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【與名師對(duì)話】2013屆高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)31 新人教版選修3-3

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1、 課時(shí)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(diào)研)根據(jù)分子動(dòng)理論,下列說法正確的是(  ) A.一個(gè)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?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng),就是分子的運(yùn)動(dòng) 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(shì)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(gè)氣體分子所占據(jù)的空間,而非一個(gè)氣體分子的體積,A錯(cuò)誤.墨水中小炭粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)為固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),而非分子運(yùn)動(dòng),B

2、錯(cuò)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(dāng)兩分子間距離小于r0時(shí),分子力表現(xiàn)為斥力,此時(shí)分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而減小;當(dāng)兩分子間距離大于r0時(shí),分子力表現(xiàn)為引力,此時(shí)分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大,D正確. [答案]  CD 2.設(shè)兩分子a、b間距離為r0時(shí)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(yuǎn)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(chǎn)對(duì)b一直做正功 C.當(dāng)b運(yùn)動(dòng)最快時(shí),a對(duì)b的作用力為零 D.當(dāng)a、b間距離為r0時(shí),a、b間的分子勢(shì)能最小 [解析] 由分子動(dòng)理論可知距離

3、變化對(duì)斥力的影響比對(duì)引力的影響大,距離增大時(shí)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(shì)能減小,當(dāng)分子間距離大于r0時(shí),表現(xiàn)為引力,分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,因此當(dāng)分子間距離等于r0時(shí)分子勢(shì)能最小,所以B錯(cuò)D對(duì).b分子在運(yùn)動(dòng)過程中,先加速后減速,當(dāng)距離為r0時(shí),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(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱學(xué)性質(zhì),據(jù)此可判斷下列說法中錯(cuò)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(yùn)動(dòng),這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)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(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)體材料摻入其他元素 [解析] 小炭粒做布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),故A對(duì);由于不確定r與r0的關(guān)系,故無法確定分子力的變化,B錯(cuò);分子間距離增大時(shí),分子力可能做正功,也可能做負(fù)功,分子勢(shì)能可能增大,也可能減小,C對(duì);高溫下,分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈,擴(kuò)散更容易,故D對(duì). [答案]  B 4.已知銅的摩爾質(zhì)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(cuò)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(gè)銅原子的質(zhì)量為(kg) D.1個(gè)銅原子的體積為(m3) [解析] 原子個(gè)數(shù)N=NA=,A正確;同理N=NA=,B錯(cuò)誤;1個(gè)銅原子質(zhì)量m0=(kg),C正確;1個(gè)銅原子體積V0=(m3),D正確. [答案]  B 5.一個(gè)鐵球和冰球的溫度相同,且其質(zhì)量相等,則(  ) A.它們的分子平均動(dòng)能一定相等 B.它們的分子運(yùn)動(dòng)的平均速率一定相等 C.冰球的體積大,水分子的勢(shì)能大 D.它們的內(nèi)能一定相同 [解析] 因?yàn)闇囟认嗤?,平均?dòng)能相同,據(jù)=m2知,水分子的平均速率較大,分子勢(shì)能與分子間距有關(guān),分子間距等于r0時(shí),分子勢(shì)能最小,偏離r0越多,分子勢(shì)能越大,

6、所以體積大,分子勢(shì)能不一定大,物體的內(nèi)能E內(nèi)=n(+),分子數(shù)n=不同,哪個(gè)大無法弄清楚. [答案]  A 6.在觀察布朗運(yùn)動(dòng)時(shí),從微粒在a點(diǎn)開始計(jì)時(shí),間隔30 s記下微粒的一個(gè)位置得到b、c、d、e、f、g等點(diǎn),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(shí)的位置一定在cd的中點(diǎn)上 B.微粒在75 s末時(shí)的位置可能在cd的連線上,但不可能在cd中點(diǎn)上 C.微粒在前30 s內(nèi)的路程一定等于ab的長(zhǎng)度 D.微粒在前30 s內(nèi)的位移大小一定等于ab的長(zhǎng)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(shí)的位置,但并不一定沿著折線abcdefg運(yùn)動(dòng),故選D. [答案]  D 7.如圖所示,縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間引力、斥力的大小,橫坐標(biāo)表示兩個(gè)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(guān)系,e為兩曲線的交點(diǎn),則下列說法正確的是(  ) A.a(chǎn)b為斥力曲線,cd為引力曲線,e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10-10 m B.a(chǎn)b為引力曲線,cd為斥力曲線,e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10-10 m C.若兩個(gè)分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo),則分子間作用力表現(xiàn)為斥力 D.若兩個(gè)分子距離越來越大,則分子勢(shì)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(dāng)分子間距為平衡距離即10-10 m時(shí),分子引力和分子斥力大小相等,分子力為零,當(dāng)分子間距大于平衡距離即10-10 m時(shí),分子引力大于分子斥力,分子力表現(xiàn)為分子引力;當(dāng)分子間距小于平衡位置距離即10-10 m時(shí),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(diǎn)為平衡距離即10-10 m,分子勢(shì)能隨分子間距的變化而發(fā)生改變,當(dāng)分子間距大于10-10 m,分子勢(shì)能隨分子間距的增大而增大;當(dāng)分子間距小于10-10 m時(shí),分子勢(shì)能隨分子間距的增大而減小;分子間距離為平衡距離時(shí),分子勢(shì)能是最小的.若取無窮遠(yuǎn)處的分子勢(shì)能為0,

9、則分子間距為平衡距離時(shí),分子勢(shì)能為負(fù)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(shí)間后,整杯水都變成了紅色.這一現(xiàn)象在物理學(xué)中稱為_________現(xiàn)象,是由于分子的_________而產(chǎn)生的,這一過程是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性_________的方向進(jìn)行的. [解析] (1)水分

10、子對(duì)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(jìn)入水中為擴(kuò)散現(xiàn)象,是分子熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,并且分子熱運(yùn)動(dòng)朝著熵增大,即無序性增大的方向進(jìn)行. [答案]  (1)大 分子引力 (2)擴(kuò)散 無規(guī)則運(yùn)動(dòng)(熱運(yùn)動(dòng)) 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(zhì)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(gè)分子的質(zhì)量、每個(gè)分子的體積、分子之間的平均距離? (2)當(dāng)物體體積增大時(shí),分子勢(shì)能一定增大嗎? (3)在同一個(gè)坐標(biāo)系中畫出分子力F和分子勢(shì)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(shì). [解析] (1)可估算出每個(gè)氣體分子的質(zhì)量m0=; 由于氣體分子間距較大,由V0=求得的是一個(gè)氣體分子占據(jù)的空間,而不是一個(gè)氣體分子的體積,故不能估算每個(gè)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(nèi),當(dāng)r增大時(shí),分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大;在r

12、3,空氣的摩爾質(zhì)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(jié)果保留一位有效數(shù)字) [解析] 設(shè)空氣的摩爾質(zhì)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(gè). [答案]  3×1022個(gè) 11.(10分)對(duì)于固體和液體來說,其內(nèi)部分子可看做是一個(gè)挨一個(gè)緊密排列的小球,若某固體的摩爾質(zhì)量為M,密度為ρ,阿伏加德羅常數(shù)為NA. (1)該固體分子質(zhì)量的表達(dá)式為m0=__________. (2)

13、若已知汞的摩爾質(zhì)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(jié)果保留兩位有效數(shù)字). [解析] (1)該固體分子質(zhì)量的表達(dá)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(xué)校物理興趣小組組織開展一次探究活動(dòng),想估算地球周圍大氣層的分子個(gè)數(shù).一學(xué)生通過網(wǎng)上搜索,查閱得到以下幾個(gè)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(qiáng)p0=1.0×105 Pa,空氣的平均摩爾質(zhì)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(xué)根據(jù)上述幾個(gè)物理量能估算出地球周圍大氣層的分子數(shù)嗎?若能,請(qǐng)說明理由;若不能,也請(qǐng)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(huì)增加多少?(已知液化空氣的密度ρ=1.0×103 kg/m3) [解析] (1)能.因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)是由大氣重力產(chǎn)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(gè) (2)可求出液化后的體積為: V== m3=5.2×1015 m3 設(shè)大氣液化后的液體分布在地球表面上時(shí),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(xiàng)和三次項(xiàng),得 h== m≈10 m. [答案]  (1)見解析 (2)10 m 5 用心 愛心 專心

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