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同步练习1　分子动理论
一、单项选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于热运动，下列说法正确的是(　　)
A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
B．对于一定量的气体，压强越大，气体分子的热运动越剧烈
C．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
D．热运动是指大量分子永不停息地做无规则运动
2．(2024·重庆市兼善中学月考)如图所示是观察布朗运动的实验装置的示意图。用高倍显微镜观察悬浮在液体中的小炭粒的运动情况。选三颗小炭粒，每隔30 s记录一次它们的位置，然后用线段把这些位置按时间顺序连接起来得到它们的位置连线图。下列说法正确的是(　　)
A．该实验用显微镜观察到的是液体分子的无规则运动
B．该实验用显微镜观察到的是小炭粒分子的无规则运动
C．这样得到的位置连线图就是该小炭粒实际的运动轨迹
D．小炭粒越小，液体的温度越高，观察到的布朗运动就越明显
3．下列各组物理量哪些能决定气体的压强(　　)
A．分子的平均速率和分子种类
B．分子的数密度和分子的平均速率
C．分子总数和分子的平均速率
D．分子的数密度和分子种类
4．(2025·南京市高二检测)如图所示为一定质量的氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同情况下速率分布图像。下列说法正确的是(　　)
A．图中曲线反映了任意速率区间的氧气分子数
B．曲线Ⅱ对应的每个分子的速率大于曲线Ⅰ对应的每个分子的速率
C．两种温度下，氧气分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布
D．曲线Ⅰ对应氧气的温度为100 ℃
5．(2025·邢台市第一中学高二检测)关于内能，下列说法正确的是(　　)
A．物体的内能是物体动能和势能的总和
B．物体的内能是物体内所有分子平均动能和分子势能的总和
C．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
6．某公司在组织团建活动时，为了增加现场氛围，在会场悬挂了很多的彩色气球，假设其中一只红色气球内的气体在标准状况下体积为672 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积为V0＝22.4 L/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，则气球内气体分子数为(　　)
A．1.8×1021个 B．1.8×1022个
C．1.8×1023个 D．1.8×1024个
7．负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机会，病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同，则以下说法正确的是(　　)
A．负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能
B．负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率
C．负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数
D．相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
8.(2025·牡丹江市第一高级中学高二期中)将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A．分子Q由A运动到C的过程中先加速再减速
B．分子Q在C点时加速度大小为零
C．分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先减小再增大
D．该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律
二、多项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。
9．关于布朗运动、扩散现象，下列说法中正确的是(　　)
A．布朗运动和扩散现象都需要在重力作用下才能进行
B．布朗运动是固体微粒的运动，反映了液体或气体分子的无规则运动
C．布朗运动实验中记录的图像是固体微粒的运动轨迹
D．扩散现象直接证明了“物质分子在永不停息地做无规则运动”，而布朗运动间接证明了这一观点
10.(2024·上海市嘉定区阶段练习)如图所示，把一块干净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中(　　)
A．测力计示数始终等于玻璃板的重力
B．测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况
C．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力
D．因为拉起时还需要克服水分子的引力，所以拉力大于玻璃板的重力
11．2021年4月29日，中国载人航天工程空间站天和核心舱成功发射，标志着我国空间站建造进入全面实施阶段。宇航员要在空间站中生活，水是必不可少的，为了循环利用水，空间站中会建立收集处理水的装置，可以将空气中的水蒸气收集起来液化成水。假设空间站的容积为V，且充满水蒸气，水的摩尔质量为M，水蒸气的密度为ρ，水蒸气全部液化成水后体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法正确的是(　　)
A．水分子的个数为 B．水分子的体积为
C．水分子的直径为 D．水蒸气分子间距离为
12.(2025·苏州市高二检测)如图所示，甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，甲、乙两分子间引力、斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示，A、B、C、D为横轴上四个特殊的位置，E为两虚线a、b的交点，现把乙分子从A处由静止释放，则由图像可知(　　)
A．虚线a为分子间斥力变化图线，交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子力为零
B．乙分子从A到B的运动过程中一直做加速运动
C．实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达C点时分子势能最小
D．虚线b为分子间引力变化图线，表明分子间引力随距离增大而减小
三、非选择题：本题共2小题，共20分。
13．(7分)(2025·宁波市高二期中)章华同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验。
(1)如图反映了实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)。
(2)将1 mL的纯油酸配制成2 000 mL的油酸酒精溶液，接着用滴管向量筒内滴加40滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL。若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中(水中撒了痱子粉)，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。已知每一小方格的边长为1 cm，则可估算出油酸分子的直径大小是________ m(计算结果保留一位有效数字)。
(3)某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏大，可能的原因是________。
A．水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开
B．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL溶液的滴数多记了10滴
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大
14．(13分)现在市面上出现了瓶装纯净空气，设瓶子的容积为500 mL，空气的摩尔质量M＝2.9×10－2 kg/mol。标准状态下，空气的摩尔体积为22.4 L/mol，NA＝6.02×1023 mol－1，试估算：(计算结果保留2位有效数字)
(1)空气分子的平均质量；
(2)一瓶纯净空气的质量；
(3)一瓶纯净空气中约含气体分子的个数。
答案精析
1．D　[分子的热运动只与温度有关，与水流速度无关，故A错误；对于一定量的气体，压强越大，不能说明温度越高，则气体分子的热运动不一定越剧烈，故B错误；空气中PM2.5的运动是固体小颗粒的运动，不属于分子热运动，故C错误；根据分子的热运动的定义可知，分子的热运动是指分子永不停息地做无规则运动，故D正确。]
2．D　[该实验用显微镜观察到的是小炭粒的无规则运动，并不是小炭粒分子的无规则运动，也不是液体分子的无规则运动，A、B错误；题图中记录的是每隔一定时间小炭粒位置的连线，并不是小炭粒运动的轨迹，C错误；小炭粒越小，液体分子同一时刻撞击小炭粒产生的撞击力越不平衡，液体的温度越高，液体分子运动越激烈，观察到的布朗运动就越明显，D正确。]
3．B　[气体的压强是由大量分子碰撞器壁而引起的，气体分子的数密度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击单位面积器壁的分子就越多，则气体的压强越大。另外气体分子的平均速率越大，分子撞击器壁时对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大。故决定气体压强的因素是分子的数密度和分子的平均速率，故A、C、D错误，B正确。]
4．C　[由题图可知，图中曲线反映了任意速率区间的氧气分子数占总分子数的百分比，并不是反映了任意速率区间的氧气分子数，故A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个分子没有意义，温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，但并不是每个分子运动速率都大，故B错误；由题图可知，两种温度下，氧气分子的速率都呈“中间多，两头少”的分布，故C正确；100 ℃氧气与0 ℃氧气相比，速率大的分子数比例多，故曲线Ⅱ对应氧气的温度为100 ℃，故D错误。]
5．D　[物体的动能和势能的总和叫作机械能，故A错误；内能是物体内部所有分子无规则运动的分子动能和分子势能的总和，故B错误；物体内能由物质的量、物体温度与物体体积决定，温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故C错误；物体的内能与物质的量、温度、体积以及物态有关，内能不同的物体，它们的温度可能相等，即分子热运动的平均动能可能相同，故D正确。]
6．B　[由题意可知气球内气体的摩尔数为
n＝＝ mol＝3×10－2 mol
则可知气球中气体分子的个数为
N＝nNA＝3×10－2×6.0×1023个＝1.8×1022个，
故选B。]
7．C　[因为负压病房的温度和外界温度相同，而温度是分子平均动能的标志，则负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，但是负压病房内每个气体分子的运动速率不一定都小于外界环境中每个气体分子的运动速率，选项A、B错误；负压病房内的压强较小，温度与外界相同，则分子数密度较小，即负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数，选项C正确；负压病房内的压强较小，根据F＝pS可知，相同面积负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，选项D错误。]
8．B　[C点为分子斥力和引力相等的位置。C点的右侧分子力表现为引力，C点的左侧分子力表现为斥力，因此分子Q 在由A运动到C的过程中，一直做加速运动，且分子Q在C点的加速度大小为零，A错误，B正确；分子Q由A点释放后运动到C点的过程中，加速度先增大后减小，然后到C点左侧后，分子力表现为斥力，逐渐变大，加速度增大，故加速度先增大后减小再增大，C错误；气体分子间距较大，分子作用力很小，不能用此图表示气体分子间作用力的变化规律，但可表示液体和固体分子间作用力的变化规律，D错误。]
9．BD　[布朗运动和扩散现象在没有重力作用下也能进行，故A错误；布朗运动是固体微粒的运动，反映了液体或气体分子的无规则运动，故B正确；布朗运动实验中记录的是固体微粒每经过一定时间的位置，图像是这些时刻位置的连线图，不是固体微粒的运动轨迹，故C错误；扩散现象直接证明了“物质分子在永不停息地做无规则运动”，而布朗运动间接证明了这一观点，故D正确。]
10．BD　[玻璃板被拉起时，受到水分子的引力作用，故拉力大于玻璃板的重力，与大气压无关，所以B、D正确，A、C错误。]
11．AD　[固体和液体分子间距离很小，可看成紧挨在一起的小球模型，如图甲所示。气体分子间距离远大于分子大小，可将气体分子占据空间抽象成正方体模型，气体分子在每个正方体的中心上，如图乙所示，根据正方体模型，只能求出一个气体分子所占据的体积。水蒸气液化成水后水分子个数不变。水蒸气的物质的量n＝＝，水分子的个数为N＝nNA＝，A正确。水分子的体积只能用液体状态的小球模型求解，V水＝＝，B错误。由球的体积公式V＝πR3，可得水分子的直径为，C错误。水蒸气分子间距离即正方体模型的边长，正方体体积V气＝＝＝，d＝＝，D正确。]
12．ABD　[分子间的引力和斥力均随分子间距的增大而减小，但斥力变化更快，故虚线a为分子间斥力变化图线，虚线b为分子间引力变化图线，交点E说明分子间引力和斥力等大，分子力为零，A、D正确；乙分子从A到B的运动过程中，分子力表现为引力，一直做加速运动，B正确；实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达B点时分子势能最小，C错误。]
13．(1)cbad　(2)1×10－9　(3)AC
解析　(1)操作过程是：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出40滴此溶液的体积，然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。所以从图来看顺序是：cbad。
(2)一滴油酸溶液中含有纯油酸的体积为
V0＝××10－6 m3＝1.25×10－11 m3
油膜面积约占114小格，面积约为
S＝114×12×10－4 m2＝1.14×10－2 m2
所以分子直径为
d＝≈1×10－9 m
(3)某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏大。根据d＝，水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开，则测得的油膜面积偏小，分子直径测量值偏大，故A正确；求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL溶液的滴数多记了10滴，则一滴油酸溶液中含有纯油酸的体积测量值偏小，分子直径测量值偏小，故B错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则测得的油膜面积偏小，分子直径测量值偏大，故C正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大，则一滴油酸溶液中含有纯油酸的体积测量值偏小，分子直径测量值偏小，故D错误。
14．(1)4.8×10－26 kg　(2)6.5×10－4 kg
(3)1.3×1022个
解析　(1)空气分子的平均质量
m＝＝ kg≈4.8×10－26 kg
(2)一瓶纯净空气的物质的量为
n＝ mol
则瓶中气体的质量
m＝nM＝×2.9×10－2 kg≈6.5×10－4 kg
(3)分子数
N＝nNA＝NA＝个
≈1.3×1022个

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