高中物理 第1章 用統(tǒng)計思想研究分子運動 1_3 分子熱運動學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-3

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1.3 分子熱運動 (建議用時：45分鐘) [學(xué)業(yè)達標(biāo)] 1．下列關(guān)于布朗運動的說法，正確的是(　　) A．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 B．液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇烈 C．布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的 D．布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬? E．布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映 【解析】　布朗運動是懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動，是由液體分子對微粒的撞擊作用的不平衡產(chǎn)生的，不是液體分子的無規(guī)則運動，是液體分子無規(guī)則運動的反映．選項A、C錯誤，D、E正確；溫度越高，分子運動速率越大，布朗運動越劇烈，粒子越小，慣性越小，運動狀態(tài)越容易改變，受撞擊后加速度越大，運動越劇烈，所以液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇烈，選項B正確． 【答案】　BDE 2．?dāng)U散現(xiàn)象說明了(　　) A．物質(zhì)是由大量分子組成的 B．物質(zhì)內(nèi)部分子間存在著相互作用力 C．分子間存在著空隙 D．分子在做無規(guī)則的運動 E．溫度越高分子的無規(guī)則運動越劇烈 【解析】　擴散現(xiàn)象是一種物質(zhì)的分子進入另一種物質(zhì)內(nèi)部的現(xiàn)象，且溫度越高擴散越快，因而說明了分子間存在著空隙；擴散現(xiàn)象不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的． 【答案】　CDE 3．(2016石家莊高二檢測)對下列相關(guān)物理現(xiàn)象的解釋正確的是(　　) A．粉筆字在黑板上久了，不易擦除，說明分子做無規(guī)則運動 B．存放過煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子、混凝土分子都在做無規(guī)則的熱運動 C．高壓下的油會透過鋼壁滲出，說明分子是不停運動著的 D．在一杯熱水中放幾粒鹽，整杯水很快會變咸，這是鹽分子在高溫下分子無規(guī)則運動加劇的結(jié)果 E．花香四溢，說明分子間有空隙 【解析】　選項A、B屬于擴散現(xiàn)象，說明分子都在做無規(guī)則的熱運動，A、B正確；高壓下的油會透過鋼壁滲出，這屬于物體在外力作用下的機械運動，并不能說明分子是不停運動著的，選項C錯誤；選項D屬于擴散現(xiàn)象，D正確；E項說明分子不停地做無規(guī)則運動． 【答案】　ABD 4．(2016長沙高二檢測)把墨汁用水稀釋后取出一滴放在顯微鏡下觀察，如圖132所示，下列說法中不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：35500005】 圖132 A．在顯微鏡下既能看到水分子也能看到懸浮的小炭粒，且水分子不停地撞擊炭粒 B．小炭粒在不停地做無規(guī)則運動，這就是所說的布朗運動 C．越小的炭粒，運動越明顯 D．越大的炭粒，運動越明顯 E．在顯微鏡下看起來連成一片的液體，實際上就是由許許多多的靜止不動的水分子組成的 【解析】　水分子在顯微鏡下是觀察不到的，故A錯；根據(jù)布朗運動的含義可判斷B、C對，D錯；水分子并不是靜止不動的，故E錯． 【答案】　ADE 5．如圖133所示為懸浮在水中的一個花粉顆粒的布朗運動的情況，從A點開始計時，在一段時間內(nèi)，每隔30 s記下一個位置，依次記為B、C、D、E、F，則(　　) 圖133 A．圖中的折線不是花粉的運動軌跡 B．2 min內(nèi)此花粉的位移大小是AE C．第15 s時，此花粉應(yīng)在AB的中點 D．第15 s時，此花粉可能在AB的中點 E．圖中的折線是花粉的運動軌跡 【解析】　題圖中折線是每隔30 s顆粒所在位置的連線，并不是顆粒的實際運動軌跡，A項對，E項錯；2 min內(nèi)此花粉的位移大小應(yīng)是AE，B項對；除了每隔30 s記下的位置，其他任一時刻的位置都不能確定，C項錯，D項對． 【答案】　ABD 6．通常蘿卜腌成咸菜需要幾天，而把蘿卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需幾分鐘，那么造成這種差別的主要原因，下列說法不正確的是(　　) A．鹽分子太小了，很容易進入蘿卜中 B．鹽分子間互相碰撞 C．蘿卜分子間有空隙，易擴散 D．炒菜時溫度高，分子熱運動激烈 E．腌菜時溫度低，分子熱運動緩慢 【解析】　蘿卜之所以咸的原因是鹽分子進入蘿卜中，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是鹽分子的擴散．在擴散現(xiàn)象中，擴散的快慢跟溫度有關(guān)，溫度越高，擴散得越快；溫度越低，擴散得越慢．在腌蘿卜時，是鹽分子在常溫下的擴散現(xiàn)象，炒菜時，是鹽分子在高溫下的擴散現(xiàn)象，因此，炒菜時蘿卜咸得快，腌菜時蘿卜咸得慢，A、B、C是錯誤的． 【答案】　ABC 7．下列四種現(xiàn)象中，屬于擴散現(xiàn)象的有(　　) A．雨后的天空中懸浮著很多的小水滴 B．海綿吸水 C．在一杯開水中放幾粒鹽，整杯水很快就會變咸 D．把一塊煤貼在白墻上，幾年后鏟下煤后發(fā)現(xiàn)墻中有煤 E．春天在公園里散步，隨處都能聞到花香味 【解析】　擴散現(xiàn)象是指兩種不同的分子互相滲透到對方中去的現(xiàn)象，它是由分子運動引起的．天空中的小水滴不是分子，小水滴是由大量水分子組成的，這里小水滴懸浮于空氣中并非分子運動所為，故A項不對．同樣海綿吸水也不是分子運動的結(jié)果，故B項也不對．而整杯水變咸是鹽分子滲透到水分子之間所致，墻中有煤也是煤分子滲透的結(jié)果，春天各種花的芳香分子擴散到空氣中傳得很遠，故C、D、E項正確． 【答案】　CDE 8．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(xué)中稱為 現(xiàn)象，是由于分子的 而產(chǎn)生的．這種現(xiàn)象進行的快慢與 、 有關(guān)． 【解析】　紅墨水分子進入水中為擴散現(xiàn)象，是分子熱運動的結(jié)果．?dāng)U散現(xiàn)象的快慢與物質(zhì)狀態(tài)有關(guān)，與物質(zhì)的溫度有關(guān)． 【答案】　擴散　熱運動　物質(zhì)的狀態(tài)　物質(zhì)的溫度 [能力提升] 9．關(guān)于擴散現(xiàn)象和布朗運動，下列說法正確的是(　　) A．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都是分子的無規(guī)則運動 B．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別 C．?dāng)U散現(xiàn)象宏觀上可以停止，但微觀上分子無規(guī)則運動依然存在 D．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都與溫度有關(guān) E．布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映 【解析】　擴散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則熱運動而導(dǎo)致的物質(zhì)的群體遷移，當(dāng)物質(zhì)在某一能到達的空間內(nèi)達到均勻分布時，這種宏觀的遷移現(xiàn)象就結(jié)束了，但分子的無規(guī)則運動依然存在．布朗運動是由于分子對懸浮微粒的不均勻撞擊所致，它不會停止，這兩種現(xiàn)象都與溫度有關(guān)，溫度越高，現(xiàn)象越明顯；布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映． 【答案】　CDE 10．如圖134所示，一個裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開，當(dāng)抽去玻璃板后所發(fā)生的現(xiàn)象，(已知二氧化氮的密度比空氣密度大)下列說法不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：35500006】 圖134 A．當(dāng)過一段時間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體也變成了淡紅棕色 B．由于二氧化氮密度較大，不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色 C．由于下面二氧化氮的摩爾質(zhì)量大于上面空氣的平均摩爾質(zhì)量，二氧化氮不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色 D．上面的空氣由于重力作用會到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以會發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會出現(xiàn)淡紅棕色 E．由于氣體分子在運動著，所以上面的空氣會運動到下面的瓶中，下面的二氧化氮也會自發(fā)地運動到上面的瓶中，所以最后上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致 【解析】　因為分子運動是永不停息的，所以相互接觸的兩種物質(zhì)分子會彼此進入對方，也就是擴散，最終空氣和二氧化氮分子均勻混合，整體是淡紅棕色． 【答案】　BCD 11．在房間的一端打開一瓶香水，如果沒有空氣對流，在房間的另一端的人并不能馬上聞到香味，這是由于分子運動速率不大．這種說法正確嗎？為什么？ 【解析】　這種說法是不正確的．氣體分子運動的速率實際上是比較大的．并不能馬上聞到香味的原因：雖然氣體分子運動的速率比較大，但由于分子運動的無規(guī)則性，且與空氣分子不斷地碰撞，方向不停地在改變，大量的分子擴散到另一個位置需要一定的時間，并且人要聞到香味必須等香味達到一定的濃度才行． 【答案】　見解析 12．下面關(guān)于布朗運動的兩種說法都是錯誤的，試分析它們各錯在哪里． (1)在北方冬天的大風(fēng)天氣時，常?？吹斤L(fēng)沙彌漫、塵土飛揚，這就是布朗運動． (2)一滴碳素墨水滴在清水中，過一會兒整杯水都黑了，這是碳分子做無規(guī)則運動的結(jié)果． 【解析】　(1)能在液體或氣體中做布朗運動的微粒(可稱為布朗微粒)都是很小的，一般數(shù)量級在10－6 m，這種微粒肉眼是看不見的，必須借助于顯微鏡．冬天大風(fēng)天氣看到的風(fēng)沙、塵土，都是較大的顆粒，它們的運動不能稱為布朗運動．空氣中懸浮著許多布朗微粒，但我們的眼睛看不到． (2)碳素墨水是由研磨得很細(xì)的炭粒散布在水溶液中構(gòu)成的，把它滴入水中，由于碳并不溶于水，它仍以小炭粒的形式存在，這些小炭粒受水分子的撞擊，要做布朗運動，并使得整杯水都黑了．布朗運動并不是固體分子的運動，因此說“這是碳分子做無規(guī)則運動的結(jié)果”是錯誤的． 【答案】　見解析