新教材同步系列2024春高中物理第一章分子動理論第一節(jié)物質是由大量分子組成的課后提升訓練粵教版選擇性必修第三冊

第一章第一節(jié)A組·基礎達標1．(多選)“用油膜法估測分子的大小”試驗的科學依據是()A．將油酸形成的膜看成單分子油膜B．不考慮各油酸分子間的間隙C．考慮了各油酸分子間的間隙D．將油酸分子看成球形【答案】ABD【解析】試驗中油酸的直徑是用油酸的體積除以油膜的面積來計算，所以試驗的科學依據是將油膜看成單分子油膜，不考慮油酸分子間的間隙，并把油酸分子看成球形，油酸分子直徑的數量級為10-10m，A、B、D正確，C錯誤．2．(多選)用油膜法估測分子的大小時，采納的志向化條件是()A．把在水面上盡可能充分散開的油膜視為單分子油膜B．把形成單分子油膜的分子看作緊密排列的球形分子C．把油膜視為單分子油膜，但需考慮分子間隙D．將單分子視為立方體模型【答案】AB【解析】由用油膜法估測分子大小的試驗可知，將體積為V的油酸滴在水面上，形成面積為S的油膜，由此可以估算出油酸分子的直徑為d＝eq\f(V,S)，這明顯是將油膜視為單分子層，將油酸分子視為球形且認為分子是緊密排列的，公式d＝eq\f(V,S)中，并沒有考慮分子間隙所占體積，A、B正確．3．由阿伏伽德羅常量和一個水分子的質量、一個水分子的體積，不能確定的物理量有()A．1mol水的質量B．1mol水蒸氣的質量C．1mol水的體積D．1mol水蒸氣的體積【答案】D【解析】由一個水分子的質量乘阿伏伽德羅常量可得一摩爾水的質量，A能確定；又因為一摩爾水蒸氣的分子數應和一摩爾水的分子數相同，所以一摩爾水蒸氣的質量和一摩爾水的質量相同，B能確定；已知一個水分子的體積乘阿伏伽德羅常量即可得到一摩爾水的體積，C能確定；因為水分子間、水蒸氣的分子間的距離不同，1mol水蒸氣的體積不能確定，D不能確定．4．某同學在“用油膜法估測分子大小”的試驗中，計算結果明顯偏大，可能是由于()A．油酸未完全散開B．油酸中含有大量的酒精C．計算油膜面積時不足1格的全部按1格計算D．求每滴溶液的體積時，1mL的溶液的滴數多記了10滴【答案】A【解析】油酸分子直徑d＝eq\f(V,S).計算結果明顯偏大，可能是V取大了或S取小了，油酸未完全散開，所測S偏小，d偏大，A正確；油酸中含有大量的酒精，不影響結果，B錯誤；若計算油膜面積時不足1格的全部按1格計算，使S變大，d變小，C錯誤；若求每滴溶液的體積時，1mL的溶液的滴數多記了10滴，使V變小，d變小，D錯誤．5．納米材料具有許多優(yōu)越性，有著廣袤的應用前景．已知1nm(納米)＝10-9m，棱長為1nm的立方體內可容納的液態(tài)氫分子的個數最接近的數值是()A．100 B．102C．104 D．106【答案】B【解析】分子直徑數量級為10-10m．一個液態(tài)氫分子所占體積約為V0＝d3＝10-30m3，則1nm立方體內可容納的液態(tài)氫分子個數約為N＝eq\f(V,V0)＝eq\f((10-9)3,10-30)＝103個，考慮分子直徑及間隙大小，分子個數最接近102個．6．漂亮的“水立方”特地設計了雨水回收系統，平均每年可以回收雨水10500m3，相當于100戶居民一年的用水量，請你依據上述數據估算一戶居民一天的平均用水量與下面哪個水分子數目最接近(設水分子的摩爾質量為M＝1.8×10-2kg/mol)()A．3×1031個 B．3×1028個C．9×1027個 D．9×1030個【答案】C【解析】每戶居民一天所用水的體積V＝eq\f(10500,100×365)m3≈0.29m3，該體積所包含的水分子數目N＝eq\f(ρV,M)NA≈9.7×1027個，最接近C項．7．已知水銀的摩爾質量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常量為NA，則水銀分子的直徑是()A．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\s\up12(\f(1,3)) B．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3M,4πρNA)))eq\s\up12(\f(1,3))C．eq\f(6M,πρNA) D．eq\f(M,ρNA)【答案】A【解析】1mol水銀的體積V＝eq\f(M,ρ)，1個水銀分子的體積V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA)，把水銀分子看成球體，則V0＝eq\f(1,6)πd3，所以d＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\s\up12(\f(1,3))．把水銀分子看成立方體，則V0＝d3，所以d＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(M,ρNA)))eq\s\up12(\f(1,3))．故正確選項是A．8．(2023年珠海階段檢測)在“油膜法估測油酸分子大小”的試驗中：(1)下列說法正確的是________．A．測量一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積時，可以用注射器擠出一滴油酸滴入燒杯中，視察注射器上的體積改變B．測量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面積時，假如不運用爽身粉，也可以在水中加入紅墨水后混合勻稱，再滴入一滴油酸酒精溶液C．實際的油酸分子是球形的，因此通過計算得到的油酸分子直徑即是球的直徑D．計算油酸分子的大小時，認為水面油酸為單分子層且認為分子間緊密排布(2)①若試驗過程中發(fā)覺，撒入的爽身粉過多，導致油酸分子未形成單分子層，則計算得到的油酸分子直徑將________(填“偏大”“偏小”或“不變”).②若試驗中運用的油酸酒精溶液是經久置的，則計算得到的油酸分子直徑將________(填“偏大”“偏小”或“不變”).(3)某次試驗中將1mL的純油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器測得1mL溶液為80滴，再滴入1滴這樣的溶液到打算好的淺盤中，描出的油膜輪廓如圖所示，每格邊長是0.5cm，依據以上信息，可估算出油酸分子的直徑約為________m(此小題保留1位有效數字).【答案】(1)D(2)①偏大②偏小(3)7×10-10【解析】(1)測量一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積時，至少要測量50滴到100滴油酸酒精溶液的體積，然后計算一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，A錯誤；測量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面積時，運用爽身粉才能看出油膜的輪廓，在水中加入紅墨水后混合勻稱不能看出油膜的輪廓，B錯誤；試驗時只是把油酸分子看作是球形的志向模型，實際的油酸分子不是球形的，因此通過計算得到只是將油酸分子看成是球形時的油酸分子直徑，C錯誤；計算油酸分子的大小時，認為水面油酸為單分子層且認為分子間緊密排布，D正確．(2)①若試驗過程中發(fā)覺，撒入的爽身粉過多，導致油酸分子未形成單分子層，則油膜面積的測量值偏小，依據d＝eq\f(V,S)則計算得到的油酸分子直徑將偏大；②若試驗中運用的油酸酒精溶液是經久置的，在溶液中的油酸濃度會偏大，實際計算時仍按原來的濃度計算，則計算得到的油酸分子直徑將偏??；(3)一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為V＝eq\f(1,5000)×eq\f(1,80)mL＝2.5×10-6mL，油膜的面積為S＝140×0.5×0.5cm2＝35cm2，分子直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2.5×10-6×10-6,35×10-4)m＝7×10-10m．9．(2023年肇慶階段檢測)某試驗小組完成“用油膜法測油酸分子大小”的試驗．(1)試驗中要讓油酸在水面盡可能散開，形成單分子油膜，并將油膜分子看成球形且緊密排列．本試驗體現的物理思想方法為______(填選項前的字母).A．限制變量法 B．等效替代法C．志向化模型法(2)該小組進行下列試驗操作，請選出須要的試驗操作，并將它們按操作先后依次排列：D______(用字母符號表示).(3)已知試驗室中運用的酒精油酸溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管測得每50滴這種酒精油酸溶液的總體積為1mL，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為1cm的正方形小格的紙上(如圖).則計算得油酸分子的大小d＝______m．(結果保留1位有效數字)【答案】(1)C(2)BFEC(3)7×10-10【解析】(1)將油酸分子看成球形，在水面上形成單分子油膜．本試驗體現的物理思想方法為志向化模型法，故選C．(2)依據試驗操作可知正確依次為DBFEC；(3)依據紙上方格數可知，由圖像估測油酸膜面積為S＝60cm2，一滴油酸溶液中油酸分子的體積為V＝eq\f(2,104×50)cm3＝4×10-6cm3.則油膜分子直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4×10-6,60)cm＝7×10-8cm＝7×10-10m.10．“用油膜法估測分子大小”的試驗方法及步驟如下：①向體積V油＝1mL的油酸中加酒精，直至總量達到V總＝500mL；②用注射器吸?、僦信渲坪玫挠退峋凭芤?，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當滴入n＝100滴時，測得其體積恰好是V0＝1mL；③往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水，然后將________勻稱地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形態(tài)穩(wěn)定后，將事先打算好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形態(tài)；⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，如圖所示，數出輪廓范圍內小方格的個數N，小方格的邊長l＝20mm.依據以上信息，回答下列問題：(1)步驟③應填______________________．(2)1滴酒精油酸溶液中純油酸的體積是______mL.(3)油酸分子直徑是________m.【答案】(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10-5(3)4.4×10-10【解析】(1)為了顯示單分子油膜的形態(tài)，須要在水面上撒痱子粉或石膏粉．(2)1滴酒精油酸溶液中純油酸的體積V′＝eq\f(V0,nV總)＝eq\f(1,100)×eq\f(1,500)mL＝2×10-5mL.(3)依據大于半個方格的算一個，小于半個方格的舍去，油膜形態(tài)占據的方格數大約為113個，故面積S＝113×20×20mm2＝4.52×104mm2，油酸分子直徑d＝eq\f(V′,S)＝eq\f(2×10-5×10-6,4.52×104×10-6)m≈4.4×10-10m．B組·實力提升11．在“用油膜法估測分子的大小”試驗中，用注射器將一滴油酸酒精溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標紙上，其形態(tài)如圖所示，坐標紙上正方形小方格的邊長為10mm，該油酸膜的面積是________m2；若一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是4×10-6mL，則油酸分子的直徑是________m.【答案】8×10-35×10-10【解析】由于油酸膜所占小方格的個數約為80個，故油酸膜的面積是S＝80×100×10-6m2＝8×10-3m2；d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4×10-6×10-6,8×10-3)m＝5×10-10m．12．科學家創(chuàng)建出一種利用細菌將太陽能轉化為液體燃料的“人造樹葉”系統，使太陽取代石油成為可能．假設該“人造樹葉”工作