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第1讲分子动理论内能用油膜法估测分子的大小一、单项选择题1.(2018前黄中学检测)下列说法正确的是()A.布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性B.悬浮在液体中的固体小颗粒越大,则其所做的布朗运动就越剧烈C.物体的温度为0时,物体的分子平均动能为零D.布朗运动的剧烈程度与温度有关,所以布朗运动也叫热运动答案A布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性,选项A正确;悬浮在液体中的固体小颗粒越小,则其所做的布朗运动就越剧烈,选项B错误;无论物体的温度为何值,物体分子的平均动能永远不为零,选项C错误;布朗运动的剧烈程度与温度有关,但是布朗运动不是分子运动,所以不叫热运动,选项D错误。2.(2018昆山期末)如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景,以下关于布朗运动的说法正确的是()A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.液体温度越低,布朗运动越剧烈C.悬浮微粒越大,液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显D.悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的无规则运动撞击造成的答案D布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动,是由于液体分子对颗粒撞击力不平衡造成的,所以布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动,但不是液体分子的无规则运动,故A项错误;液体的温度越高,液体分子运动越剧烈,则布朗运动也越剧烈,故B项错误;悬浮微粒越大,同一时刻撞击微粒的液体分子数越多,液体分子对微粒的撞击力越平衡,现象越不明显,故C项错误;悬浮微粒做布朗运动,是液体分子的无规则运动撞击造成的,故D项正确。3.(2018连云港质检)如图所示,用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧测力计下端,并使玻璃板贴在水面上,然后缓慢提起弹簧测力计,在玻璃板脱离水面的一瞬间,弹簧测力计读数会突然增大,主要原因是()A.水分子做无规则热运动B.玻璃板受到大气压力作用C.水与玻璃间存在万有引力作用D.水与玻璃间存在分子引力作用答案D在玻璃板脱离水面的一瞬间,弹簧测力计读数会突然增大的主要原因是水与玻璃间存在分子引力作用。4.(2018扬州质检)根据分子动理论,分子间同时存在着相互作用的引力和斥力,并具有分子势能。当分子间距离减小时,下列说法正确的是()A.分子间引力一定增大B.分子间斥力一定减小C.分子势能一定增大D.引力和斥力的合力一定增大答案A分子之间的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大,故A项正确,B项错误;当rr0时,分子间表现为引力,分子间距离减小时,分子力做正功,分子势能减小,C项错误;当rr0时,随着分子间距离的减小,分子力先增大,再减小,当rr0范围内,分子力做正功,分子势能减小,在rr0时,分子力做负功,分子势能增加,故C项错误;物体的内能与物体的质量、温度、体积都有关,D项错误。6.(2018连云港模拟)下列有关分子动理论的各种说法,正确的是()A.温度低的物体内能小B.温度低的物体,其分子的平均动能也必然小C.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大D.0的铁和0的冰,它们的分子平均动能可能不相同答案B温度是分子平均动能的标志,温度低只能说明分子平均动能小,不能说明分子动能和分子势能的总和小,而内能是分子动能和分子势能的总和,故A项错误;温度低的物体,分子的平均动能一定小,故B项正确;温度是分子平均动能的标志,与物体是否运动无关,故C项错误;温度是分子平均动能的标志,温度相同说明分子平均动能相同,0的铁和0的冰,它们的分子平均动能相同,故D项错误。7.下列关于分子动理论的说法中正确的是()A.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一定先减小后增大C.物体温度越高,则该物体内所有分子运动的速率都一定越大D.显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停地做无规则运动,这是液体分子的运动答案A由图甲可以看出,A正确。由图乙可以看出,分子力并不是一定先减小后增大,当rr0时,分子力随分子间距离的增大先增大再减小,故B错。物体温度升高时,分子的平均速率增大,但个别分子的速率并不一定增大,故C错。墨水中小颗粒的运动是由液体分子对悬浮在墨水中的小颗粒的撞击不平衡造成的,小颗粒的无规则运动不是液体分子的运动,故D错。二、多项选择题8.(2018常州一中一模)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线,受影响最严重的是京津冀地区,雾霾笼罩,大气污染严重。PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的悬浮颗粒物。PM2.5飘浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后危害人体健康。矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是()A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C.温度越低PM2.5活动越剧烈D.倡导低碳生活,减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度答案BDPM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物,其尺寸远大于空气中氧分子的尺寸的数量级,故A项错误;PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动,属于布朗运动,故B项正确;大量空气分子对PM2.5无规则碰撞,温度越高,空气分子对PM2.5的撞击越剧烈,则PM2.5的运动越剧烈,故C项错误;导致PM2.5增多的主要原因是矿物燃料的燃烧,提倡低碳生活,减少煤和石油等燃料的使用可有效减小PM2.5在空气中的浓度,故D项正确。9.下列说法正确的是()A.已知某固体物质的摩尔质量、密度和阿伏加德罗常数,可以计算出分子大小B.布朗运动表明组成微粒的分子在做无规则运动C.物体运动的速率越大,其内部的分子热运动就越剧烈D.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时,两系统的温度一定相等答案AD已知某固体物质的摩尔质量和密度,可以算出物质的摩尔体积,再除以阿伏加德罗常数就能计算出分子体积,进而计算出分子直径,选项A正确;布朗运动表明微粒周围的液体分子在做无规则运动,不能表明组成微粒的分子在做无规则运动,选项B错误;物体内部的分子热运动与温度有关,与物体运动的速率无关,选项C错误;两系统达到热平衡时,两系统的温度一定相等,选项D正确。10.(2017苏锡常镇四市调研)关于实验“用油膜法估测分子大小”,以下说法正确的是()A.为了防止酒精的挥发,配置的油酸酒精溶液不能长时间放置B.用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液后,应立即将油膜的形状描下来C.处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径D.若实验中撒的痱子粉过多,则计算得到的油酸分子的直径将偏大答案AD配置的油酸酒精溶液长时间放置,因酒精挥发,溶液的浓度会改编,A项正确;用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液后,应在液面稳定后将油膜的形状描下来,B项错误;处理数据时将一滴纯油酸的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径,C项错误;若实验中撒的痱子粉过多,油酸散开面积变小,则计算得到的油酸分子的直径将偏大,D项正确。三、非选择题11.(2018江苏六市一调)油膜法估测分子的大小实验中,某实验小组用1mL的油酸配置了500mL的油酸酒精溶液,用滴管、量筒测得n滴油酸酒精溶液体积为V,一滴溶液在水槽中最终形成的油膜面积为S,则油酸分子直径为;实验中水面上撒的痱子粉太厚会导致分子直径测量值(选填“偏大”或“偏小”)。答案V500nS偏大解析一滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为V500n,因一滴溶液在水槽中最终形成的油膜面积为S,所以油酸分子直径为d=V500nS=V500nS,痱子粉太厚会导致油酸在水面的扩散面积减小,从而测量的分子直径偏大。12.(2018南京三模)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,将1mL的油酸溶于酒精,制成500mL的油酸酒精溶液;测得1mL的油酸酒精溶液有100滴;将1滴油酸酒精溶液滴入事先撒有均匀痱子粉的水槽中,待油膜充分散开后,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长为2cm,则一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为m3;油酸分子的直径为m。(结果均保留一位有效数字)答案210-11610-10解析一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为V=15001100mL=210-5mL=210-11m3由题图可知,共有90个方格,油膜的面积S=900.020.02m2=3.610-2m2,油酸分子的直径为d=VS610-10m。13.(2018宿迁模拟)成年人在正常状态下1分钟呼吸18次,每次吸入的空气约为500mL,空气中氧气的含量约为21%,氧气的密度约为1.4kg/m3、摩尔质量为3.210-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA取6.01023mol-1。求一个成年人在一昼夜的时间内:(1)吸入氧气的质量;(2)吸入氧气的分子数。(上述结果均保留两位有效数字)答案(1)3.8kg(2)7.11025个解析(1)吸入氧气的体积V=Ttn0V0=246011850010-621%m3=2.72m3,吸入氧气的质量m=V=1.42.72kg3.8kg。(2)吸入的氧气分子数N=mMNA=3.83.210-26.010237.11025(个)。14.(2018南通、扬州、泰州三调)如图所示,食盐(NaCl)晶体由钠离子和氯离子组成,相邻离子的中心用线连起来组成了一个个大小相等的立方体,立方体的个数与两种离子的总数目相等。已知食盐的密度为,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,求:(1)食盐的分子质量m;(2)相邻离子间的距离a。答案(1)MNA(2)3(M2NA解析(1)食盐的分子质量m=MNA(2)建立正方体模型,1摩尔分子中有2摩尔的离子,a3=M2NA,解得a=3M2NA。7
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