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

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1、 第七章　學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè) 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(shí)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(gè)選項(xiàng)中，第1～6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)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(cè))下列選項(xiàng)正確的是( D ) A．液體溫度越高，懸浮顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈 B．布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中固體顆粒的分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) C．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的 D．當(dāng)分子間

2、距增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小 解析：溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)就越顯著，A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的，C錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距增大時(shí)，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(shí)，體積變化，下列正確的說(shuō)法是( A ) A．分子平均動(dòng)能不變，分子勢(shì)能減小 B．分子平均動(dòng)能減小，分子勢(shì)能增大 C．分子平均動(dòng)能不變，分子勢(shì)能增大 D．分子平均動(dòng)能增大，分子勢(shì)能減

3、小 解析：因?yàn)?℃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?。灰?yàn)閮?nèi)能包括分子動(dòng)能和分子勢(shì)能，由于溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，因此放出的部分能量應(yīng)該是由分子勢(shì)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(xiàng)正確。 4．(貴州丹寨民族高中2015年高二檢測(cè))右圖是某一微粒的

4、布朗運(yùn)動(dòng)路線圖。若t＝0時(shí)刻它在O點(diǎn)，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(yùn)動(dòng)軌跡 B．t＝12.5s時(shí)刻，微粒應(yīng)該在bc線上 C．線段Oa的長(zhǎng)度是微粒前5s內(nèi)的路程大小 D．雖然t＝30s時(shí)微粒在f點(diǎn)，但它不一定是沿ef方向到達(dá)f點(diǎn)的 解析：圖中直線是相鄰兩時(shí)刻微粒對(duì)應(yīng)位置的連線，也是這段時(shí)間內(nèi)微粒的位移，但不是微粒的運(yùn)動(dòng)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(shuō)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(shì)能就增大，反之分子勢(shì)能就減小 C．1℃等于1K D．如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)同時(shí)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡 解析：相同溫度時(shí)，所有氣體的分子平均動(dòng)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(cuò)誤；分子力做功與重力做功相類(lèi)似，當(dāng)分子間作用力做正功時(shí)，分子勢(shì)能一定減小，故B錯(cuò)誤；攝氏溫度的0℃與熱力學(xué)溫度的273K相同，則C錯(cuò)誤；根據(jù)溫度的定義，如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，D正確。 6．實(shí)驗(yàn)室有一支讀

6、數(shù)不準(zhǔn)確的溫度計(jì)，在測(cè)冰水混合物的溫度時(shí)，其讀數(shù)為20℃；在測(cè)1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度時(shí)，其讀數(shù)為80℃。下面分別是溫度計(jì)示數(shù)為41℃時(shí)對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度和實(shí)際溫度為60℃時(shí)溫度計(jì)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(jì)每一刻度表示的實(shí)際溫度為℃＝℃，當(dāng)它的示數(shù)為41℃時(shí)，它上升的格數(shù)為41－20＝21(格)，對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度應(yīng)為21×℃＝35℃；同理，當(dāng)實(shí)際溫度為60℃時(shí)，此溫度計(jì)應(yīng)從20開(kāi)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(wú)錫市天一中學(xué)2016年高二

7、下學(xué)期期中)分子動(dòng)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(shuō)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)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(shì)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(kuò)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(yùn)動(dòng)是因?yàn)榇罅克肿訉?duì)它的撞擊作用力不平衡導(dǎo)致的，并且沒(méi)有規(guī)則，這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，故A正確；當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子間作用力最小，所以當(dāng)分子間距離從r0處增大時(shí)，分子力先增大后減小，故B

8、錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距離等于r0時(shí)，分子間的勢(shì)能最小，分子可以從距離小于r0處增大分子之間距離，此時(shí)分子勢(shì)能先減小后增大，故C正確；溫度越高，分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度越大，因此在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)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(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是( BC ) A．氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開(kāi)，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢(shì)能的緣故 B．一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動(dòng)能不變 C．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)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(shì)能也就不存在了，所以氣體在沒(méi)有容器的約束下散開(kāi)是分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，所以A錯(cuò)。100℃的水變成同溫度的水蒸氣，分子的平均動(dòng)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(dòng)能增大，熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也增大，這是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，但就每一個(gè)分子來(lái)講，速率不一定增加，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9．(河北省邢臺(tái)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(shí)，如果不和外界交換能量，則( AD ) A．從兩者開(kāi)始接觸到熱平衡的整個(gè)過(guò)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(shí)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(shí)，銅塊的溫度是T＝ D．達(dá)到熱平衡時(shí)，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(shí)，兩者的溫度一定相等，故A、D正確，B錯(cuò)誤，由Q＝cmΔt知銅塊和鐵塊的比熱容不同，達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度T≠，C錯(cuò)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(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)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(shì)能的最小值為－E0。若兩分子所具有的總能量為0，則下列說(shuō)法中正確的

11、是( BD ) A．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，加速度最大 B．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，其動(dòng)能為E0 C．乙分子在Q點(diǎn)(x＝x1)時(shí)，處于平衡狀態(tài) D．乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1 解析：分子處于r0位置時(shí)所受分子合力為零，加速度為零，此時(shí)分子勢(shì)能最小，分子的動(dòng)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(shí)加速度為零，A錯(cuò)誤；x＝x2位置，勢(shì)能為－E0，因總能量為0，則動(dòng)能為E0，B項(xiàng)正確；在Q點(diǎn)，Ep＝0，但分子力不為零，分子并非處于平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在乙分子沿x軸向甲分子靠近的過(guò)程中，分子勢(shì)能先減小后增大，分子動(dòng)能先增大后減小，即分子的速度先增大后減小，到Q點(diǎn)分

12、子的速度剛好減為零，此時(shí)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(yùn)動(dòng)的范圍為x≥x1，D項(xiàng)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(diǎn)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(kāi)始相互接近。若兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，下列說(shuō)法正確的是ACE。 A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能增加，勢(shì)能減小 B．在r

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

14、1010個(gè)。(阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol－1)；由此可知布朗運(yùn)動(dòng)不是(選填“是”或“不是”)分子的運(yùn)動(dòng)。 解析：顯微鏡放大的線度，即直徑。 小顆粒的實(shí)際體積V＝m3① 碳的摩爾體積Vmol＝＝m3② 則碳粒個(gè)數(shù)N＝NA③ 解①②③得：N＝5.2×1010個(gè) 可見(jiàn)每一個(gè)小炭粒都含有大量的分子，由此可知，布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)。 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(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)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(pán)里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)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(zhǎng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑7×10－10m。[(2)，(3)兩問(wèn)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(gè)數(shù)為110個(gè)，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(jì)算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)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(gè)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(gè)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(tái)。再嚴(yán)重下去，瓶裝純凈空氣也會(huì)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(jì)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(gè)氣體分子？ 答案：(1)4.8×10－26kg　(2)6.5×10－4kg　 (3)1.3×1022個(gè) 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(gè) 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(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥被頂起時(shí)，停止加熱。 (1)若此時(shí)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(gè)數(shù)。 (2)若室溫為20℃，壓力閥被頂起時(shí)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(gè)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(guó)麻省理工學(xué)院教授威斯哥夫根據(jù)能量的觀 點(diǎn)解釋地球上的山峰為什么不能太高，他的觀點(diǎn)是：山太高，則山太重，太重則會(huì)下沉，山下沉則重力勢(shì)能減少，減少的勢(shì)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(shì)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(jiǎn)化成一個(gè)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(gè)個(gè)單獨(dú)的分子而存在。 (1)試導(dǎo)出用以下各物理量的符號(hào)表示的山的最大高度h的表達(dá)式。 SiO2

20、的相對(duì)分子質(zhì)量A＝60g/mol； SiO2熔解時(shí)每個(gè)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(shì)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。