2019高中物理第七章分子动理论单元测评(对点练巩固练)(含解析)新人教版.doc

分子动理论单元测评
　本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分120分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷 (选择题，共55分)

一、选择题(每小题5分，共55分)
1．(多选)关于布朗运动，下列说法中正确的是(　　)
A．布朗运动是液体中的悬浮颗粒在周围液体分子的撞击下做的无规则运动
B．布朗运动中小颗粒运动的轨迹，就是分子无规则运动的轨迹
C．同一时刻撞击到悬浮颗粒的液体分子数越多，布朗运动越明显
D．同一时刻撞击到悬浮颗粒的液体分子数越少，布朗运动越明显
答案　AD
解析　布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒受液体分子永不停息地撞击，且撞击力不平衡而造成的，同一时刻，撞击到颗粒上的液体分子数越多，从统计学的角度来说，撞击造成的平衡性反而越好，因此，布朗运动越不明显；反之，撞击的数目越少，平衡性越差，布朗运动越明显，故选项A、D正确。
2．严冬，湖面上结了厚厚的冰，为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是(　　)
A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数
B．取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度
C．取一塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数
D．手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，待较长时间后取出立即读出示数
答案　C
解析　要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数。可隔着冰又没法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原热平衡下的温度，所以A的做法不正确，C的做法正确；B、D的做法也失去了原来的热平衡，水瓶提出后，再用温度计测，这时，周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的温度。
3．(多选)根据分子动理论，下列说法正确的是(　　)
A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比
B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的永不停息的无规则运动，就是分子的运动
C．分子间相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而减小
D．分子势能随着分子间的距离的增大，可能先减小后增大
答案　CD
解析　气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比为一个气体分子所占据的空间，而非一个气体分子的体积，A错误。墨水中小炭粒的无规则运动为固体小颗粒的无规则运动，而非分子运动，B错误。分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小，C正确。当两分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，此时分子势能随分子间距离的增大而减小；当两分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，此时分子势能随分子间距离的增大而增大，D正确。
4．对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是(　　)
A．两种物质的动能相同
B．水银的动能比水的大
C．两种物质的分子平均速率相同
D．水银分子的平均速率比水分子的平均速率小
答案　D
解析　温度是物体分子平均动能大小的标志，只要物体的温度相同，则表示分子的平均动能就相同，因不同物体的分子质量不同，所以在分子平均动能相同的情况下，分子质量越大，分子的平均速率越小，故C错误，D正确；动能是物体的宏观能量，由物体的质量和运动状态决定，与物体的温度无关系，所以A、B错误。
5．(多选)两个分子由于距离发生变化而使得分子势能变小，则可以判断在这一过程中(　　)
A．一定是分子力做了正功
B．两个分子间的相互作用力可能增大
C．两个分子间的距离一定变大
D．两个分子间的相互作用力一定是引力
答案　AB
解析　分子势能减小一定是分子力做正功，这可能是引力做正功(分子间距变小)或斥力做正功(分子间距变大)。
6．关于物体的内能，正确的说法是(　　)
A．温度、质量相同的物体具有相等的内能
B．物体的内能与物体的体积有关
C．机械能越大的物体，内能也一定越大
D．温度相同的物体具有相同的内能
答案　B
解析　物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能。温度相同分子平均动能相同，质量相同分子个数不一定相同，分子势能也不一定相同，故A、D错误；物体的内能与机械能没有必然的联系，内能与热运动相对应，机械能与机械运动相对应，内能由物体的温度、体积、分子数决定，而机械能由物体运动的速度、离地高度等条件决定，故C错误，B正确。
7．下列哪些事实可以说明分子间存在斥力(　　)
A．压缩理想气体时要用力 B．固体很难被压缩
C．气体会无限扩散D．上述三条都不对
答案　B
解析　理想气体间无分子力作用，压缩时主要克服分子碰撞所产生的压力，与分子斥力无关系，所以选项A错；固体分子在通常情况下，间距基本为平衡距离，分子间存在相互作用的引力和斥力，压缩时，克服斥力做功，所以选项B正确；气体扩散是由于分子的无规则运动，所以C、D错误。
8．(多选)阿伏加德罗常数为N(mol－1)，铝的摩尔质量为M(kg/mol)，铝的密度为ρ(kg/m3)，则下列说法正确的是(　　)
A．1 kg铝所含原子数为ρN
B．1 m3铝所含原子数为
C．1个铝原子的质量为 kg
D．1个铝原子所占的体积为 m3
答案　BCD
解析　一个铝原子的质量m＝ kg，C正确；铝的摩尔体积为V＝，所以1个铝原子占有的体积为V0＝＝，D正确；因1个铝原子占有的体积是，所以1 m3铝所含原子的数目n＝＝，B正确；又因一个铝原子的质量m＝，所以1 kg铝所含原子的数目n′＝＝，A错误。
9．(多选)下列说法正确的是(　　)
A．一切互为热平衡的物体具有相同的温度
B．热平衡定律还提供了测量温度的方法
C．若物体A、B与C同时达到热平衡，则A、B互为热平衡
D．温度是大量分子热运动的集体表现，具有统计意义，就单个分子而言，温度没有意义
答案　ABCD
解析　热平衡的条件是：温度相等，A正确；测量温度时，就要利用温度计与待测物体达到热平衡，读出温度计的温度，即等于待测物体的温度，故B正确；A、B同时与C达到热平衡，则表示A、B同时与C的温度相同，所以A、B温度必相同，故C正确；温度是大量分子热运动的宏观表现，故D正确。
10．(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是(　　)

A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小
C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大
D．在r＝r0时，分子势能为零
E．分子动能和势能之和在整个过程中不变
答案　ACE
解析　在r>r0时，分子作用力表现为引力，在两分子靠近时，引力做正功，分子势能减小，分子动能增大，A正确；在r<r0时，分子作用力表现为斥力，在两分子靠近时，斥力做负功，分子势能增大，分子动能减小，B错误；在r＝r0时，引力和斥力相等，分子力为零，分子势能最小，分子动能最大，C正确、D错误；只有分子力做功，分子势能和分子动能之和保持不变，E正确。
11．晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体。现有一根铁质晶须，直径为d，用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形。已知铁的密度为ρ，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是(　　)
A． B．
C．D．
答案　C
解析　铁的摩尔体积：V＝，单个分子的体积：
V0＝
又因为V0＝πr3，所以分子的半径：
r＝·
分子的最大截面积：S0＝·
铁质晶须的横截面上的分子数：n＝
拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力：F0＝＝，所以C选项正确。
第Ⅱ卷 (非选择题，共65分)

二、填空题(每小题7分，共28分)
12．在体积、温度、质量、阿伏加德罗常数四个量中，与分子平均动能有关的量是________；与分子势能直接有关的量是________；与物体内能有关的量是________；联系微观量和宏观量的桥梁是________。
答案　温度　体积　温度、体积、质量　阿伏加德罗常数
解析　温度是分子平均动能的标志；分子势能与分子间的相对位置有关，从宏观上看就是物体的体积；内能是物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和，所以从宏观上看与质量、温度、体积有关，阿伏加德罗常数沟通了宏观与微观的联系。
13．热力学温标的零点为________℃，其1分度(1 K)大小等于________℃，若环境温度为23 ℃，用热力学温度表示为________K，500 K相当于________℃。
答案　－273．15　1　296．15　226．85
解析　热力学温标的零度是理论值，为－273．15 ℃，标定1 K的大小等于1 ℃的大小，所以二者之间的关系为T＝(t＋273．15) K，因此23 ℃＝296．15 K，500 K＝226．85 ℃。
14．水的分子量是18，水的密度ρ＝1．0×103 kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6．02×1023 mol－1，则
(1)水的摩尔质量M＝________kg/mol；
(2)水的摩尔体积Vm＝________m3/mol；
(3)一个水分子的体积V＝________m3；
(4)一个水分子的质量m＝________kg；
(5)水分子的直径d＝________m。
答案　(1)18×10－3　(2)1．8×10－5　(3)3×10－29
(4)3×10－26　(5)3．9×10－10
解析　(1)当物质的摩尔质量用单位g/mol时，物质的摩尔质量数值与该物质的分子量相同，水的分子量为18，则水的摩尔质量应为
M＝18 g/mol＝18×10－3 kg/mol。
(2)根据物质密度定义ρ＝，则水的摩尔体积为
Vm＝＝ m3/mol＝18×10－6m3/mol＝1．8×10－5 m3/mol。
(3)一个水分子的体积为
V＝＝ m3≈3×10－29 m3。
(4)一个水分子的质量为
m＝＝ kg≈3×10－26 kg。
(5)分子的理想模型有两种：一是球体模型，设分子直径为d，则分子的体积V＝πd3；二是正立方体模型，设立方体棱长为L，则分子的体积V＝L3。
将分子视为球体，由V＝πd3，则分子的直径为
d＝＝ m≈3．9×10－10 m。
15．利用油膜法可以粗测阿伏加德罗常数。若已知一油滴的体积为V，它在液面上铺展成单分子油膜的面积为S，这种油的摩尔质量为MA，密度为ρ，并把油分子看成小球状，则阿伏加德罗常数可表示为________。
答案　
解析　根据实验原理可知油酸分子直径d＝，分子体积V1＝πd3＝，阿伏加德罗常数NA＝，解得NA＝。
三、计算题(共37分)
16．(12分)如图所示，IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈，形成半径为7．13 nm的“原子围栏”，相邻铁原子间有间隙。估算原子平均间隙的大小。结果保留一位有效数字。(已知铁的密度为7．8×103 kg/m3，摩尔质量是5．6×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6．02×1023 mol－1)
答案　6×10－10 m
解析　一个铁原子的体积V＝，
铁原子的直径D＝，
围栏中相邻铁原子的平均间隙l＝－D，
解得l＝6×10－10 m。
17．(12分)已知铜的摩尔质量为6．4×10－2 kg/mol，密度为8．9×103 kg/m3，阿伏加德罗常数取6．0×1023 mol－1。若每个铜原子可提供1个自由电子，试估算铜导体中单位体积内有多少个自由电子？
答案　8．4×1028个
解析　体积V＝1 m3铜的物质的量为n＝＝ mol≈1．4×105 mol。1 m3铜中的铜原子数为n总＝nNA＝1．4×105×6．0×1023个＝8．4×1028个。由每个铜原子能提供1个自由电子可知，1 m3铜中含有的自由电子数n电＝n总，故铜导体中单位体积内的自由电子个数为8．4×1028个。
18．(13分)已知无烟煤的燃烧值约为3．2×107 J/kg，一块蜂窝煤约含煤250 g，水的比热容是4．2×103 J/(kg·℃)。若煤完全燃烧释放出的热60%被水吸收，求一块蜂窝煤完全燃烧后可将多少水从10 ℃加热到100 ℃？
答案　12．7 kg
解析　一块蜂窝煤完全燃烧后放出的热量Q＝0．25×3．2×107 J＝8×106 J。设一块蜂窝煤可将质量为m的水从10 ℃加热到100 ℃，则：Q·60%＝cmΔt，代入数据，解得m≈12．7 kg。