第一章測評(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.下列現象中,不能用分子動理論來解釋的是()A.白糖放入裝有熱水的杯中,杯中的水會變甜B.大風吹起時,地上的塵土飛揚C.一滴紅墨水滴入一杯水中,過一會杯中的水變成了紅色D.把兩塊純凈的鉛塊用力壓緊,兩塊鉛合在了一起答案B解析白糖放入熱水中,水變甜,說明糖分子在永不停息地做無規則運動,故A正確;大風吹起時,地上的塵土飛揚,是空氣的對流,屬于機械運動,故B錯誤;一滴紅墨水滴入一杯水中,過一會杯中的水變成了紅色,說明分子在永不停息地做無規則運動,故C正確;把兩塊純凈的鉛塊用力壓緊后,兩個鉛塊的接觸面分子之間的距離比較大,分子間的作用力表現為引力,使兩個鉛塊結合在一起,故D正確。2.乙醇噴霧消毒液和免洗洗手液的主要成分都是酒精,則下列說法正確的是()A.在房間內噴灑乙醇消毒液后,會聞到淡淡的酒味,這是酒精分子做布朗運動的結果B.在房間內噴灑乙醇消毒液后,會聞到淡淡的酒味,與分子運動無關C.使用免洗洗手液洗手后,手部很快就干爽了,是由于液體分子擴散到了空氣中D.使用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液體變為同溫度的氣體的過程中,內能不變答案C解析在房間內噴灑乙醇消毒液后,會聞到淡淡的酒味,這是酒精分子擴散的結果,擴散現象本質就是分子無規則的運動,故A、B錯誤。因為一切物質的分子都在永不停息地做無規則運動,所以使用免洗洗手液后,手部很快就干爽了,是由于液體分子擴散到了空氣中,故C正確。洗手液中的酒精由液體變為同溫度的氣體的過程中,溫度不變,分子平均動能不變,但是分子之間的距離變大,分子勢能變化,所以內能也要變化,故D錯誤。3.只要知道下列哪一組物理量,就可以估算出氣體分子間的平均距離()A.阿伏加德羅常數、氣體摩爾質量和質量B.阿伏加德羅常數、氣體摩爾質量和密度C.阿伏加德羅常數、氣體質量和體積D.該氣體的密度、體積和摩爾質量答案B解析知道阿伏加德羅常數、氣體摩爾質量和質量,可以求出分子質量,但求不出分子所占空間的體積,求不出分子間的平均距離,故A錯誤;已知氣體的密度、摩爾質量和阿伏加德羅常數可以求出分子所占空間的體積,進一步求出分子間的平均距離,故B正確;知道阿伏加德羅常數、氣體質量與體積,可以求出氣體的密度,求不出氣體分子所占空間的體積,求不出氣體分子間的平均距離,故C錯誤;知道該氣體的密度、體積和摩爾質量,可以求出該體積氣體物質的量,求不出氣體分子所占空間的體積,求不出分子間的平均距離,故D錯誤。4.如圖所示,甲分子固定在坐標原點O,乙分子位于x軸上,甲、乙兩分子間的作用力與兩分子間距離的關系如圖中曲線所示,F>0為斥力,F<0為引力。a、b、c、d為x軸上四個特定的位置,在將乙分子從a移動到d的過程中,兩分子間的分子力和分子勢能同時都增大的階段是()A.從a到b B.從b到c C.從b到d D.從c到d答案D解析根據分子力做功與分子勢能變化的關系,分子力做正功,分子勢能減少,分子力做負功,分子勢能增加,可知從c到d符合,故D選項正確。5.如圖,橫坐標v表示分子速率,縱坐標f(v)表示各等間隔速率區間的分子數占總分子數的百分比。圖中曲線能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規律的是()A.曲線① B.曲線② C.曲線③ D.曲線④答案D解析根據氣體分子速率分布規律可知,某一速率范圍內分子數量最大,速率過大或過小的數量較少,曲線向兩側逐漸減少,故曲線④符合題意,選項D正確。本題易錯選B,注意曲線②上速率為零的分子占有總分子數的比率很大,這是不可能的。6.在觀察布朗運動的實驗過程中,每隔5s記錄下顆粒的位置,最后將這些位置用直線依次連接,如圖所示,則下列說法正確的是()A.圖中軌跡就是顆粒無規則運動的軌跡B.圖中軌跡就是顆粒分子無規則運動的軌跡C.實驗中可以看到,微粒越大,布朗運動越明顯D.由圖可以看出布朗運動是無規則的答案D解析由于是每隔5s記錄下顆粒的位置,最后將這些位置用直線依次連接,并不知道這5s時間內顆粒的運動軌跡(其實這5s內的軌跡也是無規則的),所以記錄下的并不是顆粒的實際運動軌跡,也不是顆粒分子的運動軌跡,選項A、B錯誤;根據實驗可以看出顆粒越小,布朗運動越顯著,選項C錯誤;根據圖可以看出布朗運動是無規則的,選項D正確。7.(2021上海交大附中模擬)1kg、0℃的水變成0℃的冰的過程中,以下說法正確的是()A.分子的平均動能變小 B.分子勢能變小C.內能變大 D.內能不變答案B解析同一物體溫度相同,則分子的平均動能相同;水變成冰的過程需向外界放出熱量,則內能減小,分子勢能變小,選項B正確。二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。全部選對得6分,選對但選不全的得3分,有錯選的得0分)8.氣溶膠是指懸浮在氣體介質中的固態或液態顆粒所組成的系統。這些固態或液態顆粒的密度與氣體介質的密度可以相差微小,也可以相差很大,顆粒的大小一般在0.001~1000μm。已知布朗運動微粒大小通常在10-6m數量級。下列說法正確的是()A.當固態或液態顆粒很小時,能很長時間都懸浮在氣體中,顆粒的運動屬于布朗運動,能長時間懸浮是因為氣體浮力作用B.當顆粒尺寸較大時,由于與氣體介質的密度差大,沉降顯著,這是顆粒自身重力的原因C.做布朗運動時,固態或液態顆粒越小,布朗運動越劇烈D.布朗運動是氣體介質分子的無規則的運動答案BC解析布朗運動是固態或液態顆粒受到氣體分子無規則熱運動撞擊導致的,不是氣體浮力作用的結果,故A錯誤;大顆粒因為顆粒重力的作用,沉降迅速,故B正確;做布朗運動時,固態或液態顆粒越小,受到氣體分子無規則撞擊的不平衡性越明顯,布朗運動越劇烈,故C正確;布朗運動是指懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒的無規則運動,不是氣體介質分子的無規則的運動,故D錯誤。9.(2020四川模擬)如圖所示,將甲分子固定于坐標原點O處,乙分子放置于r軸上距離O點很遠的r4處,r1、r2、r3為r軸上的三個特殊的位置,甲、乙兩分子間的分子力F和分子勢能Ep隨兩分子間距離r的變化關系分別如圖中兩條曲線所示,設兩分子間距離很遠時,Ep=0。現把乙分子從r4處由靜止釋放,下列說法正確的是()A.虛線1為Ep-r圖線,實線2為F-r圖線B.當分子間距離r<r2時,甲、乙兩分子間只有分子斥力,且分子斥力隨r減小而增大C.乙分子從r4到r2做加速度先增大后減小的加速運動,從r2到r1做加速度增大的減速運動D.乙分子從r4到r1的過程中,分子勢能先增大后減小,在r1位置時分子勢能最小答案AC解析當分子力為零時,分子勢能最小,則虛線1為Ep-r圖線,實線2為F-r圖線,故A正確;甲、乙兩分子間分子斥力和引力同時存在,故B錯誤;乙分子從r4到r2的過程,受到分子引力作用而做加速運動,由實線2知,分子力先增大后減小,則加速度先增大后減小,乙分子從r2到r1的過程,受到逐漸增大的斥力作用,則乙分子做加速度增大的減速運動,故C正確;乙分子從r4到r1的過程中,分子力先做正功后做負功,分子勢能先減小后增大,在r2位置時分子勢能最小,故D錯誤。10.(2020河南鄭州模擬)下列說法正確的有()A.在完全失重的情況下,密封容器內的氣體對器壁的頂部沒有作用力B.一定量的氣體,在壓強不變時,分子每秒對單位面積器壁的平均碰撞次數隨著溫度降低而增加C.某氣體的摩爾質量為M,密度為ρ,阿伏加德羅常數為NA,則該氣體的分子體積為V0=MD.溫度高的物體內能不一定大,但分子平均動能一定大答案BD解析根據壓強的微觀意義可知,密封容器內的氣體對器壁的作用力與是否失重無關,故A錯誤;根據壓強的微觀意義可知,當氣體的壓強不變時,單位時間內作用在單位面積上的力不變,溫度降低時,分子的平均動能減小,分子對器壁的平均撞擊力減小,所以在壓強不變時,分子每秒對單位面積器壁的平均碰撞次數隨著溫度降低而增加,故B正確;氣體分子間距較大,氣體的分子體積不等于MρNA,故C錯誤;溫度是分子平均動能的標志,溫度高的物體的分子平均動能一定大,但物體的內能與物體的物質的量、溫度、體積等都有關,所以溫度高的物體的內能不一定大,三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(8分)(2020山東淄博模擬)我國橋梁建設取得了舉世矚目的成就,圖甲是建造某大橋時將長百米、重千余噸的鋼梁從江水中吊起的情景。施工時采用了將鋼梁與水面成一定傾角出水的起吊方案,為了探究該方案的合理性,某研究性學習小組做了兩個模擬實驗。實驗1:研究將鋼板從水下水平拉出的過程中拉力的變化情況。實驗2:研究將鋼板從水下以一定傾角拉出的過程中拉力的變化情況。(1)用到的實驗器材有:鋼板、細繩、水盆、水、支架、刻度尺、計時器和等。

(2)根據圖乙中的實驗曲線可知,實驗2中的最大拉力比實驗1中的最大拉力小N,鋼板完全浸沒在水中時受到的浮力是N。(結果均保留兩位有效數字)

(3)根據分子動理論,實驗1中最大拉力明顯大的原因是

。

答案(1)彈簧測力計(力傳感器)(2)0.600.35(3)鋼板即將出水時,鋼板與水面的接觸面積大,分子之間存在引力解析(1)因為本實驗是要判斷拉力的變化情況,故應用到彈簧測力計或力傳感器。(2)由題圖乙可得,實驗1中拉力的最大值為4.35N,實驗2中拉力的最大值為3.75N,所以實驗2中的最大拉力比實驗1中的最大拉力小0.60N,由題圖乙知,鋼板離開水面后彈簧測力計的示數為3.75N,則鋼板重力G=3.75N,0~2s鋼板完全浸沒在水中,F示=3.40N,鋼板完全浸沒在水中時受到的浮力F浮=G-F示=3.75N-3.40N=0.35N。(3)鋼板即將出水時,鋼板與水面的接觸面積大,分子之間存在引力,使得實驗1中最大拉力明顯大。12.(10分)在用油膜法估測分子大小的實驗中,具體操作如下:①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶內,然后向瓶中加入酒精,直到液面達到250mL的刻度為止,搖動容量瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液;②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,記錄滴入的滴數直到在量筒中達到1.0mL為止,恰好共滴了100滴;③在邊長約40cm的淺盤內注入約2cm深的水,將細石膏粉均勻地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,輕輕地向水面滴一滴溶液,酒精揮發后,油酸在水面上盡可能地散開,形成一層油膜,膜上沒有細石膏粉,可以清楚地看出油膜輪廓;④待油膜形狀穩定后,將事先準備好的玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上用彩筆繪出油膜的輪廓;⑤將畫有油膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0cm的方格紙上,算出完整的方格有67個,大于半格的有14個,小于半格的有19個。(1)這種估測方法是將每個分子視為,讓油酸盡可能地在水面上散開,則形成的油膜可視為,這層油膜的厚度可視為油酸分子的。

(2)利用上述具體操作中的有關數據可知一滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為m3,油膜面積為m2,求得的油酸分子直徑為m。(結果全部取兩位有效數字)

答案(1)球形單分子油膜直徑(2)4.0×10-128.1×10-34.9×10-10解析(1)略。(2)一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V=1100×0.1250mL=4.0×10-6mL=4.0×形成油膜的面積S=(1.0)2×(67+14)cm2=8.1×10-3m2油酸分子的直徑d=VS=4.9×10-10m13.(6分)將甲分子固定在坐標原點O,乙分子位于x軸上,甲、乙分子間作用力與分子間距離的關系圖像如圖所示。若質量為m=1×10-26kg的乙分子從r3(此處分子勢能為0)處以v=100m/s的速度沿x軸負方向向甲分子飛來,且僅受分子力作用,則乙分子在運動中能達到的最大分子勢能為多少?答案5×10-23J解析在乙分子靠近甲分子的過程中,分子力先做正功,后做負功,分子勢能先減小,后增大。分子動能和分子勢能之和不變。當速度為0時,分子勢能最大。Epm=ΔEk減=12mv2=12×1×10-26×1002J=5×10-2314.(14分)很多轎車中設有安全氣囊以保障駕乘人員的安全。轎車在發生一定強度的碰撞時,利用疊氮化鈉(NaN3)產生氣體(假設都是N2)充入氣囊。若氮氣充入后安全氣囊的容積V=56L,氣囊中氮氣密度ρ=2.5kg/m3,已知氮氣摩爾質量M=0.028kg/mol,阿伏加德羅常數NA=6.02×1023mol-1。試估算:(結果均保留一位有效數字)(1)氣囊中氮氣分子的總個數N;(2)氣囊中氮氣分子間的平均距離。答案(1)3×1024(2)3×10-9m解析(1)設氮氣的物質的量為n,則n=ρV氮氣的分子總數N=ρVMN代入數據得N=3×1024。(2)每個分子所占的空間V0=VN,設分子間的平均距離為a,則有V0=a即a=3代入數據得a=3×10-9m。15.(16分)金剛石俗稱“金剛鉆”,也就是我們常說的鉆石,它是一種由純碳組成的礦物,也是自然界中最堅硬的物質。已知金剛石的密度ρ=4560kg/m3,碳原子的摩爾質量為1.2×10-2kg/mol,現有一塊體積V=5.7×10-8m3的金剛石,阿伏加德羅常數為6.02×1023mol