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1、
課時作業(yè)(三十一)
(分鐘:45分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(每小題7分,共49分)
1.(2011·南昌調研)根據(jù)分子動理論,下列說法正確的是( )
A.一個氣體分子的體積等于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比
B.顯微鏡下觀察到的墨水中的小炭粒所做的不停地無規(guī)則運動,就是分子的運動
C.分子間相互作用的引力和斥力一定隨分子間距離的增大而減小
D.分子勢能隨著分子間的距離的增大,可能先減小后增大
[解析] 氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)之比為一個氣體分子所占據(jù)的空間,而非一個氣體分子的體積,A錯誤.墨水中小炭粒的無規(guī)則運動為固體小顆粒的無規(guī)則運動,而非分子運動,B
2、錯誤.分子間的引力和斥力隨分子間距離的增大而減小,C正確.當兩分子間距離小于r0時,分子力表現(xiàn)為斥力,此時分子勢能隨分子間距離的增大而減??;當兩分子間距離大于r0時,分子力表現(xiàn)為引力,此時分子勢能隨分子間距離的增大而增大,D正確.
[答案] CD
2.設兩分子a、b間距離為r0時分子間的引力F引和斥力F斥大小相等,現(xiàn)固定a,將b從與a相距處由靜止釋放,在b遠離a的過程中,下列表述正確的是( )
A.F引和F斥均減小,但F斥減小得較快
B.a對b一直做正功
C.當b運動最快時,a對b的作用力為零
D.當a、b間距離為r0時,a、b間的分子勢能最小
[解析] 由分子動理論可知距離
3、變化對斥力的影響比對引力的影響大,距離增大時斥力、引力都減小,但斥力減小得快,故A正確.由到r0的過程中,分子力表現(xiàn)為斥力,分子力做正功,分子勢能減小,當分子間距離大于r0時,表現(xiàn)為引力,分子力做負功,分子勢能增大,因此當分子間距離等于r0時分子勢能最小,所以B錯D對.b分子在運動過程中,先加速后減速,當距離為r0時,作用力為零,加速度為零,速度最大,故C正確.
[答案] ACD
3.分子動理論較好地解釋了物質的宏觀熱學性質,據(jù)此可判斷下列說法中錯誤的是( )
A.顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運動,這反映了液體分子運動的無規(guī)則性
B.分子間的相互作用力隨著分子間距離
4、的增大,一定先減小后增大
C.分子勢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,可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素
[解析] 小炭粒做布朗運動反映了液體分子的無規(guī)則熱運動,故A對;由于不確定r與r0的關系,故無法確定分子力的變化,B錯;分子間距離增大時,分子力可能做正功,也可能做負功,分子勢能可能增大,也可能減小,C對;高溫下,分子熱運動劇烈,擴散更容易,故D對.
[答案] B
4.已知銅的摩爾質量為M(kg/mol),銅的密度為ρ(kg/m3),阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol-1).下列判斷錯誤的是( )
A.1 kg銅所含的原子數(shù)為
B.1 m3
5、銅所含的原子數(shù)為
C.1個銅原子的質量為(kg)
D.1個銅原子的體積為(m3)
[解析] 原子個數(shù)N=NA=,A正確;同理N=NA=,B錯誤;1個銅原子質量m0=(kg),C正確;1個銅原子體積V0=(m3),D正確.
[答案] B
5.一個鐵球和冰球的溫度相同,且其質量相等,則( )
A.它們的分子平均動能一定相等
B.它們的分子運動的平均速率一定相等
C.冰球的體積大,水分子的勢能大
D.它們的內能一定相同
[解析] 因為溫度相同,平均動能相同,據(jù)=m2知,水分子的平均速率較大,分子勢能與分子間距有關,分子間距等于r0時,分子勢能最小,偏離r0越多,分子勢能越大,
6、所以體積大,分子勢能不一定大,物體的內能E內=n(+),分子數(shù)n=不同,哪個大無法弄清楚.
[答案] A
6.在觀察布朗運動時,從微粒在a點開始計時,間隔30 s記下微粒的一個位置得到b、c、d、e、f、g等點,然后用直線依次連接,如右圖所示,則下列說法正確的是( )
A.微粒在75 s末時的位置一定在cd的中點上
B.微粒在75 s末時的位置可能在cd的連線上,但不可能在cd中點上
C.微粒在前30 s內的路程一定等于ab的長度
D.微粒在前30 s內的位移大小一定等于ab的長度
[解析] b、c、d、e、f、g等分別是粒子在t=30 s、60 s、90 s、120 s
7、、150 s、180 s時的位置,但并不一定沿著折線abcdefg運動,故選D.
[答案] D
7.如圖所示,縱坐標表示兩個分子間引力、斥力的大小,橫坐標表示兩個分子間的距離,圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關系,e為兩曲線的交點,則下列說法正確的是( )
A.ab為斥力曲線,cd為引力曲線,e點橫坐標的數(shù)量級為10-10 m
B.ab為引力曲線,cd為斥力曲線,e點橫坐標的數(shù)量級為10-10 m
C.若兩個分子間距離大于e點的橫坐標,則分子間作用力表現(xiàn)為斥力
D.若兩個分子距離越來越大,則分子勢能亦越來越大
[解析] 分子引力和分子斥力都隨
8、分子間距的增大而減小,隨分子間距的減小而增大,但分子斥力變化的更快些;當分子間距為平衡距離即10-10 m時,分子引力和分子斥力大小相等,分子力為零,當分子間距大于平衡距離即10-10 m時,分子引力大于分子斥力,分子力表現(xiàn)為分子引力;當分子間距小于平衡位置距離即10-10 m時,分子引力小于分子斥力,分子力表現(xiàn)為分子斥力;所以兩圖的交點為平衡距離即10-10 m,分子勢能隨分子間距的變化而發(fā)生改變,當分子間距大于10-10 m,分子勢能隨分子間距的增大而增大;當分子間距小于10-10 m時,分子勢能隨分子間距的增大而減?。环肿娱g距離為平衡距離時,分子勢能是最小的.若取無窮遠處的分子勢能為0,
9、則分子間距為平衡距離時,分子勢能為負的,且最?。?
[答案] B
二、非選擇題(共51分)
8.(10分)(2011·浙江五校)(1)如右圖所示,把一塊潔凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接觸水面.如果你想使玻璃板離開水面,必須用比玻璃板重力__________的拉力向上拉橡皮筋.原因是水分子和玻璃的分子間存在__________作用.
(2)往一杯清水中滴入一滴紅墨水,一段時間后,整杯水都變成了紅色.這一現(xiàn)象在物理學中稱為_________現(xiàn)象,是由于分子的_________而產生的,這一過程是沿著分子熱運動的無序性_________的方向進行的.
[解析] (1)水分
10、子對玻璃板下表面分子有吸引力作用,要拉起必須施加大于重力和分子吸引力合力的拉力.
(2)紅墨水分子進入水中為擴散現(xiàn)象,是分子熱運動的結果,并且分子熱運動朝著熵增大,即無序性增大的方向進行.
[答案] (1)大 分子引力
(2)擴散 無規(guī)則運動(熱運動) 增大
9.(10分)回答下列問題:
(1)已知某氣體的摩爾體積為Vm,摩爾質量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,由以上數(shù)據(jù)能否估算出每個分子的質量、每個分子的體積、分子之間的平均距離?
(2)當物體體積增大時,分子勢能一定增大嗎?
(3)在同一個坐標系中畫出分子力F和分子勢能Ep隨分子間距離的變化圖象,要求表示出Ep最小值的位置及Ep
11、變化的大致趨勢.
[解析] (1)可估算出每個氣體分子的質量m0=;
由于氣體分子間距較大,由V0=求得的是一個氣體分子占據(jù)的空間,而不是一個氣體分子的體積,故不能估算每個分子的體積;
由d==可求出分子之間的平均距離.
(2)在r>r0范圍內,當r增大時,分子力做負功,分子勢能增大;在r
12、3,空氣的摩爾質量為0.029 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023 mol-1.若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣,試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù).(結果保留一位有效數(shù)字)
[解析] 設空氣的摩爾質量為M,在海底和岸上的密度分別為ρ海和ρ岸,一次吸入空氣的體積為V,則有Δn=NA,代入數(shù)據(jù)得Δn=3×1022個.
[答案] 3×1022個
11.(10分)對于固體和液體來說,其內部分子可看做是一個挨一個緊密排列的小球,若某固體的摩爾質量為M,密度為ρ,阿伏加德羅常數(shù)為NA.
(1)該固體分子質量的表達式為m0=__________.
(2)
13、若已知汞的摩爾質量為M=200.5×10-3 kg/mol,密度為ρ=13.6×103 kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為NA=6.0×1023 mol-1,試估算汞原子的直徑大小(結果保留兩位有效數(shù)字).
[解析] (1)該固體分子質量的表達式m0=.
(2)將汞原子視為球形,其體積V0=πd3=
汞原子直徑的大小d=≈3.6×10-10 m.
[答案] (1) (2)3.6×10-10 m
12.(11分)(2011·安徽示范性高中聯(lián)考)某學校物理興趣小組組織開展一次探究活動,想估算地球周圍大氣層的分子個數(shù).一學生通過網上搜索,查閱得到以下幾個物理量數(shù)據(jù):地球的半徑R=6.4×106
14、 m,地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2,大氣壓強p0=1.0×105 Pa,空氣的平均摩爾質量M=2.9×10-2 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023 mol-1.
(1)這位同學根據(jù)上述幾個物理量能估算出地球周圍大氣層的分子數(shù)嗎?若能,請說明理由;若不能,也請說明理由.
(2)假如地球周圍的大氣全部液化成液態(tài)且均勻分布在地球表面上,估算一下地球半徑將會增加多少?(已知液化空氣的密度ρ=1.0×103 kg/m3)
[解析] (1)能.因為大氣壓強是由大氣重力產生的,
由p0==,得m=
把查閱得到的數(shù)據(jù)代入上式得m≈5.2×1018 kg
所以大氣層的分子數(shù)為N=NA≈1.1×1044個
(2)可求出液化后的體積為:
V== m3=5.2×1015 m3
設大氣液化后的液體分布在地球表面上時,地球半徑增加h,則有π(R+h)3-πR3=V,
得3R2h+3Rh2+h3=V
考慮到h?R,忽略h的二次項和三次項,得
h== m≈10 m.
[答案] (1)見解析 (2)10 m
5
用心 愛心 專心