高中物理 第7章 分子動(dòng)理論 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè) 新人教版選修33
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1、 第七章 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè) 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿(mǎn)分100分,時(shí)間90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題 共40分) 一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第7~10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分) 1.(河北省“名校聯(lián)盟”2018屆高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))下列選項(xiàng)正確的是( D ) A.液體溫度越高,懸浮顆粒越大,布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈 B.布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中固體顆粒的分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) C.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的 D.當(dāng)分子間
2、距增大時(shí),分子間的引力和斥力都減小 解析:溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)越劇烈,懸浮在液體中的顆粒越小,撞擊越容易不平衡,則它的布朗運(yùn)動(dòng)就越顯著,A錯(cuò)誤;布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),不是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的,C錯(cuò)誤;當(dāng)分子間距增大時(shí),分子間的引力和斥力都減小,D正確。 2.(上海市魯迅中學(xué)2017~2018學(xué)年高二上學(xué)期期末)一定質(zhì)量0℃的水,凝固成0℃的冰時(shí),體積變化,下列正確的說(shuō)法是( A ) A.分子平均動(dòng)能不變,分子勢(shì)能減小 B.分子平均動(dòng)能減小,分子勢(shì)能增大 C.分子平均動(dòng)能不變,分子勢(shì)能增大 D.分子平均動(dòng)能增大,分子勢(shì)能減
3、小 解析:因?yàn)?℃的水凝固成0℃的冰需要放出熱量,所以質(zhì)量相同的0℃的冰比0℃的水內(nèi)能?。灰?yàn)閮?nèi)能包括分子動(dòng)能和分子勢(shì)能,由于溫度不變,分子平均動(dòng)能不變,因此放出的部分能量應(yīng)該是由分子勢(shì)能減小而釋放的。故選A。 3.已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M,則該物質(zhì)的分子質(zhì)量和mkg水中所含氫原子數(shù)分別是( A ) A.,mNA103 B.MNA,9mNA C.,mNA103 D.,18mNA 解析:某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M,故其分子質(zhì)量為;mkg水所含摩爾數(shù)為,故氫原子數(shù)為NA2=,故A選項(xiàng)正確。 4.(貴州丹寨民族高中2015年高二檢測(cè))右圖是某一微粒的布朗運(yùn)動(dòng)
4、路線(xiàn)圖。若t=0時(shí)刻它在O點(diǎn),然后每隔5s記錄一次微粒位置(依次為a、b、c、d、e、f),最后將各位置按順序連接而得到此圖。下述分析中正確的是( D ) A.線(xiàn)段ab是微粒在第6s初至第10s末的運(yùn)動(dòng)軌跡 B.t=12.5s時(shí)刻,微粒應(yīng)該在bc線(xiàn)上 C.線(xiàn)段Oa的長(zhǎng)度是微粒前5s內(nèi)的路程大小 D.雖然t=30s時(shí)微粒在f點(diǎn),但它不一定是沿ef方向到達(dá)f點(diǎn)的 解析:圖中直線(xiàn)是相鄰兩時(shí)刻微粒對(duì)應(yīng)位置的連線(xiàn),也是這段時(shí)間內(nèi)微粒的位移,但不是微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡,D正確。 5.(山東省菏澤市2017~2018學(xué)年高二下學(xué)期期中)下列說(shuō)法正確的是( D ) A.只要溫度相同,任何分子的平均速率
5、都相同 B.不管分子間距離是否等于r0(r0是平衡位置分子距離),只要分子力做正功,分子勢(shì)能就增大,反之分子勢(shì)能就減小 C.1℃等于1K D.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)同時(shí)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡 解析:相同溫度時(shí),所有氣體的分子平均動(dòng)能相同,但由于分子質(zhì)量不同,則其平均速率不一定相同,故A錯(cuò)誤;分子力做功與重力做功相類(lèi)似,當(dāng)分子間作用力做正功時(shí),分子勢(shì)能一定減小,故B錯(cuò)誤;攝氏溫度的0℃與熱力學(xué)溫度的273K相同,則C錯(cuò)誤;根據(jù)溫度的定義,如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡,D正確。 6.實(shí)驗(yàn)室有一支讀數(shù)不準(zhǔn)確
6、的溫度計(jì),在測(cè)冰水混合物的溫度時(shí),其讀數(shù)為20℃;在測(cè)1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度時(shí),其讀數(shù)為80℃。下面分別是溫度計(jì)示數(shù)為41℃時(shí)對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度和實(shí)際溫度為60℃時(shí)溫度計(jì)的示數(shù),其中正確的是( C ) A.41℃,60℃ B.21℃,40℃ C.35℃,56℃ D.35℃,36℃ 解析:此溫度計(jì)每一刻度表示的實(shí)際溫度為℃=℃,當(dāng)它的示數(shù)為41℃時(shí),它上升的格數(shù)為41-20=21(格),對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度應(yīng)為21℃=35℃;同理,當(dāng)實(shí)際溫度為60℃時(shí),此溫度計(jì)應(yīng)從20開(kāi)始上升格數(shù)為=36(格),它的示數(shù)為36℃+20℃=56℃,所以C正確。 7.(江蘇無(wú)錫市天一中學(xué)2016年高二下學(xué)期期中
7、)分子動(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱力學(xué)性質(zhì),據(jù)此可判斷下列說(shuō)法中正確的是( ACD ) A.顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停的做無(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)體材料摻入其它元素 解析:墨水中的小碳粒的運(yùn)動(dòng)是因?yàn)榇罅克肿訉?duì)它的撞擊作用力不平衡導(dǎo)致的,并且沒(méi)有規(guī)則,這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性,故A正確;當(dāng)分子間距離為r0時(shí),分子間作用力最小,所以當(dāng)分子間距離從r0處增大時(shí),分子力先增大后減小,故B錯(cuò)誤;當(dāng)分
8、子間距離等于r0時(shí),分子間的勢(shì)能最小,分子可以從距離小于r0處增大分子之間距離,此時(shí)分子勢(shì)能先減小后增大,故C正確;溫度越高,分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度越大,因此在真空、高溫條件下,可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其它元素,故D正確。故選ACD。 8.下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是( BC ) A.氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開(kāi),這是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢(shì)能的緣故 B.一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣,其分子平均動(dòng)能不變 C.一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和 D.如果氣體溫度升高,那么所有分子的速率都增加 解析:氣體分子間的距離比較大,甚至可以
9、忽略分子間的作用力,分子勢(shì)能也就不存在了,所以氣體在沒(méi)有容器的約束下散開(kāi)是分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,所以A錯(cuò)。100℃的水變成同溫度的水蒸氣,分子的平均動(dòng)能不變,所以B正確。根據(jù)內(nèi)能的定義可知C正確。如果氣體的溫度升高,分子的平均動(dòng)能增大,熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也增大,這是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,但就每一個(gè)分子來(lái)講,速率不一定增加,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9.(河北省邢臺(tái)市2017-2018學(xué)年高二下學(xué)期月考)一銅塊和一鐵塊,質(zhì)量相等,銅塊的溫度T1,比鐵塊的溫度T2高,當(dāng)它們接觸在一起時(shí),如果不和外界交換能量,則( AD ) A.從兩者開(kāi)始接觸到熱平衡的整個(gè)過(guò)程中,銅塊放出的熱量等于鐵塊吸收的熱量 B.在兩者達(dá)到熱平
10、衡以前的任意一段時(shí)間內(nèi),銅塊放出的熱量不等于鐵塊吸收的熱量 C.達(dá)到熱平衡時(shí),銅塊的溫度是T= D.達(dá)到熱平衡時(shí),兩者的溫度相等 解析:在系統(tǒng)不和外界交換能量的條件下,高溫的銅塊放出的熱量一定等于低溫的鐵塊吸收的熱量。達(dá)到熱平衡時(shí),兩者的溫度一定相等,故A、D正確,B錯(cuò)誤,由Q=cmΔt知銅塊和鐵塊的比熱容不同,達(dá)到熱平衡時(shí)的溫度T≠,C錯(cuò)誤。 10.(河北省冀州中學(xué)2017年高二下學(xué)期期中)如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng),兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線(xiàn)所示。圖中分子勢(shì)能的最小值為-E0。若兩分子所具有的總能量為0,則下列說(shuō)法中正確的是( BD
11、 ) A.乙分子在P點(diǎn)(x=x2)時(shí),加速度最大 B.乙分子在P點(diǎn)(x=x2)時(shí),其動(dòng)能為E0 C.乙分子在Q點(diǎn)(x=x1)時(shí),處于平衡狀態(tài) D.乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1 解析:分子處于r0位置時(shí)所受分子合力為零,加速度為零,此時(shí)分子勢(shì)能最小,分子的動(dòng)能最大,總能量保持不變。由題圖可知x2位置即是r0位置,此時(shí)加速度為零,A錯(cuò)誤;x=x2位置,勢(shì)能為-E0,因總能量為0,則動(dòng)能為E0,B項(xiàng)正確;在Q點(diǎn),Ep=0,但分子力不為零,分子并非處于平衡狀態(tài),C項(xiàng)錯(cuò)誤;在乙分子沿x軸向甲分子靠近的過(guò)程中,分子勢(shì)能先減小后增大,分子動(dòng)能先增大后減小,即分子的速度先增大后減小,到Q點(diǎn)分子的速度剛
12、好減為零,此時(shí)由于分子斥力作用,乙分子再遠(yuǎn)離甲分子返回,即乙分子運(yùn)動(dòng)的范圍為x≥x1,D項(xiàng)正確。
第Ⅱ卷(非選擇題 共60分)
二、填空題(共3小題,共18分。把答案直接填在橫線(xiàn)上)
11.(5分)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線(xiàn)所示,曲線(xiàn)與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0。相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下,由靜止開(kāi)始相互接近。若兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零,下列說(shuō)法正確的是ACE。
A.在r>r0階段,F(xiàn)做正功,分子動(dòng)能增加,勢(shì)能減小
B.在r 13、
E.分子動(dòng)能和勢(shì)能之和在整個(gè)過(guò)程中不變
解析:在r>r0階段,當(dāng)r減小時(shí)F做正功,分子勢(shì)能減小,分子動(dòng)能增加,故選項(xiàng)A正確。在r 14、加德羅常數(shù)為6.01023mol-1);由此可知布朗運(yùn)動(dòng)不是(選填“是”或“不是”)分子的運(yùn)動(dòng)。
解析:顯微鏡放大的線(xiàn)度,即直徑。
小顆粒的實(shí)際體積V=m3①
碳的摩爾體積Vmol==m3②
則碳粒個(gè)數(shù)N=NA③
解①②③得:N=5.21010個(gè)
可見(jiàn)每一個(gè)小炭粒都含有大量的分子,由此可知,布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)。
13.(7分)(江蘇省興化一中2017年高二下學(xué)期月考)在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,若所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中含有純油酸6mL,上述溶液為75滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤(pán)上,用筆在玻璃板上描繪出油酸膜的 15、輪廓形狀再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上,其形狀和尺寸如圖所示,坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm,試求:
(1)油酸膜的面積是110cm2;
(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是810-6mL;
(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑710-10m。[(2),(3)兩問(wèn)答案保留一位有效數(shù)字]
解析:(1)由圖示可知,油酸薄膜輪廓內(nèi)的正方形個(gè)數(shù)為110個(gè),則油酸膜的面積是S=11011cm2=110cm2;
(2)1mL溶液中含有純油酸的體積為mL,則1滴該液中含有純油酸的體積為V=mL=810-6mL;
(3)把油酸分子看成球形,且不考慮分子間的空隙,則油酸分子直徑d==m≈71 16、0-10m。
三、論述計(jì)算題(共4小題,共42分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)
14.(10分)如圖所示,IBM的科學(xué)家在銅表面將48個(gè)鐵原子排成圓圈,形成半徑為7.13nm的“原子圍欄”,相鄰鐵原子間有間隙。估算原子平均間隙的大小。結(jié)果保留一位有效數(shù)字。(已知鐵的密度為7.8103kg/m3,摩爾質(zhì)量是5.610-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.021023mol-1。)
答案:710-10m
解析:一個(gè)鐵原子的體積V=,
鐵原子的直徑D=,
圍欄中相鄰鐵原子的平均間隙l=-D,
17、解得l=710-10m。
15.(10分)目前,環(huán)境污染已非常嚴(yán)重,瓶裝純凈水已經(jīng)占領(lǐng)柜臺(tái)。再?lài)?yán)重下去,瓶裝純凈空氣也會(huì)上市。設(shè)瓶子的容積為500mL,空氣的摩爾質(zhì)量M=2910-3kg/mol。按標(biāo)準(zhǔn)狀況計(jì)算,NA=6.01023mol-1,試估算:
(1)空氣分子的平均質(zhì)量是多少?
(2)一瓶純凈空氣的質(zhì)量是多少?
(3)一瓶中約有多少個(gè)氣體分子?
答案:(1)4.810-26kg (2)6.510-4kg
(3)1.31022個(gè)
解析:(1)m==kg=4.810-26kg
(2)m空=ρV瓶==kg
=6.510-4kg
(3)分子數(shù)N=nNA=NA=
=1.3 18、1022個(gè)
16.(10分)某壓力鍋的結(jié)構(gòu)如圖所示,蓋好密封鍋蓋,將壓力閥套在出氣孔上,給壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí),氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥被頂起時(shí),停止加熱。
(1)若此時(shí)鍋內(nèi)氣體的體積為V,摩爾體積為V0,阿伏加德羅常數(shù)為NA,求鍋內(nèi)氣體分子的個(gè)數(shù)。
(2)若室溫為20℃,壓力閥被頂起時(shí)的溫度為130℃,若用熱力學(xué)溫度表示初、末狀態(tài)的溫度,溫度分別為多少?
答案:(1)NA (2)293.15K 403.15K
解析:(1)鍋內(nèi)氣體分子的個(gè)數(shù)N=nNA=NA。
(2)初始溫度T1=t1+273.15K=293.15K
末狀態(tài)溫度T2=t2+273.1 19、5K=403.15K。
17.(12分)美國(guó)麻省理工學(xué)院教授威斯哥夫根據(jù)能量的觀
點(diǎn)解釋地球上的山峰為什么不能太高,他的觀點(diǎn)是:山太高,則山太重,太重則會(huì)下沉,山下沉則重力勢(shì)能減少,減少的勢(shì)能如果足夠?qū)⒉糠謳r石熔化,山就將繼續(xù)下沉。為了使山不再下沉,山下沉所減少的重力勢(shì)能必須小于熔解下沉部分巖石所需的能量。為了估算地球上山的最大高度,我們把山簡(jiǎn)化成一個(gè)橫截面積為S的圓柱體,如圖所示。假設(shè)山全部是由SiO2所組成,SiO2作為一個(gè)個(gè)單獨(dú)的分子而存在。
(1)試導(dǎo)出用以下各物理量的符號(hào)表示的山的最大高度h的表達(dá)式。
SiO2的相對(duì)分子質(zhì)量A=60g/mol;
SiO2熔解時(shí)每個(gè)SiO2分 20、子所需的能量E0=0.3eV;山所在范圍內(nèi)的重力加速度g=10m/s2;
阿伏加德羅常數(shù)NA=61023mol-1;
元電荷e=1.610-19C。
(2)估算出h的數(shù)值(保留一位有效數(shù)字)。
答案:(1)h= (2)5104m
解析:(1)設(shè)山的質(zhì)量為M,山的高度為h0,山體的密度為ρ,設(shè)山下降高度為x,使高度為x的巖石層熔解所需能量為
,
山下沉x所減少的重力勢(shì)能為
Mgx=ρSh0gx
為了使該山不再下沉必須滿(mǎn)足
ρgSh0x≤NAE0,
解得h0≤。
則山的最大高度h=。
(2)由(1)知h=,
代入數(shù)據(jù)得h=5104m。
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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