高中物理选修3-3习题

一、判断下列说法的正误 1．用油膜法估测分子直径

A．一滴油酸酒精溶液体积为V，在水面上形成的单分子油膜的面积为S，则油酸分子

的直径d=V/S

B．在油膜法估测分子大小的实验中，分子直径可由1滴油酸酒精溶液的体积除以油膜

面积求得 2．关于NA

A．用N表示阿伏伽德罗常数，M表示铜的摩尔质量，ρ表示铜的密度，那么一个铜原

子所占空间的体积可表示为M/ρN

B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积

C．已知某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，则该种物质的分

子体积为V0=M/ρNA

D．lmol任何物质所含有的粒子数都相等 3．扩散现象与布朗运动

A．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动

B．布朗运动是液体分子的运动，所以它能说明分子永不停息地做无规则运动 C．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显 4．分子间作用力

A．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙 B．在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力一定减小 C．分子间距离增大，则分子间的斥力减小，引力增大

D．分子间的距离r存在某一值r0，当r大于r0时，分子间斥力大于引力；当r小于r0

时，斥力小于引力

5．热平衡与温标

A．物体温度由－20oC升高到27oC，用热力学温标表示是升高了320K 6．分子内能

A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同 B．质量、温度相同的氢气和氧气，分子的平均动能一定相同 C．分子间距离增大，分子势能一定增大

D．两个分子甲和乙相距较远（此时它们之间的作用力可以忽略），设甲固定不动，乙

逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程中前阶段分子力做正功，后阶段克服分子力做功

E．物体的温度升高，表示物体中所有分子的动能都增大 7．晶体与非晶体

A．晶体一定具有规则形状，且具有各向异性的特征

B．有的物质微粒在不同条件下可以按不同的规则在空间分布，因此可以生成不同的晶

体

C．有规则外形的物体是晶体

D．物理性质各向同性的一定是非晶体 E．物理性质各向异性的一定是晶体 8．液体、液晶

A．夏天荷叶上小水珠呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的

缘故

B．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力

C．肥皂液易形成薄膜而清水不易形成薄膜说明清水表面张力较大 D．在完全失重的情况下，熔化的金属能够收缩成标准的球形 E．温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质 F．液晶既有液体的流动性，又具有光学各向异性

G．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有

斥力，所以液体表面具有收缩的趋势

H．液晶是一种晶体，它的光学性质随温度、外加电压等因素的变化而变化 9．饱和汽及饱和气压、汽化热与熔化热

A．在夏季温度不太高时，相对湿度较大时，人也容易中暑 B．一定温度下，某种物质的饱和汽的压强是一定的 C．饱和气压随温度的升高而减小

D．在温度不变的情况下，增大液面上方饱和汽的体积，待气体重新达到饱和时，饱和

汽的密度不变，压强也不变

E．晶体熔化过程中，当温度达到熔点时，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分

子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点。非晶体没有空间点阵，熔化时不需要去破坏空间点阵，吸收的热量主要转化为分子的动能，不断吸热，温度就不断上升 10．热力学第一定律

A．气体吸收热量，其分子的平均动能就增大 B．对一定质量的气体加热，其内能一定增加 11．热力学第二定律

A．自然界进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性

B．即使没有漏气，也没有摩擦的能量损失，内燃机也不可能把内能全部转化为机械能 C．尽管随着技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，但制冷机却可以使温度降

到－283 oC

D．能量耗散的过程就是熵增加的过程

E．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律 F．满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行

G．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机

械能，这在原理上是可行的

H．从单一热源吸取热量，使之全部变成有用的机械功是不可能的 I．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体

J．伴随着熵增加的同时，一切不可逆转过程总会使自然界的能量品质不断退化，逐渐

丧失做功的本领，所以人类必须节约能源

K．一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行的 12．气体实验定律及气体压强的微观解释等

A．容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁而产生的

B．被活塞封闭在气缸中的一定质量的理想气体，若温度升高，压强保持不变，则气缸

单位面积在单位时间内受到的分子碰撞次数在增加

C．一定质量的理想气体，保持气体的压强不变。温度越高，体积越大 D．即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的

E．气体分子间的距离较大，除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子几乎不受力的

作用而做匀速直线运动，分子的运动杂乱无章，在某时刻，向各个方向运动的气体分子数目不均等

F．一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成

甲、乙两室。甲室中装有一定质量的温度为Ｔ的气体，乙室为真空，如图所示。提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为Ｔ。 G．一定质量的氧气、在不同的温度下，分子的速率分

布情况如右图所示，实线和虚线分别对应的温度为t1和t2，则由图可得：t1小于t2

二、填空、分析、计算 1．用油膜法估测分子直径

（1）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶

液的浓度为每 1000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL，用注射器测得 l mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1 cm，则可求得：

（1）油酸薄膜的面积是 cm2． （2）油酸分子的直径是 m．（结果保留两位有效数字）

（3）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数．如果已知体积为V

的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为 。

（2）在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：

A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)再根据方格的边长求出油膜的面积S．

B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．

C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面． D．用公式d=V/S，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小．

E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V．

F．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数．

上述实验步骤的合理顺序是__________．

（3）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，有下列操作步骤，请补充实验步骤C的内

容及实验步骤E中的计算式：

A．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入1 mL 的油酸酒精溶液的滴数N；

B．将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足够大，且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；

C．___________________________________________________________________ D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1cm的正方形为单位，计算出轮廓内正方形的个数m；

E．用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径 d = ____________ cm． 2．关于NA

（1）已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2kg，阿伏加德罗常数为

NA=6.0×1023mol-1。一滴露水的体积大约是6.0×10-5cm3，它含有 个水分子。如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进6.0×107个水分子时，喝进水的质量是 kg。（保留两位有效数字）

（2）一个细口瓶，开口向上放置，容积为2.0L，在温度为0oC，大气压强为一个标准大气

压的环境中，瓶内气体的分子数约为多少？（结果保留两位有效数字，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023/mol）

3．热力学第一定律、气体实验定律及微观解释

（1）外力对气体做功100J，气体向外放热20J，在这个过程中气体的内能 （选填

“增加”、“减小”），其改变量是 J。

（2）封闭在汽缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体

积不变，当温度升高时，气体的密度 （选填“增大”、“减小”、“不变”），气体的压强 （选填“增大”、“减小”、“不变”），气体分子的平均动能 （选填“增大”、“减小”、“不变”），每秒撞击单位面积器壁的气体分子数 （选填“增加”、“减少”、“不变”）

（3）如图所示，一定质量的理想气体，沿状态A→B→C变化，则温度最高的是 状

态，分子的密度最大的是 状态（填“A”、“B”或“C”） （4）一定质量的理想气体，在绝热膨胀的过程中 ①对外做功5J，则其内能 （选填“增加”

或“减少”） J。 ②试从微观角度分析其压强变化情况.

（5）一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中的箭

头所示方向进行状态变化，最后又回到初始状态A ，即A→B→C→A，这个过程称为一个循环。

①由A→B，气体的分子平均动能 ；由B→C，气体的内能 （填“增加”、“减少”或“不变”）。 ②根据分子动理论（等压变化的微观解释），简要分析 C→A的过程，压强不变的原因。

P/atm （6）如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状

态变化，状态A与状态B 的体积关系为A VA_____VB(选填“大于”、“小于”、“等于”)； 若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则

C 气体的内能如何变化？变化量是多少？此过程中吸热还是放热？

O

（7）如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB

过程至状态B，气体对外做功280J，吸收热量410J；气体又从

B T/K p C A B D V o 状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200J．求： ①ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？ ②BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多 少？

（8）如图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是

光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？

S

a U b

（9）如图所示，在汽缸内用活塞封闭着一定量的空气，压强和大气压相同，把汽缸和活

塞固定，使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为Q1。如果让活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内空气升高相同的温度，其吸收的热量Q2。问：Q1 和Q2哪个大些？为什么？