了更清晰的认知，下列说法正确的是（ ）A ．液体和固体难于被压缩，是由于它们的分子之间只存在斥力B ．布朗运动实际上就是液体分子的运动C ．分子间距离等于平衡位置距离时，分子势能一定最小D．只要知道阿伏伽德罗常数和物质的摩尔体积就可以估算分子的大小12．下列叙述中正确的是（）A．两个平整的铅块挤压后能“粘”在一起，说明分子间有引力作用B．分子间距离越大，分子势能越大，分子间距离越小，分子势能越小C．布朗运动就是液体分子的热运动D．压缩理想气体时需要用力，说明理想气体的分子间有斥力作用13．下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是（）A．气体容易被压缩B．高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出C．两块纯净的铅块紧压后合在一起D．滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动14．氧气分子在0°C和100°C温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。

下列说法错误．．的是（）A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100 °C时的情形D．与0°C时相比，100°C时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大15．关于布朗运动，下列说法正确的是（）A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．悬浮在液体中的颗粒越小、液体温度越高，布朗运动越明显C．悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的分子数越多，布朗运动越明显D．布朗运动的无规则性反映了颗粒内部分子运动的无规则性二、填空题16．已知铜的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为N A，则质量为m的铜含有___________个铜原子；若将铜原子设想为球体，且铜原子一个挨着一个排列，已知铜的密度为 ，则铜原子的半径为___________。

17．测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。

(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25mL油酸，倒入标注250mL 的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。

然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入50滴溶液，溶液的液面达到量筒中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浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。

坐标格中每个小正方形方格的大小为2cm × 2cm 。

由图可以估算出油膜的面积是___________cm 2，由此估算出油酸分子的直径是___________m （结果保留一位有效数字）。

(2)如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。

这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43 × 10 - 8m 的圆周而组成的。

由此可以估算出铁原子的直径约为___________m （结果保留两位有效数字）。

18．某学生在水瓶中装入半瓶热水盖紧瓶盖，一段时间后，该同学发现瓶盖变紧。

其本质原因是单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数___________（选填“增加”、“减少”或“不变”），瓶内气体分子平均动能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

19．如果取分子间距离100010m r r r -==，时为分子势能的零势能点，则0r r <时，分子势能为___________值；0r r >时，分子势能为___________值。

并试着在图中画出p ?E r 的图像___________。

（选填“正”“负”或“零”）20．某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，()f v 表示分子速率v 附近单位速率区间内的分子数百分率。

曲线Ⅰ和Ⅱ所对应的温度分别为T Ⅰ和T Ⅱ，所对应的气体分子平均动能分别为k1E 和k 2E ，则它们的大小关系是T Ⅰ_______T Ⅱ，k1E ________k 2E （填“<”、“>”或“=”）。

21．将下列实验事实与产生的原因对应起来实验事实A ．水与酒精混合体积变小B ．固体很难被压缩C ．细绳不易拉断D ．糖在热水中溶解得快E.冰冻的食品也会变干产生原因a 、固体分子也在不停的运动b 、分子运动的剧烈程度与温度有关c 、分子间存在着引力d 、分子间存在着斥力e 、分子间存在着间隙它们对应关系分别是A→____，B→____，C→____，D→____，E→____22．功是________的量度，物质是由大量________组成.23．物体中所有_______和所有_______的总和叫做物体的内能.根据分子运动理论可知，分子平均动能与物体的_______有关，分子间的势能与物体的_______有关.24．人们是通过_________、_________发现分子在永不停息地做无规则运动的．之所以把分子的无规则运动叫做热运动是因为___________________________．25．水的摩尔质量为18g/mol ，密度为331.010kg/m ⨯，阿伏加德罗常数为2316.0210mol -⨯．则一个水分子的质量为__________kg ，体积为__________3m ． 26．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水份越来越少，人会感觉干燥。

某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V =1.0×10 3 cm 3。

已知水的密度 ρ＝1.0×10 3 kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10 -2 kg/mol ，阿伏伽德罗常数N A =6.0×10 23mol -1。

则该液化水中含有水分子的总数N =___________，一个水分子的直径d =______________。

(计算结果均保留一位有效数字)三、解答题27．水的密度331.010kg /m ρ=⨯，水的摩尔质量211.81m 0kg ol M --⋅=⨯，阿伏伽德罗常数231A 610mol N -=⨯，试求：（结果保留一位有效数字）（1）一个水分子的质量；（2）31cm 的水中含有水分子的个数。

28．现在已经有能放大数亿倍的非光学显微镜（如电子显微镜、场离子显微镜、隧道显微镜等），使得人们观察某些物质内的分子排列成为可能．如图所示是放大倍数为7310⨯倍的电子显微镜拍摄的二硫化铁分子的照片．试粗略地测出二硫化铁分子的大小．你可以先查出二硫化铁的密度及摩尔质量，来算一算二硫化铁分子直径的数量级，看看与你粗略测得的值是否大致相同．29．同一个物理问题，常常可以宏观和微观两个不同角度流行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地汇理解其物理本质。

(1)如图所示，正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m ，单位体积内粒子数量n 为恒量。

为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为V ，且与器壁各面碰撞的机会均等，与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。

利用所学力学知识。

a.求一个粒子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I ；b.导出器壁单位面积所受的大量粒子的撞击压力f 与m 、n 和v 的关系。

（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）(2)热爱思考的小新同学阅读教科书《选修3-3》第八章，看到了“温度是分子平均动能的标志，即a T aE =，（注：其中，a 为物理常量，a E 为分子热运动的平均平动动能）”的内容，他进行了一番探究，查阅资料得知：第一，理想气体的分子可视为质点，分子间除了相互碰撞外，无相互作用力； 第二，一定质量的理想气体，其压碰P 与热力学温度T 的关系为0P n kT =，式中0n 为单位体积内气体的分子数，k 为常数。