试卷答案
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高二下学期物理人教版(2019版)选择性必修三 第一章 分子动理论 单元检测(B卷)(含解析)

第一章 分子动理论 单元检测(B卷)
一、单选题
1.下列关于物体内能的说法正确的是(  )
A.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B.物体中所有分子的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能
C.某个分子的动能和分子势能的总和叫做该分子的内能
D.当一个物体的机械能增加时,其内能也跟着增加
2.扩散现象说明了()
A.气体没有固定的形状和体积
B.分子间相互排斥
C.分子在不停地运动着
D.不同分子间可相互转换
3.关于物体的内能,下列说法中正确的是(  )
A.机械能可以为零,但内能永远不为零
B.温度相同、质量相同的物体具有相同的内能
C.温度越高,物体的内能越大
D.1kg的0的冰的内能与1kg的0的水的内能相等
4.如图为分子力随分子间距离变化的图像,下列关于分子力和分子势能的说法中,正确的是(  )
A.当分子力间距离为r0时分子引力小于分子斥力
B.分子间距离从r0处减小时分子引力减小,分子斥力增大
C.分子间距离减小分子势能一定增加
D.克服分子力做功分子势能一定增加
5.分子间势能与体积的关系,正确的是:(  )
A.物体的体积增大,分子间的势能增加;
B.气体分子的距离增大,分子间的势能减小;
C.物体的体积增大,分子间的势能有可能增加;
D.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均增大
6.某气体的摩尔质量是M,标准状态下的摩尔体积为V,阿伏伽德罗常数为NA,下列叙述中正确的是(  )
A.该气体在标准状态下的密度为
B.该气体每个分子的质量为
C.每个气体分子在标准状态下的体积为
D.该气体单位体积内的分子数为
7.用电脑软件模拟两个相同分子在仅受相互间分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的-x0和x0处由静止释放,如图甲所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图乙所示。取无限远处势能为零,下列说法正确的是(  )
A.A、B间距离为x1时分子力为零
B.A、B间距离为2(x1-x0)时分子力为零
C.释放时A、B系统的分子势能为
D.A、B间分子势能最小值为
二、多选题
8.氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是(  )。
A.图中两条曲线下面积相等
B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
D.与0℃时相比,100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
9.当两个分子间的距离r=r0时,分子处于平衡状态,设r1A.分子力有可能一直减小
B.分子力有可能先减小再增大最后再减小
C.分子间引力先减小后增大
D.分子间斥力一直减小
10.在用油膜法测分子大小的实验中,取体积为V1的纯油酸用酒精稀释,配成体积为V2的油酸酒精溶液,现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上,稳定后油膜的面积为S,已知油酸的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏伽德罗常数为NA,则下列说法正确的是(  )
A.该实验中假设油酸分子是球模型,油酸在水面形成了单分子油膜
B.实验中使用酒精的目的是为了稀释油酸,但是会造成油膜面积变大
C.由题目中数据可知油酸分子的直径为
D.这一滴溶液中所含的油酸分子数为
11.氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比,由图可知(  )
A.两种温度下相比较,在①状态下,氧气分子中速率大的分子占总分子的比例相对较大
B.两种状态氧气分子的平均速率不相等
C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大
D.①状态的温度比②状态的温度低
三、解答题
12.钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。设钻石的密度为,摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,请写出质量为的钻石所含有的分子数,推导钻石分子直径的表达式(计算时可认为组成钻石的分子是一个紧挨着一个的小球)。
13.一间教室长,宽,高,假设教室里的空气处于标准状况。为了估算出教室空气中气体分子的数目,有两位同学各自提出了一个方案:
方案1 取分子直径,算出分子体积,根据教室内空气的体积,算得分子数
方案2 根据化学知识,空气在标准状况下的体积。由教室内空气的体积,可算出教室内空气的摩尔数。再根据阿伏伽德罗常量,算得空气中气体分子数
请对这两种方案做一评价,并估算出你们教室空气中气体分子的数目。
14.2017年5月18日,我国在南海海域首次“可燃冰”试采成功。“可燃冰”是天然气的固体状态,深埋于海底和陆地永久冻土层中,它的主要成分是甲烷分子与水分子,是极具发展潜力的新能源。已知可燃冰可释放的天然气(标准状况下),标准状况下气体的体积为,阿伏加德罗常数取。则可燃冰所含甲烷分子数为多少?(结果保留一位有效数字)
参考答案:
1.B
【详解】A.物体内能的大小与物质的量、温度、体积以及物态有关,温度高的物体不一定比温度低的物体内能大,故A错误;
BC.内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的分子动能和分子势能的总和,故B正确,C错误;
D.因为一切物体都有内能,所以物体的机械能为零时,内能一定不为零;一个物体的机械能发生改变时,其内能不一定发生改变,故D错误。
故选B。
【点睛】机械能的改变与内能的改变没有必然的联系。
2.C
【详解】扩散现象是指分子间彼此进入对方的现象,可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间,直接反映了分子的无规则热运动,C对;气体没有固定的形状和体积是因为气体分子间距离很大,分子间作用力很小,气体分子可以自由向各个方向运动,A错;分子间相互排斥,就不会彼此进入了,分子间有空隙,积存在引力又存在斥力;B错;转换是一种化学反应或是原子核反应,这只是彼此进入对方,D错.
3.A
【详解】A. 机械能是相对的,可能为零.由于分子永不停息地做无规则运动,分子动能不可能为零,所以内能不可能为零,故A项与题意相符;
B. 物体的内能与物质的量、温度、体积等因素有关.质量相同的物体物质的量不一定相同,则温度相同,质量相同的物体内能不一定相等,故B项与题意不相符;
C. 物体的内能与物质的量、温度、体积等因素有关.温度越高,物体的内能不一定越大,故C项与题意不相符;
D. 0冰熔化成0水,要吸收热量,内能增加,则0的冰的内能比等质量的0水的内能小,故D项与题意不相符.
4.D
【详解】A.当分子力间距离为r0时,分子间作用力最小为零,分子引力等于分子斥力,A错误;
B.分子间距离从r0处减小时分子引力增大,分子斥力也增大,只是分子斥力增加要快一些,分子力表现为分子斥力,B错误;
C.当分子间距离大于r0时,距离减小,分子势能也减小,C错误;
D.当克服分子力做功时,分子势能一定增加,D正确。
故选D。
5.C
【详解】A.分子势能的变化要根据分子力做功来判断,物体的体积增大,如果分子间距离小于平衡距离,则此时分子力做正功,分子势能减小,故A错误;
B.分子间距离增大,如果分子力为引力,则分子力做负功,分子势能增大,故B错误;
C.由AB分析可以知道,物体的体积增大时,分子间的势能可能增大也可能减小,故 C正确;
D.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.该气体在标准状态下的密度为,A错误;
B.该气体每个分子的质量为,B错误;
C.每个气体分子在标准状态下占据的体积为,C错误;
D.该气体单位体积内的分子数为,D正确。
故选D。
7.D
【详解】AB.由图乙可知,B分子在过程中做加速运动,说明开始时两分子间作用力为斥力,在x1处速度最大,加速度为0,即两分子间的作用力为0,根据运动的对称性可知,此时A、B分子间的距离为,故AB错误;
C.由图乙可知,两分子运动到无穷远处的速度为,在无穷远处的总动能为
由题意可知,无穷远处的分子势能为0,则能量守恒可知,释放时A、B系统的分子势能为,故C错误;
D.由能量守恒可知,当两分子速度最大即动能最大时,分子势能最小,则最小分子势能为
故D正确。
故选D。
8.AB
【详解】A.曲线下的面积表示分子速率从所有区间内分子数占总分子数的百分比之和,显然为1,故A正确;
B.温度是分子平均动能的标志,具有最大比例的速率区间,速率越大说明温度越高,所以0℃对应的是虚线,实线对应的是100℃,故B正确;
C.图中给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例,因分子总数未知,无法确定分子的具体数目,故C错误;
D.0~400m/s区间内100℃对应的占据比例均小于0℃时所占据的比值,所以100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,故D错误。
故选AB。
9.BD
【详解】ABC.由题知,当两个分子间的距离由变到,分子力先表现为斥力,然后表现为引力,分子力先减小到0,然后又增大,最后又减小,AC错误,B正确;
D.引力斥力都随距离增大而减小,D正确。
故选BD。
10.ABC
【详解】A.该实验中把油膜看成单分子层油膜,不考虑各油酸分子间的间隙,将油酸分子看成球形,故A正确;
B.该实验中酒精的作用是对油酸起稀释作用,使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠,更能保证其形成单层分子油膜,刚开始时,油酸分子中夹有酒精分子,所以面积会变大,故B正确;
C.取体积为V1的纯油酸用酒精稀释,配成体积为V2的油酸酒精溶液,单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
由于分子是单分子紧密排列的,因此分子直径为
故C正确;
D.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量为
这一滴溶液中所含的油酸分子数为
故D错误。
故选ABC。
11.BD
【详解】A.由图可知,②中速率大的分子占据的比例较大,A错误;
BD.由气体分子运动速率分布规律可知②对应的温度较高,②状态氧气分子的平均速率较大,BD正确;
C.由图可知,随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例减小,C错误。
故选BD。
12.,
【详解】质量为m的钻石,所含分子数为
单个分子的体积为
根据
可得分子直径
13.方案1把教室空气中的气体分子看成是一个个紧挨在一起的,没有考虑分子之间的空隙,不符合实际情况。通常情况下气体分子间距的数量级为,因此分子本身体积只是气体所占空间的极小一部分,常常可以忽略不计。方案2的计算方法是正确的。
【详解】方案1把教室空气中的气体分子看成是一个个紧挨在一起的,没有考虑分子之间的空隙,不符合实际情况。通常情况下气体分子间距的数量级为,因此分子本身体积只是气体所占空间的极小一部分,常常可以忽略不计。方案2的计算方法是正确的。
14.个
【详解】可燃冰可释放的天然气,标准状况下气体的体积为,甲烷物质的量为
则可燃冰所含甲烷分子数为

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