2021全国高三(上)期中物理汇编：分子动理论.docx

2021全国高三（上）期中物理汇编
分子动理论
一、单选题
1．分子力F随分子间距离r的变化如图所示，将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　）

A．从r=r2到r=r0分子间引力增大、斥力减小
B．从r=r2到r=r1分子力的大小先减小后增大
C．从r=r2到r=r0分子势能一直减小
D．从r=r2到r=r1分子动能一直增大
2．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验时应先将油酸酒精溶液滴入水中，再将痱子粉撒在水面上
B．实验时可观察到油膜的面积一直扩张直至面积稳定
C．实验中待油膜面积稳定后用刻度尺测量油膜的面积
D．计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积
3．用单分子油膜法估测油酸分子（视为球体）的直径后，若已知阿伏加德罗常数，则能算出（　　）
A．油滴的体积 B．油酸的摩尔体积 C．油滴的质量 D．油酸的摩尔质量
4．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是分子的运动
B．温度越高布朗运动越明显
C．悬浮颗粒越大布朗运动越明显
D．分子之间的作用力总表现为引力
5．在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体（　　）
A．分子的无规则运动停息下来 B．每个分子的速度大小均相等
C．每个分子的动能保持不变 D．分子的密集程度保持不变
6．根据分子动理论，物质分子之间的距离为某一个值时，分子所受的斥力和引力相等，则此时（　　）
A．分子力最大
B．分子具有最小势能
C．引力和斥力都是最大值
D．引力和斥力都是最小值
7．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，使用到的研究方法是（　　）
A．等效替代法 B．理想模型法
C．微小量放大法 D．控制变量法
8．下列说法正确的是（　　）
A．可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等
B．某理想气体的摩尔体积为，阿伏加德罗常数为，则该理想气体单个的分子体积为
C．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先增大后减小
D．扩散现象与布朗运动都是分子热运动
9．在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为（　　）

A．7×10-8m B．1×10-8m C．7×10-10m D．1×10-10m
10．密闭的玻璃杯内气体温度升高时，气体（　　）
A．分子数增加 B．每个分子的动能增加
C．密度增加 D．每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多
11．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）
A．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加
B．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和
C．一定量的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加
D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力
12．下列说法正确的是
A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
二、多选题
13．下列说法正确的是（　　）
A．某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的自身体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为
B．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越不明显
C．若两个分子在相互靠近的过程中分子力逐渐增大，分子势能也可能逐渐增大
D．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
E．夏天荷叶上小水珠大致呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故
14．不同的物理概念、物理规律间往往存在内在的联系，分子间存在着分子力，又由于分子间的相互作用而存在与相对距离有关的分子势能如图所示为分子力随分子间距离的变化规律图线，由图象可知下列选项正确的是（　　）

A．c位置分子力最小
B．b位置分子势能最小
C．c到d的过程分子势能一直增大
D．a到d的过程分子力先减小后增大
E．a到d的过程分子势能先减小后增大
15．关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是(　　)
A．当分子间距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力
B．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力
C．当分子间的距离r10－9 m时，分子间的作用力可以忽略不计
三、填空题
16．因为分子之间存在分子力，具有与其相对位置有关的能量称为_________；分子力做正功，该能量会_________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
17．如图所示为分子间的相互作用力随分子间距离变化的图像，根据所学的知识和图像回答下面问题：表示分子力的是图线______，表示分子斥力的是图线______；在r0处分子之间的引力和斥力大小_____，分子间势能_______（填“最大”或“最小”）。

18．宇航员王亚平太空授课呈现了标准水球，这是由于水的表面张力引起的。在水球表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为引力。如图，所示，A位置固定一个水分子甲，若水分子乙放在C位置，其所受分子力恰为零，则将水分子乙放在如图______之间（填“AC”或“BC”），其分子力表现为引力。若空间两个分子间距从无限远逐渐变小，直到小于r0，则分子势能变化的趋势是______。

19．由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_____（选填“引力”或“斥力”）．分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中______（选填“A”“B”或“C”）的位置．

四、实验题
20．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸用注射器测得上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水且表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为。

（1）下列有关该实验的说法正确的是__________。
A．本实验也可直接将纯油酸滴水面上测量
B．本实验将油膜看成单分子油膜
C．本实验忽略了分子的间隙
D．测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，全部舍去
（2）该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为___________；油酸膜的面积是___________；按以上实验数据估测出油酸分子的直径为___________。（最后1空保留2位有效数字）。
21．在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学按如下操作：
a.在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积
b.在装有水、撒适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，使薄膜形状稳定
c.将玻璃板放在浅盘上，将油膜形状描绘在玻璃板上
d.将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径
(1)其中有操作错误的步骤是________。
(2)已知油酸酒精溶液中油酸体积所占比例为k，N滴油酸溶液体积为V，一滴油酸溶液形成油膜的面积为S，则油酸分子的直径为________。

参考答案
1．C
【详解】A．从r=r2到r=r0分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误；
B．由图可知，在r=r0时分子力为零，故从r=r2到r=r1分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；
C．分子势能在r=r0时最小，故从r=r2到r=r0分子势能一直在减小，故C正确；
D．从r=r2到r=r1分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，故D错误。
故C正确。
2．D
【详解】A．为了使油酸分子紧密排列，实验时先将痱子粉均匀洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，A错误；
B．油膜的面积不是一直扩张，B错误；
C．由于油膜形状不规则，故不能用刻度尺测量油膜的面积，C错误；
D．根据实验原理可知，计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积，D正确。
故选D。
3．B
【详解】用油膜法测出分子直径后，可算出单个油膜分子的体积，乘以阿伏加德罗常数即得油酸的摩尔体积。
故选B。
4．B
【详解】A．布朗运动是液体中小颗粒的无规则运动，间接反应液体分子的无规则运动，A错误；
BC．温度越高、颗粒越小，布朗运动越明显，B正确，C错误；
D．当分子间距时分子之间的作用力表现为引力，当分子间距时分子之间的作用力表现为斥力，D错误。
故选B。
5．D
【详解】A．物体中分子永不停息地做无规则运动，与放置时间长短无关，故A错误；

BC．物体中分子热运动的速率大小不一，各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变，故BC错误。
D．由于容器密闭，所以气体体积不变，则分子的密集程度保持不变，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】当分子间距离等于平衡距离时，分子间相互作用的引力与斥力相等，分子力为零，分子势能最小，当分子间距离变小时，分子间的引力与斥力都变大，分子力表现为斥力，分子势能增大；
当分子间距离大于平衡距离时，分子间的引力与斥力都减小，分子力表现为引力，分子势能增大，故B正确，ACD错误。
故选B。
7．B
【详解】在测量一滴油酸酒精溶液体积用了累积法，采用了借助物理模型间接测量的方法，在坐标纸上甲酸油膜轮廓内面积时用了估算法，应用油膜法测分子直径，其实验的原理是将油酸分子看成是球形的，测出油的体积，然后让油在水面上形成单分子油膜，测出油膜的面积，油的体积除以油膜的面积就是油膜的厚度，即油分子的直径，该方法采用了理想模型法，没有用到等效替代法、微小量放大法及控制变量法。
故选B。
8．A
【详解】A．温度是分子平均动能的标志，则可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，但是由于分子数不等，则内能一定不相等，故A正确；
B．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个分子占据的空间的体积为，故B错误；
C．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大；分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，故C错误；
D．扩散现象是分子的热运动，布朗运动不是分子的热运动，故D错误。
故选A。
9．C
【详解】1滴油酸酒精溶液中油酸的体积为

油膜的面积为

油酸分子直径为

故选C。
10．D
【详解】AC．由于是密闭玻璃杯内的气体，质量一定，体积一定，则分子数不变，密度不变，故AC错误；
B．温度升高，气体分子的平均动能增加，但不是每个分子的动能都增加，故B错误；
D．变化为等容变化，温度升高，分子密度不变但分子平均动能增大，故每秒撞击单位面积的器壁的分子数增多，故D正确。
故选D。
11．B
【详解】气体温度升高，分子的平均动能增大，但并不是所有分子的速率都增加，故A错误；根据物体内能的定义可知，一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和．故B正确； 一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，温度不变，其分子平均动能不变，吸收的热量转化为分子势能，故C错误； 气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子做永不停息的热运动的结果，故D错误．
12．A
【详解】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强
A．温度是分子平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故B错误；
C．由压强公式可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有关，故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误．
13．BCE
【详解】A. 某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的自身体积为V0，则阿伏加德罗常数不可以表示为，因为气体的分子间隔比较大，故A错误；
B. 悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越不明显，故B正确；
C. 若两个分子在相互靠近的过程中分子力逐渐增大，分子势能也可能逐渐增大，故C正确；
D. 当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，故D错误；
E. 夏天荷叶上小水珠大致呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故，球形表面积最小，故E正确。
故选BCE。
14．BCE
【详解】A．由图可知，b位置分子力最小为0，故A错误；
BC．b位置左侧分子力表现为斥力、右侧分子力表现为引力，则a到b的过程分子力一直做正功，分子势能一直减小；b到d的过程，分子引力做负功，分子势能一直增大，故B、C正确；
D．由图可知，a到d的过程，分子力先减小后增大再减小，故D错误；
E．a到b的过程，分子势能一直减小，b到d的过程，分子势能一直增大，则a到d分子势能先减小后增大，故E正确。
故选BCE。
15．CD
【详解】当分子间距离r＝r0时，分子力为零，此时分子间的引力等于斥力，选项A错误；分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，选项B错误；当分子间的距离r10－9 m时，分子间的作用力可以忽略不计，选项D正确．
16．     分子势能     减小
【详解】[1] 分子间与其相对位置有关的能量称分子势能
[2] 分子力做正功，分子势能减小
17．     b     a     相等     最小
【详解】[1]分子之间的斥力和引力是同时存在的。在F-r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力；因此表示分子力的是图线b。
[2]表示分子斥力的是图线a。
[3]在r0处分子之间的引力和斥力大小相等。
[4]在r0处分子之间的引力和斥力大小相等，分子间势能最小。
18．     BC     先减小再增大
【详解】[1]依题意，水分子乙放在C位置，其所受分子力恰为零，当两分子距离大于r0，即将水分子乙放在如图BC之间，其分子力表现为引力。
[2]若空间两个分子间距从无限远逐渐变小，直到等于r0，分子力做正功，分子势能减小。当分子间距小于r0后再继续减小，分子力做负功，分子势能增加。故分子势能变化的趋势是先减小再增大。
19．     引力     C
【详解】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由于当分子间距离为时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于 ，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C位置．
20．     BC          288    
【详解】（1）[1]A．1滴纯油酸所包含的油酸分子数量过大，不易在水面上形成单分子油膜，故A错误；
B．油酸的分子式为C17H33COOH，它的一部分是羧基-COOH，对水有很强的亲合力；另一部分C17H33-对水没有亲合力而要冒出水面。因此油酸分子会一个个地直立在水面上形成单分子油膜，故B正确；
C．本实验中，将油酸分子视为球形，并紧密排列在一起，即忽略了分子的间隙，故C正确；
D．测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，所以超过半格的算一格，不足半格的舍去，故D错误。
故选BC。
（2）[2] 该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为

[3]油酸膜的面积是

[4]按以上实验数据估测出油酸分子的直径为

21．     a    
【详解】(1)[1]用量筒测一滴溶液的体积，无法操作，即使测量，误差也很大，要测出一滴油酸酒精溶液的体积，应在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液，测出其体积为V，然后求出一滴该溶液的体积为V1＝，故有操作错误的步骤是a；
(2)[2]一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
V2＝
一滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为S，那么油酸分子直径为
d＝
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