高考物理一轮复习精讲精析(12)

高考物理一轮复习精讲精析选修3-3第1讲一、选择题1．(2009·成都市摸底)下列说法中正确的是()A．已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以算出阿伏加德罗常数B．已知某物质的摩尔质量和分子体积，可以算出阿伏加德罗常数C．当两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力的合力一定减小D．当两个分子之间的距离增大时，分子势能一定减小[答案]A[解析]阿伏加德罗常数等于摩尔质量与分子质量的比值，A正确，B错误；两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力都要减小，但在rr0区域，随着分子间距的增大，分子引力和斥力的合力表现为引力，是先变大到最大再减小，C错误；在rr0区域，随着分子间距的增大，分子引力和斥力的合力表现为引力，且引力做负功，分子势能增加，D错误．2．(2009·北京模拟)由于两个分子间的距离变化而使得分子势能变小，可确定在这一过程中()A．两分子间相互作用的力一定表现为引力B．一定克服分子间的相互作用力做功C．两分子间距离一定增大D．两分子间的相互作用力可能增大[答案]D[解析]根据分子势能变小，分子力做正功，由分子力做功与分子势能变化关系可知：分子力做正功时，分子势能减小，有两种可能性，一是rr0分子力表现为斥力且分子间距离增大，其二是rr0，分子间表现为引力，且分子间距离减小．综上分析可知ABC选项错误，D正确．3．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是()A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．一定质量的理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热交换C．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动D．扩散现象说明分子间存在斥力[答案]A[解析]从宏观上决定物体内能的是物体的物质的量、温度和体积三个因素．温度是分子热运动的平均动能的标志，温度高的物体分子平均动能大，选项A正确；理想气体在等温变化时，内能不改变，但并不是不与外界进行热交换，而是吸收或放出的热量与对外做功或外界对气体做的功恰好相等，B不正确；布朗运动不是液体分子的运动，而是悬浮在液体中的颗粒或液滴的运动，所以C错误；扩散现象说明分子在不停地做无规则的运动，不能说明分子间存在斥力，所以D错误．4．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是()A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力的合力表现为斥力D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越来越大[答案]B[解析]e点横坐标等于分子平衡距离r0，其数量级应为10－10m，因平衡距离之内，分子斥力大于分子引力，分子力表现为斥力．则ab为引力曲线，cd为斥力曲线，B对．两分子间距离大于e点的横坐标，即rr0时，作用力的合力表现为引力，C错．若rr0时，当两分子间距离增大时，合力做正功，分子势能减小，D错．5．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上距原点r3的位置．虚线分别表示分子间斥力F斥和引力F引的变化情况，实线表示分子间的斥力与引力的合力F合的变化情况．若把乙分子由静止释放，则乙分子()A．从r3到r1做加速运动，从r1向O做减速运动B．从r3到r2做加速运动，从r2到r1做减速运动C．从r3到r1分子势能先减少后增加D．从r3到r1分子势能减少[答案]AD[解析]r1为斥力和引力相等，大于r1为引力，所以r3到r1乙分子受引力作用加速，势能减少．从r1向O为斥力，做减速运动，则A、D正确．二、非选择题6．某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，则该物质每个分子的质量m0＝__________，每个分子的体积V0＝__________，单位体积内所含的分子数n＝__________.[答案]M/NAM/ρNAρNA/M[解析]因为1mol的任何物质中都含有NA个分子数，则NA·m0＝M.即m0＝MNA，设该物质质量为m，体积为V，则ρ＝mV得V0＝m0ρ＝M/NAρ＝MρNA.该1mol物质的体积为Vmol，那么它对应的分子数为NA.而1mol物质的体积为Vmol＝Mρ.那么每单位体积所具有的分子数为n＝NAVmol＝NAM/ρ＝ρNAM7．在用油膜法估测分子的大小实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为溶液油酸25滴，那么一滴溶液的体积是________mL，所以一滴溶液中油酸体积为________cm3，若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L0＝1.12×10－10m做比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.次数S/cm2L＝VS/10－7cmL的平均值153324933563[答案]1258×10－51.50×10－7cm1.62×10－7cm1.42×10－7cm1.51×10－10m[解析]由题给条件得，一滴溶液的体积V＝125mL由题意可知：一滴溶液中油酸体积1500×125cm3＝8×10－5cm3据此算得3次测得L的结果分别为1.50×10－7cm、1.62×10－7cm、1.42×10－7cm，其平均值L＝L1＋L2＋L33＝1.51×10－7cm＝1.51×10－10m，这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求。8．油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33—，另一部分是—COOH，—COOH对水有很强的亲和力．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中，并很快挥发，油酸中C17H33—部分冒出水面，而—COOH部分留在水中．油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜．现有按酒精与油酸的体积比为mn配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．请补充下述估测分子大小的实验步骤：(1)________(需测量的物理量自己用字母表示)．(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为________．(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝________.[答案](1)N、V(2)8S(3)nV8NS(m＋n)[解析](1)用滴管向量筒内加入N滴油酸酒精溶液，读出其体积V.(2)利用补偿法，可得8S.(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V′＝VN·nm＋n，油膜面积S′＝8S，由d＝V′S′，得d＝nV8NS(m＋n).9．实际应用中，常用到一种双金属片温度计，如图乙所示．已知其中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则：(1)说明该温度计的测温原理．(2)结合图甲判断双金属片温度计的内、外层分别为何种金属．(3)这种温度计与水银温度计相比，有什么优点和缺点？[答案]见解析[解析](1)双金属片温度计是利用热膨胀系数不同的铜、铁两种金属制成的双金属片，是运用其弯曲程度随温度变化的原理来工作的．(2)题图甲中，加热时，双金属片弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大．图乙中，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时温度计指针顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可以推知双金属片温度计的内层一定是铁，外层一定是铜．(3)优点是：无危害、读数清晰、坚固耐用等．缺点是：不能测量0℃以下的温度等．10．一滴水的体积为1.2×10－5cm3，如果放在开口容器中，由于蒸发每分钟跑出的水分子数为6.0×108个，需要多长时间跑完？[答案]6.7×108min[解析]水的摩尔体积为V＝1.8×10－5m3/mol一滴水中含水分子个数为N＝vVNA＝1.2×10－5×10－61.8×10－5×6.02×1023＝4.0×1017(个)水分子跑完的时间为t＝Nn＝4.0×10176.0×108＝6.7×108min我们知道，在开口容器中蒸发掉一滴水，根本不需要6.7×108min的时间，原因在于实际生活中每分钟跑出的水分子个数比6.7×108还要多得多．11．要落实好国家提出“以人为本，创建和谐社会”的号召，不只是政府的事，要落实到我们每个人的生活中，比如说公共场所禁止吸烟，我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更多．试估算一个高约2.8m，面积约10m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟．求：(1)估算被污染的空气分子间的平均距离．(2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子．(人正常呼吸一次吸入气体300cm3，一根烟大约吸10次)[答案](1)7×10－8m(2)8.7×1017个[解析](1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积10×300cm3，含有空气分子数n＝10×300×10－622.4×10－3×6.02×1023个＝8.1×1022个办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为8.1×102210×2.8个/米3＝2.9×1021个/米3，每个污染分子所占体积为V＝12.9×1021m3，所以平均距离为L＝3V＝7×10－8m.(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为2．9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个．12．利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2，油的摩尔质量M0＝0.09kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：(1)油分子的直径是多少？(2)由以上数据可精确测出阿伏加德罗常数NA是多少？先列出文字计算式，再代入数据计算，只要求保留一位有效数字．[答案](1)7.1×10－10m(2)6×1023mol－1[解析](1)油膜法可测分子直径利用油膜法测出分子直径d＝VS＝0.5×10－3×10－60.7m＝7.1×10－10m(2)已知油的摩尔质量M0，若求出一个油分子的质量m，即可根据NA＝M0m，求出阿伏加德罗常数．每个分子看成球形，则每个分子的体积V′＝16πd3＝16π(VS)3一滴油中含有的油分子数N＝VV′＝V16π(VS)3＝6S3πV2由题意可知一滴油的质量M＝ρV一个油分子的质量m＝MN＝ρV6S3πV2＝ρπV36S3所以阿伏加德罗常数NA＝M0m＝M0ρπV36S3＝6M0S3ρπV3代入数据NA＝6×0.09×0.730.8×103×3.14×(0.5×10－3×10－6)3mol－1＝6×1023mol－113．新华社北京2008年11月12日电：在中国探月工程一期即“嫦娥一号”圆满成功的同时，中国探月工程二期也已启动．其中，嫦娥二号卫星将于2011年底前完成发射．已知大气压强是由于大气的重力而产生的，某学校兴趣小组的同学，通过查资料知道：月球半径R＝1.7×106m，月球表面重力加速度g＝1.6m/s2.为开发月球的需要，设想在月球表面覆盖一层厚度为h的大气，使月球表面附近的大气压达到p0＝1.0×105Pa，已知大气层厚度h＝1.3×103m比月球半径小得多，假设月球表面初始没有空气．试估算(1)应在月球表面添加的大气层的总质量m；(2)月球大气层的分子数为多少？(3)分子间的距离为多少？(空气的平均摩尔质量M＝2.9×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1)[答案](1)2.27×1018kg(2)4.7×1043个(3)1.0×10－9m[解析](1)月球的表面积S＝4πR2，月球大气的重力与大气压力大小相等mg＝p0S，所以大气的总质量m＝4πR2p0g代入数据可得m＝4×3.14×(1.7×106)21.6×1.0×105kg≈2.