人教版物理選修33：第7章 分子動理論 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 含解析

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1、 第七章　學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題　共40分) 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．(河北省“名校聯(lián)盟”2018屆高三教學(xué)質(zhì)量檢測)下列選項正確的是( D ) A．液體溫度越高，懸浮顆粒越大，布朗運動越劇烈 B．布朗運動是指懸浮在液體中固體顆粒的分子的無規(guī)則運動 C．液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的 D．當(dāng)分子間

2、距增大時，分子間的引力和斥力都減小 解析：溫度越高，分子運動越劇烈，懸浮在液體中的顆粒越小，撞擊越容易不平衡，則它的布朗運動就越顯著，A錯誤；布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，不是分子的無規(guī)則運動，B錯誤；液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體分子的無規(guī)則運動引起的，C錯誤；當(dāng)分子間距增大時，分子間的引力和斥力都減小，D正確。 2．(上海市魯迅中學(xué)2017～2018學(xué)年高二上學(xué)期期末)一定質(zhì)量0℃的水，凝固成0℃的冰時，體積變化，下列正確的說法是( A ) A．分子平均動能不變，分子勢能減小 B．分子平均動能減小，分子勢能增大 C．分子平均動能不變，分子勢能增大 D．分子平均動能增大，分子勢能減

3、小 解析：因為0℃的水凝固成0℃的冰需要放出熱量，所以質(zhì)量相同的0℃的冰比0℃的水內(nèi)能小；因為內(nèi)能包括分子動能和分子勢能，由于溫度不變，分子平均動能不變，因此放出的部分能量應(yīng)該是由分子勢能減小而釋放的。故選A。 3．已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，則該物質(zhì)的分子質(zhì)量和mkg水中所含氫原子數(shù)分別是( A ) A.，mNA×103　　　　　 B．MNA,9mNA C.，mNA×103 D.，18mNA 解析：某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，故其分子質(zhì)量為；mkg水所含摩爾數(shù)為，故氫原子數(shù)為×NA×2＝，故A選項正確。 4．(貴州丹寨民族高中2015年高二檢測)右圖是某一微粒的

4、布朗運動路線圖。若t＝0時刻它在O點，然后每隔5s記錄一次微粒位置(依次為a、b、c、d、e、f)，最后將各位置按順序連接而得到此圖。下述分析中正確的是( D ) A．線段ab是微粒在第6s初至第10s末的運動軌跡 B．t＝12.5s時刻，微粒應(yīng)該在bc線上 C．線段Oa的長度是微粒前5s內(nèi)的路程大小 D．雖然t＝30s時微粒在f點，但它不一定是沿ef方向到達(dá)f點的 解析：圖中直線是相鄰兩時刻微粒對應(yīng)位置的連線，也是這段時間內(nèi)微粒的位移，但不是微粒的運動軌跡，D正確。 5．(山東省菏澤市2017～2018學(xué)年高二下學(xué)期期中)下列說法正確的是( D ) A．只要溫度相同，任何分子的

5、平均速率都相同 B．不管分子間距離是否等于r0(r0是平衡位置分子距離)，只要分子力做正功，分子勢能就增大，反之分子勢能就減小 C．1℃等于1K D．如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)同時達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡 解析：相同溫度時，所有氣體的分子平均動能相同，但由于分子質(zhì)量不同，則其平均速率不一定相同，故A錯誤；分子力做功與重力做功相類似，當(dāng)分子間作用力做正功時，分子勢能一定減小，故B錯誤；攝氏溫度的0℃與熱力學(xué)溫度的273K相同，則C錯誤；根據(jù)溫度的定義，如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，D正確。 6．實驗室有一支讀

6、數(shù)不準(zhǔn)確的溫度計，在測冰水混合物的溫度時，其讀數(shù)為20℃；在測1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度時，其讀數(shù)為80℃。下面分別是溫度計示數(shù)為41℃時對應(yīng)的實際溫度和實際溫度為60℃時溫度計的示數(shù)，其中正確的是( C ) A．41℃，60℃ B．21℃，40℃ C．35℃，56℃ D．35℃，36℃ 解析：此溫度計每一刻度表示的實際溫度為℃＝℃，當(dāng)它的示數(shù)為41℃時，它上升的格數(shù)為41－20＝21(格)，對應(yīng)的實際溫度應(yīng)為21×℃＝35℃；同理，當(dāng)實際溫度為60℃時，此溫度計應(yīng)從20開始上升格數(shù)為＝36(格)，它的示數(shù)為36℃＋20℃＝56℃，所以C正確。 7．(江蘇無錫市天一中學(xué)2016年高二

7、下學(xué)期期中)分子動理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)，據(jù)此可判斷下列說法中正確的是( ACD ) A．顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停的做無規(guī)則運動，這反映了液體分子運動的無規(guī)則性 B．分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大 C．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大 D．在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導(dǎo)體材料摻入其它元素 解析：墨水中的小碳粒的運動是因為大量水分子對它的撞擊作用力不平衡導(dǎo)致的，并且沒有規(guī)則，這反映了液體分子運動的無規(guī)則性，故A正確；當(dāng)分子間距離為r0時，分子間作用力最小，所以當(dāng)分子間距離從r0處增大時，分子力先增大后減小，故B

8、錯誤；當(dāng)分子間距離等于r0時，分子間的勢能最小，分子可以從距離小于r0處增大分子之間距離，此時分子勢能先減小后增大，故C正確；溫度越高，分子無規(guī)則運動的劇烈程度越大，因此在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導(dǎo)體材料摻入其它元素，故D正確。故選ACD。 8．下列關(guān)于分子運動和熱現(xiàn)象的說法正確的是( BC ) A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢能的緣故 B．一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動能不變 C．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運動動能和分子勢能的總和 D．如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加 解析：氣體分子間的距離比較大

9、，甚至可以忽略分子間的作用力，分子勢能也就不存在了，所以氣體在沒有容器的約束下散開是分子無規(guī)則熱運動的結(jié)果，所以A錯。100℃的水變成同溫度的水蒸氣，分子的平均動能不變，所以B正確。根據(jù)內(nèi)能的定義可知C正確。如果氣體的溫度升高，分子的平均動能增大，熱運動的平均速率也增大，這是統(tǒng)計規(guī)律，但就每一個分子來講，速率不一定增加，故D項錯誤。 9．(河北省邢臺市2017－2018學(xué)年高二下學(xué)期月考)一銅塊和一鐵塊，質(zhì)量相等，銅塊的溫度T1，比鐵塊的溫度T2高，當(dāng)它們接觸在一起時，如果不和外界交換能量，則( AD ) A．從兩者開始接觸到熱平衡的整個過程中，銅塊放出的熱量等于鐵塊吸收的熱量 B．在兩

10、者達(dá)到熱平衡以前的任意一段時間內(nèi)，銅塊放出的熱量不等于鐵塊吸收的熱量 C．達(dá)到熱平衡時，銅塊的溫度是T＝ D．達(dá)到熱平衡時，兩者的溫度相等 解析：在系統(tǒng)不和外界交換能量的條件下，高溫的銅塊放出的熱量一定等于低溫的鐵塊吸收的熱量。達(dá)到熱平衡時，兩者的溫度一定相等，故A、D正確，B錯誤，由Q＝cmΔt知銅塊和鐵塊的比熱容不同，達(dá)到熱平衡時的溫度T≠，C錯誤。 10．(河北省冀州中學(xué)2017年高二下學(xué)期期中)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點O，乙分子沿x軸運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示。圖中分子勢能的最小值為－E0。若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的

11、是( BD ) A．乙分子在P點(x＝x2)時，加速度最大 B．乙分子在P點(x＝x2)時，其動能為E0 C．乙分子在Q點(x＝x1)時，處于平衡狀態(tài) D．乙分子的運動范圍為x≥x1 解析：分子處于r0位置時所受分子合力為零，加速度為零，此時分子勢能最小，分子的動能最大，總能量保持不變。由題圖可知x2位置即是r0位置，此時加速度為零，A錯誤；x＝x2位置，勢能為－E0，因總能量為0，則動能為E0，B項正確；在Q點，Ep＝0，但分子力不為零，分子并非處于平衡狀態(tài)，C項錯誤；在乙分子沿x軸向甲分子靠近的過程中，分子勢能先減小后增大，分子動能先增大后減小，即分子的速度先增大后減小，到Q點分

12、子的速度剛好減為零，此時由于分子斥力作用，乙分子再遠(yuǎn)離甲分子返回，即乙分子運動的范圍為x≥x1，D項正確。 第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上) 11．(5分)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標(biāo)為r0。相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零，下列說法正確的是ACE。 A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小 B．在r

13、子勢能為零 E．分子動能和勢能之和在整個過程中不變 解析：在r>r0階段，當(dāng)r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故選項A正確。在r

14、1010個。(阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol－1)；由此可知布朗運動不是(選填“是”或“不是”)分子的運動。 解析：顯微鏡放大的線度，即直徑。 小顆粒的實際體積V＝m3① 碳的摩爾體積Vmol＝＝m3② 則碳粒個數(shù)N＝NA③ 解①②③得：N＝5.2×1010個 可見每一個小炭粒都含有大量的分子，由此可知，布朗運動不是分子的運動。 13．(7分)(江蘇省興化一中2017年高二下學(xué)期月考)在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，若所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中含有純油酸6mL，上述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在

15、玻璃板上描繪出油酸膜的輪廓形狀再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長為1cm，試求： (1)油酸膜的面積是110cm2； (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是8×10－6mL； (3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑7×10－10m。[(2)，(3)兩問答案保留一位有效數(shù)字] 解析：(1)由圖示可知，油酸薄膜輪廓內(nèi)的正方形個數(shù)為110個，則油酸膜的面積是S＝110×1×1cm2＝110cm2； (2)1mL溶液中含有純油酸的體積為mL，則1滴該液中含有純油酸的體積為V＝×mL＝8×10－6mL； (3)把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的

16、空隙，則油酸分子直徑d＝＝m≈7×10－10m。 三、論述·計算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．(10分)如圖所示，IBM的科學(xué)家在銅表面將48個鐵原子排成圓圈，形成半徑為7.13nm的“原子圍欄”，相鄰鐵原子間有間隙。估算原子平均間隙的大小。結(jié)果保留一位有效數(shù)字。(已知鐵的密度為7.8×103kg/m3，摩爾質(zhì)量是5.6×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1。) 答案：7×10－10m 解析：一個鐵原子的體積V＝， 鐵原子的直徑D＝

17、， 圍欄中相鄰鐵原子的平均間隙l＝－D， 解得l＝7×10－10m。 15．(10分)目前，環(huán)境污染已非常嚴(yán)重，瓶裝純凈水已經(jīng)占領(lǐng)柜臺。再嚴(yán)重下去，瓶裝純凈空氣也會上市。設(shè)瓶子的容積為500mL，空氣的摩爾質(zhì)量M＝29×10－3kg/mol。按標(biāo)準(zhǔn)狀況計算，NA＝6.0×1023mol－1，試估算： (1)空氣分子的平均質(zhì)量是多少？ (2)一瓶純凈空氣的質(zhì)量是多少？ (3)一瓶中約有多少個氣體分子？ 答案：(1)4.8×10－26kg　(2)6.5×10－4kg　 (3)1.3×1022個 解析：(1)m＝＝kg＝4.8×10－26kg (2)m空＝ρV瓶＝＝kg ＝6.

18、5×10－4kg (3)分子數(shù)N＝nNA＝·NA＝ ＝1.3×1022個 16．(10分)某壓力鍋的結(jié)構(gòu)如圖所示，蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強達(dá)到一定值時，氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥被頂起時，停止加熱。 (1)若此時鍋內(nèi)氣體的體積為V，摩爾體積為V0，阿伏加德羅常數(shù)為NA，求鍋內(nèi)氣體分子的個數(shù)。 (2)若室溫為20℃，壓力閥被頂起時的溫度為130℃，若用熱力學(xué)溫度表示初、末狀態(tài)的溫度，溫度分別為多少？ 答案：(1)NA　(2)293.15K　403.15K 解析：(1)鍋內(nèi)氣體分子的個數(shù)N＝nNA＝NA。 (2)初始溫度T1＝t1＋

19、273.15K＝293.15K 末狀態(tài)溫度T2＝t2＋273.15K＝403.15K。 17．(12分)美國麻省理工學(xué)院教授威斯哥夫根據(jù)能量的觀 點解釋地球上的山峰為什么不能太高，他的觀點是：山太高，則山太重，太重則會下沉，山下沉則重力勢能減少，減少的勢能如果足夠?qū)⒉糠謳r石熔化，山就將繼續(xù)下沉。為了使山不再下沉，山下沉所減少的重力勢能必須小于熔解下沉部分巖石所需的能量。為了估算地球上山的最大高度，我們把山簡化成一個橫截面積為S的圓柱體，如圖所示。假設(shè)山全部是由SiO2所組成，SiO2作為一個個單獨的分子而存在。 (1)試導(dǎo)出用以下各物理量的符號表示的山的最大高度h的表達(dá)式。 SiO2

20、的相對分子質(zhì)量A＝60g/mol； SiO2熔解時每個SiO2分子所需的能量E0＝0.3eV；山所在范圍內(nèi)的重力加速度g＝10m/s2； 阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1； 元電荷e＝1.6×10－19C。 (2)估算出h的數(shù)值(保留一位有效數(shù)字)。 答案：(1)h＝　(2)5×104m 解析：(1)設(shè)山的質(zhì)量為M，山的高度為h0，山體的密度為ρ，設(shè)山下降高度為x，使高度為x的巖石層熔解所需能量為 ， 山下沉x所減少的重力勢能為 Mgx＝ρSh0gx 為了使該山不再下沉必須滿足 ρgSh0x≤NAE0， 解得h0≤。 則山的最大高度h＝。 (2)由(1)知h＝， 代入數(shù)據(jù)得h＝5×104m。