2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第1講 分子動(dòng)理論 內(nèi)能（實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大?。┱n時(shí)作業(yè)（含解析）

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1、分子動(dòng)理論 內(nèi)能（實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小） 一、選擇題 1．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無(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)體材料摻入其他元素 E．當(dāng)溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每一個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的速率一定都增大 解析：布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒在液體中的運(yùn)動(dòng)，反映液體分子的運(yùn)動(dòng)，故顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無(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，故選項(xiàng)A正確；分子間的相

2、互作用力隨著分子間距離由很小逐漸增大，r

3、的排放物是形成PM2.5的主要原因．下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中正確的是(　　) A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng) B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng) C．PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡只是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡決定的 D．倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度 E．PM2.5必然有內(nèi)能 解析：PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，A錯(cuò)誤；PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)，B正確；PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運(yùn)動(dòng)決定的，C錯(cuò)誤；倡導(dǎo)低碳生活，減少煤

4、和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，PM2.5必然有內(nèi)能，D、E正確． 答案：BDE 3．(2019·山東濟(jì)寧模擬)將一個(gè)分子P固定在O點(diǎn)，另一分子Q放在圖中的A點(diǎn)，兩分子之間的作用力與其間距的關(guān)系圖線(xiàn)如圖所示，虛線(xiàn)1表示分子間相互作用的斥力，虛線(xiàn)2表示分子間相互作用的引力，實(shí)線(xiàn)3表示分子間相互作用的合力．如果將分子Q從A點(diǎn)無(wú)初速度釋放，分子Q僅在分子力的作用下始終沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)．則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．分子Q由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，先加速再減速 B．分子Q在C點(diǎn)的分子勢(shì)能最小 C．分子Q在C點(diǎn)的加速度大小為零 D．分子Q由A點(diǎn)釋放后運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)

5、左側(cè)的過(guò)程中，加速度先增大后減小再增大 E．該圖能表示固、液、氣三種狀態(tài)下分子力的變化規(guī)律 解析：C點(diǎn)為斥力和引力相等的位置，C點(diǎn)的右側(cè)分子間作用力的合力表現(xiàn)為引力，C點(diǎn)的左側(cè)分子間作用力的合力表現(xiàn)為斥力，因此分子Q由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，分子Q一直做加速運(yùn)動(dòng)，分子的動(dòng)能一直增大，分子勢(shì)能一直減小，當(dāng)分子Q運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)左側(cè)時(shí)，分子Q做減速運(yùn)動(dòng)，分子動(dòng)能減小，分子勢(shì)能增大，即分子Q在C點(diǎn)的分子勢(shì)能最小，A錯(cuò)誤，B正確；C點(diǎn)為分子引力等于分子斥力的位置，即分子間作用力的合力為零，則分子Q在C點(diǎn)的加速度大小為零，C正確；分子Q由A點(diǎn)釋放后運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)左側(cè)的過(guò)程中，由題圖可知分子間作用力的合力先增大

6、后減小再增大，則由牛頓第二定律可知加速度先增大后減小再增大，D正確；氣體分子間距較大，分子間作用力很弱，不能用此圖表示氣體分子間作用力的變化規(guī)律，E錯(cuò)誤． 答案：BCD 4．(2019·山東泰安模擬)甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離x軸的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)乙分子在移動(dòng)過(guò)程中所具有的總能量為0，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．乙分子在P點(diǎn)時(shí)加速度為0 B．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小 C．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài) D．乙分子在P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 E．乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子間引力和斥力相等 解析：由題圖可

7、知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)乙分子受力平衡，甲、乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0，加速度為0，選項(xiàng)A、E正確；乙分子在P點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；乙分子在Q點(diǎn)時(shí)與甲分子間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，所以乙分子在Q點(diǎn)合力不為0，故不處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；乙分子在P點(diǎn)時(shí)，其分子勢(shì)能最小，由能量守恒可知此時(shí)乙分子動(dòng)能最大，選項(xiàng)D正確． 答案：ADE 二、非選擇題 5．在“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，用a mL的純油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，再用滴管取1 mL油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共n滴．現(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤(pán)內(nèi)，待

8、油膜充分展開(kāi)后，測(cè)得油膜的面積為S cm2，則： (1)估算油酸分子的直徑大小是________cm. (2)用油膜法測(cè)出油酸分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道油酸的________． A．摩爾質(zhì)量　　　　　　　 B．摩爾體積 C．質(zhì)量 D．體積 解析：(1)油酸酒精溶液的濃度為，一滴油酸酒精溶液的體積為 mL，一滴油酸酒精溶液含純油酸 mL，則油酸分子的直徑大小為d＝ cm. (2)設(shè)一個(gè)油酸分子體積為V，則V＝π()3，由NA＝可知，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，還需知道油酸的摩爾體積，B正確． 答案：(1)　(2)B 6．(2017·高考江蘇卷)(1)圖甲和乙是某同

9、學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線(xiàn)的圖片，記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均為30 s，兩方格紙每格表示的長(zhǎng)度相同．比較兩張圖片可知：若水溫相同，________(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，________(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈． (2)科學(xué)家可以運(yùn)用無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究生物蛋白分子．資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為3×10－9 m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol－1.請(qǐng)估算該蛋白的密度．(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 解析：(1)相同溫度的條件下，炭粒較小的其布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度較強(qiáng)

10、，炭粒在30 s內(nèi)無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)較明顯，比較兩圖可知甲圖中炭粒的顆粒較大；炭粒大小相同時(shí)，溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，做布朗運(yùn)動(dòng)的炭粒運(yùn)動(dòng)也越劇烈，故乙中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈． (2)摩爾體積V＝πr3NA 由密度ρ＝，解得ρ＝ 代入數(shù)據(jù)得ρ≈1×103 kg/m3 答案：(1)甲　乙　(2)1×103 kg/m3 7．空調(diào)在制冷過(guò)程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來(lái)越少，人會(huì)感覺(jué)干燥．其空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V＝1.0×103 cm3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023 mol－1.試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N； (2)一個(gè)水分子的直徑d. 解析：(1)水的摩爾體積為 Vmol＝＝ m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol 水分子總數(shù)為 N＝＝個(gè)≈3×1025個(gè)． (2)建立水分子的球體模型，有＝πd3，可得水分子直徑d＝ ＝ m≈4×10－10m. 答案：(1)3×1025 個(gè)　(2)4×10－10 m 5