高中物理---物体是由大量分子组成的练习题
新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第一章 分子动理论 学案(知识点详解及配套习题)
第一章分子动理论1．分子动理论的基本内容............................................................................................... - 1 -2. 实验：用油膜法估测油酸分子的大小...................................................................... - 10 -3. 分子运动速率分布规律.............................................................................................. - 17 -章末复习提高................................................................................................................... - 35 -1．分子动理论的基本内容一、物体是由大量分子组成的1．分子：把组成物体的微粒统称为分子。
2．1 mol水中含有水分子的数量就达6.02×1023个。
二、分子热运动1．扩散(1)扩散：不同的物质能够彼此进入对方的现象。
(2)产生原因：由物质分子的无规则运动产生的。
(3)发生环境：物质处于固态、液态和气态时，都能发生扩散现象。
(4)意义：证明了物质分子永不停息地做无规则运动。
(5)规律：温度越高，扩散现象越明显。
2．布朗运动(1)概念：把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。
(2)产生的原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。
(3)布朗运动的特点：永不停息、无规则。
(4)影响因素：微粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。
(5)意义：布朗运动间接地反映了液体(气体)分子运动的无规则性。
高中物理 选修三(2019)第一章 分子动理论 第1节 分子动理论的基本内容练习 (含答案)
C．花粉的颗粒越大，运动越明显
D．环境的温度越高，花粉颗粒的运动越明显
15．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．甲图中微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C．丙图丁图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力F必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在分子斥力
16．已知铜的摩尔质量为 ，铜的密度为 ，阿伏伽德罗常数为 ，下列说法正确的是（）
A． 个铜原子的质量为
B． 个铜原子的质量为
C． 个铜原子所占的体积为
C．一个铜原子的质量是 kg D．一个铜原子占有的体积是 m3
7．已知阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是（ ）
A．若油酸的摩尔质量为M，一个油酸分子的质量
B．若油酸的摩尔质量为M，密度为 ，一个油酸分子的直径
C．若某种气体的摩尔质量为M，密度为 ，该气体分子间平均距离
D．若某种气体的摩尔体积为V，单位体积内含有气体分子的个数
B．由于油酸分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有一个油酸分子的体积
将油酸分子看成立方体形，立方体的边长等于分子直径，则得：V0=d3，解得：
故B错误；
C．由于气体分子间距很大，所以一个分子的空间 ，则分子直径
故C正确；
D．某种气体的摩尔体积为V，单位体积气体的摩尔数为 ，则含有气体分子的个数
故选B．
4．B
【解析】
【详解】
A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度都有关，选项A错误；
高中物理分子动理论-气体和热力学定律专题讲练
【分子动理论 气体与热力学定律】专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体热学局部在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现，分值：６分。
知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。
二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算〔1〕分子的两种模型①球体模型：常用于固体、液体分子。
V=1/6πd 3②立方体模型：常用于气体分子。
V=d3 〔2〕宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积0V ，分子的直径d ，分子的质量0m ．宏观物理量为：物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系．所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁．①计算分子的质量：0mol A AV M m N N ρ== ②计算分子的体积：0mol A A V M V N N ρ==，进而还可以估算分子的直径(线度) d ，把分子看成小球，由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭，得d =〔注意：此式子对固体、液体成立〕 ③计算物质所含的分子数：A A A mol m V V n N N N M V Mρ===． 例1、以下可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 〔 〕A ．水的密度和水的摩尔质量B ．水的摩尔质量和水分子的体积C ．水分子的体积和水分子的质量D ．水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道以下哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离 〔 〕A.阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和质量B ．阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和密度C ．阿伏加德罗常数，气体质量和体积D ．该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为A N ，那么每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 〔 〕A ．A N M 、A N M ρB ．A M N 、A MN ρC ．A N M 、 A M N ρD ．A M N 、 A N Mρ 例4、假设以 μ表示水的，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正确的选项是 〔 〕A ． N A = ─── υρ mB ．ρ = ─── μA N ΔC ． m = ─── μA ND ．Δ= ─── υAN 例5、地球半径约为6.4×106 m ，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球外表大气在标准状况下的体积为 〔 〕A.4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1030 m 3D. 4×1022 m 32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动，布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见的，悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子，形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，因此，布朗运动不是分子运动，但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规那么运动，②布朗运动与扩散现象是不同的现象．布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规那么运动．其运动的剧烈程度与微粒的大小和液体的温度有关．扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外力影响。
2023高考物理专题冲刺训练--热学的基本概念与原理(一)
热学的基本概念与原理（一）分子动理论、温度和内能一、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积0V 、分子直径d 、分子质量0m宏观量：物质体积V 、摩尔体积A V 、物体质量m 、摩尔质量M 、物质密度ρ。
联系桥梁：阿伏加德罗常数（1231002.6-⨯=mol N A ） AV MV m ==ρ 1、分子质量：A A 0N V N M N m m A ρ===2、分子体积：AA 0N MN V N V V A ρ＝＝= （对气体，0V 应为气体分子占据的空间大小） 3、分子大小：(数量级m 1010-) （1）球体模型．30)2(34dN M N V V A A A πρ===直径306πV d =（固、液体一般用此模型）油膜法估测分子大小：SV d = S ：单分子油膜的面积，V ：滴到水中的纯油酸的体积 （2）立方体模型．30V d = （气体一般用此模型；对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离）注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。
（3）分子的数量：A A N MVN M m nN N A ρ=== 或者 A A N M V N V V nN N A A ρ=== 二、布朗运动与分子热运动扩散现象、布朗运动与热运动的比较三、分子力、分子势能和物体的内能1、分子力及分子势能比较（1）内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法． （2）决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系． （3）通过做功或热传递可以改变物体的内能．（4）温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．四、针对练习1、(多选)钻石是首饰、高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2 g ，则下列选项正确的是( )A ．a 克拉钻石物质的量为0.2a MB ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN AMC ．每个钻石分子直径的表达式为36M ×10－3N A ρπ(单位为m) D ．a 克拉钻石的体积为aρ2、（多选）若以μ表示氮气的摩尔质量，V 表示在标准状况下氮气的摩尔体积，ρ是在标准状况下氮气的密度，A N 为阿伏加德罗常数，m 、∆分别表示每个氮分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的是（ ） A ．mV ρN A =B ．∆=A N μρC ．A N μm =D ．A N V =∆3、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，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积为V ，水的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则液化水中分子的总数N 和水分子的直径d 分别为( ) A ．N ＝MρVN A，d ＝36M πρN A B ．N ＝ρVN AM，d ＝3πρN A6MC ．N ＝ρVN AM ，d ＝36M πρN A D ．N ＝MρVN A ，d ＝3πρN A6M4、（多选）某气体的摩尔质量为M ，分子质量为m ，若1摩尔该气体的体积为m V , 密度为μ，则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为A N )（ ）A ．m V N A B ．m mV MC ．M N A μD ．mμN A 5、（多选）PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法正确的是( ) A ．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当 B ．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 C ．温度越低PM2.5活动越剧烈D ．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈6、关于布朗运动，下列说法中正确的是（ ）A ．悬浮的微粒越大，布朗运动越明显B ．布朗运动是液体分子无规则运动的反映C ．强烈的阳光射人较暗的房间内，在光束中可以看到有悬浮在空中的微尘不停地做无规则 运动,这也是一种布朗运动D ．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动7、据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。
高三物理33复习+计算题练习精选
高三物理33复习+计算题练习一、分子动理论1、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0宏观量：物质体积V 、摩尔体积V A 、物体质量m 、摩尔质量M 、物质密度ρ.联系桥梁：阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1）A V M V m ==ρ（1）分子质量：AA 0N V N MN m m A ρ===（2）分子体积：AA 0N M N V N V V A ρ＝＝=（对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小）（3）分子大小：(数量级10-10m)○1球体模型．30)2(34dN M N V V A A A πρ===直径36πV d =（固、液体一般用此模型）油膜法估测分子大小：S Vd =S —单分子油膜的面积，V —滴到水中的纯油酸的体积○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型；对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离）注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量.（4）分子的数量：A A N M VN M m nN N A ρ===2、分子永不停息地做无规则运动（1）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象.温度越高，扩散越快.直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈. （2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动.发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接说明了液体分子在永不停息地做无规则运动．① 布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动． ②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动． ③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹． ④微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显． 3、分子间存在相互作用的引力和斥力①分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快，实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力③分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即平衡距离r 0（约10－10m ）与10r 0.（ⅰ）当分子间距离为r 0时，分子力为零.（ⅱ）当分子间距r ＞r 0时，引力大于斥力，分子力表现为引力.当分子间距离由r 0增大时，分子力先增大后减小（ⅲ）当分子间距r ＜r 0时，斥力大于引力，分子力表现为斥力.当分子间距离由r 0减小时，分子力不断增大 二、温度和内能1、统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配.多数分子速率都在某个值附近，满足“中间多，两头少”的分布规律.2、分子平均动能：物体内所有分子动能的平均值.①温度是分子平均动能大小的标志. ②温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同）．3、分子势能 (1)一般规定无穷远处分子势能为零，(2)分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加. (3)分子势能与分子间距离r 0关系①当r ＞r 0时，r 增大，分子力为引力，分子力做负功分子势能增大. ② 当＜r 0时，r 减小，分子力为斥力，分子力做负功分子势能增大. ③当r =r 0（平衡距离）时，分子势能最小（为负值）(3)决定分子势能的因素：从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关.（注意体积增大，分子势能不一定增大） 从微观上看：分子势能跟分子间距离r 有关.4、内能：物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和P K E E N E +=内（1）内能是状态量 （2）内能是宏观量，只对大量分子组成的物体有意义，对个别分子无意义.（3）物体的内能由物质的量（分子数量）、温度（分子平均动能）、体积（分子间势能）决定，与物体的宏观机械运动状态无关．内能与机械能没有必然联系．三、热力学定律和能量守恒定律1、改变物体内能的两种方式：做功和热传递.①等效不等质：做功是内能与其他形式的能发生转化；热传递是不同物体（或同一物体的不同部分）之间内能的转移，它们改变内能的效果是相同的.②概念区别：温度、内能是状态量，热量和功则是过程量，热传递的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移． 2、热力学第一定律(1)内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，外界对物体做的功W 与物体从外界吸收的热量Q 之和等于物体的内能的增加量ΔU (2)数学表达式为：ΔU ＝W+Q (3)符号法则：(4)绝热过程Q ＝0，关键词“绝热材料”或“变化迅速”(5)对理想气体：①ΔU 取决于温度变化，温度升高ΔU>0，温度降低ΔU<0 ②W 取决于体积变化，v 增大时，气体对外做功，W<0；v 减小时，外界对气体做功，W>0；③特例：如果是气体向真空扩散，W ＝0 3、能量守恒定律：（1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变.这就是能量守恒定律.（2）第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器.（违背能量守恒定律） 4、热力学第二定律（1）热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程.（2）说明：①“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程.②热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体.③热量可以从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成. （3）热力学第二定律的两种表述①克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化.②开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不引起其他变化.（4）热机①热机是把内能转化为机械能的装置.其原理是热机从高温热源吸收热量Q 1，推动活塞做功W ，然后向低温热源（冷凝器）释放热量Q 2.（工作条件：需要两个热源） ②由能量守恒定律可得： Q 1=W+Q 2 ③我们把热机做的功和它从热源吸收的热量的比值叫做热机效率，用η表示，即η= W / Q 1 ④热机效率不可能达到100%做功W 热量Q内能的改变ΔU 取正值“+” 外界对系统做功 系统从外界吸收热量 系统的内能增加 取负值“－”系统对外界做功系统向外界放出热量系统的内能减少（5）第二类永动机①设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机.②第二类永动机不可能制成，不违反热力学第一定律或能量守恒定律，违反热力学第二定律.原因：尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化过程具有方向性.（6）推广：与热现象有关的宏观过程都是不可逆的.例如；扩散、气体向真空的膨胀、能量耗散.（7）熵和熵增加原理①热力学第二定律微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序程度增大的方向进行.②熵：衡量系统无序程度的物理量，系统越混乱，无序程度越高，熵值越大.③熵增加原理：在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行.热力学第二定律也叫做熵增加原理.（8）能量退降：在熵增加的同时，一切不可逆过程总是使能量逐渐丧失做功的本领，从可利用状态变成不可利用状态，能量的品质退化了.（另一种解释：在能量转化过程中，总伴随着内能的产生，分子无序程度增加，同时内能耗散到周围环境中，无法重新收集起来加以利用）四、固体和液体1、晶体和非晶体①晶体内部的微粒排列有规则，具有空间上的周期性，因此不同方向上相等距离内微粒数不同，使得物理性质不同（各向异性），由于多晶体是由晶体）集合而成，因此不显示各向异性，形状也不规则.②晶体达到熔点后由固态向液态转化，分子间距离要加大.此时晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的点阵结构，所以吸热只是为了克服分子间的引力做功，只增加了分子的势能.分子平均动能不变，温度不变.2、液晶：介于固体和液体之间的特殊物态物理性质①具有晶体的光学各向异性——在某个方向上看其分子排列比较整齐②具有液体的流动性——从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．3、液体的表面张力现象和毛细现象（１）表面张力──表面层（与气体接触的液体薄层）分子比较稀疏，r＞r0，分子力表现为引力，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力.表面张力方向跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．（２）浸润和不浸润现象：附着层的液体分子比液体内部分子力表现附着层趋势毛细现象浸润密排斥力扩张上升不浸润稀疏吸引力收缩下降（３）毛细现象：对于一定液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细现象越明显.①管的内径越细，液体越高②土壤锄松，破坏毛细管，保存地下水分；压紧土壤，毛细管变细，将水引上来五、气体实验定律理想气体（1）探究一定质量理想气体压强p、体积V、温度T之间关系，采用的是控制变量法（2）三种变化：①等温变化，玻意耳定律：PV＝C②等容变化，查理定律： P / T＝C③等压变化，盖—吕萨克定律：V/ T＝C提示：①等温变化中的图线为双曲线的一支，等容（压）变化中的图线均为过原点的直线（之所以原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足）②图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法③对等容（压）变化，如果横轴物理量是摄氏温度t，则交点坐标为－273.15（3）理想气体状态方程①理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定，与气体的体积无关.②对一定质量的理想气体，有112212p V p VT T=（或恒定=Tpv）nRTpV=（n为摩尔数）（4）气体压强微观解释：大量气体分子对器壁频繁地碰撞产生的.压强大小与气体分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数有关.决定因素：①气体分子的平均动能，从宏观上看由气体的温度决定②单位体积内的分子数(分子密度)，从宏观上看由气体的体积决定六、饱和汽和饱和汽压1、饱和汽与饱和汽压：在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时汽的密度不再增大，液体也不再减少，液体和汽之间达到了平衡状态，这种平衡叫做动态平衡.我们把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽，把没有达到饱和状态的汽叫做未饱和汽.在一定温度下，饱和汽的压强一定，叫做饱和汽压.未饱和汽的压强小于饱和汽压.饱和汽压影响因素：①与温度有关，温度升高，饱和气压增大 ②饱和汽压与饱和汽的体积无关 3）空气的湿度（1）空气的绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度叫做空气的绝对湿度.（2）空气的相对湿度：同温度下水的饱和汽压水蒸气的实际汽压相对湿度相对湿度更能够描述空气的潮湿程度，影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受. （3）干湿泡湿度计：两温度计的示数差别越大，空气的相对湿度越小.理想气体习题1．若已知大气压强为p 0，在图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强.2．如图中两个汽缸质量均为M ，内部横截面积均为S ，两个活塞的质量均为m ，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下.两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A 、B ，大气压为p 0，求封闭气体A 、B 的压强各多大？ 3.一氧气瓶的容积为0.08m 3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36m 3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气.若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.4.如图所示，有一圆柱形汽缸，上部有固定挡板，汽缸内壁的高度是2L，一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处在离底部L高处，外界大气压强为1.0×105Pa，温度为27 ℃，现对气体加热，求：当加热到427 ℃时，封闭气体的压强.5．如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm，气体温度为27 ℃.将左管竖直插入水银槽中，整个过程温度不变，稳定后右管内水银面和中管内水银面出现4 cm的高度差.已知大气压强p0＝76 cmHg，气体可视为理想气体.(1)求左管A端插入水银槽的深度d；(2)为使右管内水银面和中管内水银面再次相平，需使气体温度降为多少℃？6如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接,间距为l＝40.0 cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105 Pa,温度为T＝303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距l2，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取 10 m/s2. 求：（ⅰ）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；（ⅱ）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.7.如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0 cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时将开关K关闭.已知大气压强p0＝75.0 cmHg.（ⅰ）求放出部分水银后A侧空气柱的长度；（ⅱ）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度.8.扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303 K.再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求：（ⅰ）当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强；（ⅱ）当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力.9如图,两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通,A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气.当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的14，活塞b在汽缸正中间.（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升.当活塞a上升的距离是汽缸高度的116时，求氧气的压强.10一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示.将一质量M＝3×103 kg、体积V0＝0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上.向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1＝40 m，筒内气体体积V1＝1 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮.求V2和h2. 已知大气压强p0＝1×105 Pa,水的密度ρ＝1×103 kg/m3，重力加速度的大小g＝10 m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略.11. 如图所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l1＝25.0 cm的空气柱,中间有一段长l2＝25.0 cm的水银柱，上部空气柱的长度l3＝40.0 cm.已知大气压强为p0＝75.0 cmHg.现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推,使管下部空气柱长度变为l1′＝20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离.12.如图所示，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通.顶部的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为V0,汽缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）.开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为p0和p0/3；左活塞在汽缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V0/4.现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡.已知外界温度为T0，不计活塞与汽缸壁间的摩擦.求：（1）恒温热源的温度T；（2）重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积V x.13一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，其有关数据如p－T图象甲所示.若气体在状态A的温度为－73.15 ℃，在状态C的体积为0.6 m3，求：(1)状态A的热力学温度；(2)说出A至C过程中气体的变化情形，并根据图象提供的信息，计算图中V A的值；(3)在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定坐标值，请写出计算过程.14．如图，密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连，汽缸壁导热，U形管内盛有密度为ρ＝7.5×102kg/m3的液体.一活塞将汽缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p0＝4.5×103Pa.外界温度保持不变.缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h＝40cm，求此时左、右两气室的体积之比.取重力加速度大小g＝10m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计.15．内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×10－3m3的理想气体，现在活塞上方缓缓倒上砂子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127℃.(1)求汽缸内气体的最终体积；(2)在图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化. (大气压强为1.0×105 Pa)16．如图5所示，一根粗细均匀的长l＝72cm的细玻璃管AB开口朝上竖直放置，玻璃管中有一段长h＝24 cm的水银柱，下端封闭了一段长x0＝24 cm的空气柱，系统温度恒定，外界大气压强恒为p0＝76 cmHg.现将玻璃管缓慢倒置，若空气可以看作理想气体，求倒置后水银柱相对B端移动的距离.17如图，两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气.当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的1 4，活塞b在汽缸正中间.(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；(2)继续缓慢加热，使活塞a上升.当活塞a上升的距离是汽缸高度的116时，求氧气的压强.。
人教版高中物理选修3 3测试题及答案解析全册
人教版高中物理选修3 3测试题及答案解析全册人教版高中物理选修3-3测试题及答案解析全册课时跟踪检测（一）物体是由大量分子组成的1．(多挑选)某同学在“用油膜法推算分子的大小”实验中，计算结果显著略偏小，可能将就是由于()a．油酸未全然变细b．油酸中含有大量的酒精c．排序油膜面积时舍弃了所有严重不足一个的方格d．谋每几滴体积时，1ml的溶液的滴数多录了10几滴v解析：挑选ac油酸分子直径d＝s，计算结果显著略偏小，可能将就是v取大了或s 取小了。
油酸未全然变细，夫基s偏大，d相对较低，a恰当；油酸中所含大量酒精，不影响测量结果，b错；若排序油膜面积时舍弃了所有严重不足一个的方格，并使s偏大，d 变小，c恰当；若谋每几滴体积时，1ml的溶液的滴数多录了10几滴，并使v变大，d变大，d错。
2．在用油膜法估测分子大小的实验中，体积为v的某种油，形成一圆形油膜，直径为d，则油分子的直径近似为()2vπd2a.2b.πd2v2πd4vc.d.24vπdd?2v4v解析：挑选d油膜的面积为π?，油膜的油分子的直径为＝2，故d对。
?2?dπd2?π??2?3．根据下列物理量(一组)，就可以估算出气体分子间的平均距离的是()a．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量b．阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积c．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度d．该气体的密度、体积和摩尔质量解析：选c由气体的立方体模型可知，每个分子平均占有的活动空间为v0＝r3，r是气体分子间的m平均距离，摩尔体积v＝nav0＝。
因此，要计算气体分子间的平均距离r，需要知道阿伏加德罗常数na、ρ摩尔质量m和该气体的密度ρ。
4．最近辨认出的纳米材料具备很多优越性，有著宽广的应用领域前景，棱长为1nm的立方体，可容纳液态－氢分子(其直径约为1010m)的数量最吻合于()a．102个b．103个c．106个d．109个－解析：选b把氢原子看做是小立方体，那么氢原子的体积为：v0＝d3＝1030m3－－边长为1nm的立方体体积为：v＝l3＝(109)3m3＝1027m3v可容纳的氢分子个数：n＝＝103个。
1.1物体是由大量分子组成的
M/ NA =18 / 6.02×1023g =2.99 ×10-26 kg （3）一个水分子的质量m0 =_____________ V/ NA =2.99 ×10-23 cm3 （4）一个水分子的体积V0 =_____________ （5）将水分子看作球体，分子直径(取1位有效数字) (6v0/∏)-3 =4×10-10m d=_______________
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（NaN3）爆炸产生气体（假设都是N2） 冲入气囊，若氮气充入后安全气囊的容积 V=56L，囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3 ，已知氮 气的摩尔质量M=0.028kg/mol，阿伏伽德罗常 数NA =6×1023mol-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 留一位有效数字）
分子直径数量级: 例:
水分子直径是4×10-10m, 氢分子直径是2.3×10-10m , 钨原子直径是2×10-10m.
除少数有机物大分子,一般分子直径的数量级是10-10m。
二、分子模型的建立 固体、液体
d d d d
球型模型
分子模型：在计算固液体分子大小时，作为一个近 似的物理模型，可把分子看成是一小球.则：
3．用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸
酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL，算出每
滴油酸酒精溶液的体积V0＝
mL.
4．用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油
酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单
分子油膜．
5．待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在
浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上． 6．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出 油酸薄膜的面积． 7．据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的 体积V，利用一滴油酸的体积V 和薄膜的面积S，算
物质是由大量分子组成的
2 Mmol 1.8×10 － 3 Vmol＝ ρ ＝ 10 5 m3/mol。 3 m /mol＝1.8× 1.0×10
－
(1)1 cm3 水中水分子的数目为 6.0×1023 V 22 N＝ V N A＝ －5 6个≈3.3×10 个。 1.8×10 ×10 mol
子所占的体积为(
)
A. 710-6m3 C. 110-26m3
B. 110-29m3 D. 8源自10-24m32．已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水的摩尔质量
Mmol＝1.8×10－2 kg/mol，求：(阿伏加德罗常数NA 取6.0×1023 mol－1) (1)1 cm3水中有多少个水分子。 (2)估算一下水分子的直径多大。
宏观量与微观量的关系：
mmol m m0 NA n
分子质量
m 分子个数 n N NA m0 m mmol 物质密度 v vmol
vmol v v0 NA n
分子体积
[只适用于固体、液体]
1. 已知铜的密度是8.9103kg/m3，相 对原子质量64，通过估算可知每个铜原
气体分子间的 平均距离
d 3 V占
阿伏伽德罗常数
• NA=6.02×1023mol-1 • 1mol任何物质包含的微粒数都是6.02 ×1023个。 • 阿伏伽德罗常数是一个非常巨大的数字。 例如：1cm3水中含有3.35×1022个水分子。设 想有一个人，每秒钟移去1万个水分子，要把这 1cm3的水移完，将用1011年，即1000亿年，超 过地球的年龄（45亿年）二十多倍！所以说，物 体是由大量分子组成的。
1/50cm3 10-10m3
5×10-10m
实际分子的结构是复杂的，单个分子可看 作小球也可看作立方体
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高中物理---物体是由大量分子组成的练习题
1．为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的( ) A．油酸浓度适当大一些
B．油酸浓度适当小一些
C．油酸扩散后立即绘出轮廓图
D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
2．关于物体中的分子，下列说法中错误的是( )
A．质量相同的物体含有相同的分子数
B．体积相同的物体含有相同的分子数
C．物质的量相同的物体含有相同的分子数
D．在标准状况下，体积相同的不同气体含有相同的分子数
3．假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5 000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数N A取6×1023mol －1)( )
A．10年 B．1 000年
C．10万年 D．1 000万年
4．从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( )
A．水的密度和水的摩尔质量
B．水的摩尔质量和水分子的体积
C．水分子的体积和水分子的质量
D．水分子的质量和水的摩尔质量
5．(2013·济宁高二检测)阿伏加德罗常数是N A，铜的摩尔质量为M，铜的密度是ρ，则下列说法中正确的是( )
ρ
A．1 m3铜所含原子数目是A N
M
B．1 kg铜所含原子数目是ρN A
C．1个铜原子的质量是M
ρ
D．1个铜原子占有的体积为A
MN
ρ
6．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离( )
A．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量
B．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度
C．阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积
D．该气体的密度、体积和摩尔质量
7．在“用单分子油膜法估测分子的大小”的实验中，
(1)某同学操作步骤如下：
①取一定量的无水酒精和油酸，配制成一定浓度的油酸酒精溶液；
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；
③在浅盘内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸估测油膜的面积.
改正其中的错误：___________________________________________________________.
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－4 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为________ m.
8．(2014·临沂高二检测)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol－1.若潜水员呼吸一次吸入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字)
参考答案
1.解析：为能形成单分子油膜，油酸浓度适当小些；绘制轮廓图应在油酸扩散并待其收缩稳定后进行，B、D选项正确.
答案：BD
2.解析：物质里所含的分子数，由物质的质量和该种物质的物质的量决定，也可以由物体的体积和该种物质的摩尔体积决定，故A、B的说法是错的.
答案：AB
3.解析：由题意可知完成任务所需的时间＝
1
60
g水中所包含的水分子个数
亿人一年内所数的水分子个数
.
因为1 g水的分子个数为n＝
1
18
N
A
，故t＝
23
8
1
610
18
6010500024365
⨯⨯
⨯⨯⨯⨯
年＝1×105年，
即C选项正确.
答案：C
4.解析：A项中，无论是水的体积、水的物质的量还是水的质量，都不能将ρ、M
mol
与N A联系起来，故无法求出N A.同理可判断B、C两项均不能求出N A.对D 项，设取物质的量为n的水作为研究对象，则其质量m＝nM mol，水的分子总数N
＝0m m ＝0
mol nM m ，故N A ＝N n ＝0mol M m ，其中m 0为水分子质量. 答案：D
5.解析：据已知条件知1 m 3铜的质量为ρ kg ，相当于
M ρ mol ，所含原子数为M ρ
·N A ，A 正确；1 kg 铜所含原子数目是A N M
，B 错误；每个原子的质量为A
M N ，C 错误；每个原子占有体积为A V N 摩＝A M N ρ，D 错误. 答案：A
6.解析：气体分子间的平均距离可由摩尔体积和阿伏加德罗常数关系求出.摩尔体积可由摩尔质量和密度求出.
答案：B
7.解析：(1)②在量筒中直接测量一滴油酸溶液体积误差太大，应先用累积法测出N 滴溶液体积，再算出一滴的体积.③油酸在水面上形成的油膜形状不易观察，可在水面上先撒上痱子粉，再滴油酸溶液，稳定后就呈现出清晰轮廓.
(2)一滴油酸溶液中纯油酸的体积V ＝4.8×10－4×0.10% mL，由d ＝V S ＝
436
4
4.81010104010----⨯⨯⨯⨯ m ＝1.2×10－10 m. 答案：(1)②在量筒中滴入N 滴溶液，计算得出一滴溶液的体积 ③在水面上先撒上痱子粉
(2)1.2×10－10
8.解析：设空气的摩尔质量为M mol ，一次吸入空气的体积为V ，则两种情况
下吸入空气的质量差ΔM ＝(ρ底－ρ岸)V ，其中ρ底＝2.1 kg/m 3，ρ岸＝1.3 kg/m 3
则有Δn ＝()A A mol mol
V M N N M M ρρ-∆=底岸 代入数据得Δn ≈3×1022.
答案：3×1022个。