单元素养检测卷(一)-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册课程探究与巩固教师用书配套word（人教版）

单元素养检测卷(一)(见学生用书P145) [时间：90分钟　满分：100分] 一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1．教室内的气温会受到室外气温的影响，若教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，关于房间内的空气，下列说法中正确的是(　B　) A．空气分子数密度增大 B．空气分子的平均速率增大 C．空气分子的速率都增大 D．空气质量增大 【解析】 温度升高，气体分子的平均速率增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气体压强并未改变，可见分子数密度一定减小，故A、D错误，B正确；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，故C错误。 2．下列说法正确的是(　A　) A．温度是物体的分子热运动剧烈程度的标志 B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关 D．气体温度降低，分子的平均动能可能不变 【解析】 温度是物体的分子热运动的平均动能的标志，标志着物体的分子热运动的剧烈程度，A项正确；气体温度降低，则分子的平均动能变小，D项错误；内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，B项错误；气体压强不仅与气体分子的平均动能有关，还与气体分子的数密度有关，C项错误。 3．两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线如图所示。下列说法正确的是(　B　) A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力 C．当r等于r2时，分子间的作用力最大 D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功 【解析】 由题图可知，分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离，分子间的作用力为0，故C错误；当0＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，当r＞r2时，分子间的作用力表现为引力，故A错误，B正确；在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力表现为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，故D错误。 4．用M表示液体或固体的摩尔质量，m表示分子质量，ρ表示物质密度，Vmol表示摩尔体积，V0表示分子体积，NA表示阿伏加德罗常数。下列关系式不正确的是(　A　) A．NA＝　 B．ρ＝ C．Vmol＝　 D．m＝ 【解析】 摩尔体积表示1 mol分子的总体积，1 mol分子有NA个分子，所以NA＝，故A错误。 5．下图所示是用显微镜观察悬浮在水中的某个花粉微粒做布朗运动的观测记录，下列说法正确的是(　A　) A． 温度越高，布朗运动越显著 B． 花粉微粒越大，布朗运动越显著 C． 布朗运动反映了花粉分子的无规则热运动 D． 图中记录的是花粉微粒做布朗运动的轨迹 【解析】 实验中，温度越高，液体分子运动越激烈，使得布朗运动也越显著，故A正确；微粒越大，其表面积越大，同一时刻撞击微粒的液体分子数越多，微粒受到的合力越小，布朗运动越不明显，故B错误；布朗运动指的是花粉颗粒的运动，不是花粉分子的热运动，反映了液体分子的无规则运动，故C错误；花粉微粒做无规则的布朗运动，没有固定的轨迹，图中记录的只是不同时刻花粉颗粒位置的连线，并不是运动轨迹，故D错误。 6．关于温度与分子动能的关系，下列说法正确的是(　B　) A．某物体的温度为0 ℃，说明物体中分子的平均动能为0 B．温度是分子热运动平均动能的标志 C．温度较高的甲、乙两物体，若甲物体分子平均动能较大，则其分子的平均速率也较大 D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高 【解析】 某物体温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并不为0，因为分子在永不停息地做无规则运动，A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高的物体，分子的平均动能越大，但由于分子的质量不一定相同，则分子平均速率不一定大，B正确，C错误；物体内分子热运动的速度与机械运动的速度无关，物体的运动速度越大，不能代表物体内部分子的热运动越剧烈，所以物体的温度不一定越高，D错误。 7．已知阿伏加德罗常数为NA，某物质的摩尔质量为M g/mol，水的摩尔质量为18 g/mol，则该物质的分子质量和m kg水中所含氢原子数分别是(　A　) A．，mNA×103　 B．，9mNA C．，mNA×103　 D．，18mNA 【解析】 该物质的分子质量为；m kg水中所含水分子数为NA，一个水分子中含有两个氢原子，则所含的氢原子数为NA×2＝NA×2＝mNA×103个，A正确。 8．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力，F<0为引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是(　B　) 【解析】 从A到D乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度大小与力的大小成正比，方向与力的方向相同，故B正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能为负值，故D错误。 9．小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。从A点开始，他把小颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D、……等点，把这些点连线形成如图所示折线，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是(　D　) A．该折线图是粉笔末的运动轨迹 B．粉笔末的无规则运动反映了粉笔末分子的无规则运动 C．经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处 D．粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度 【解析】 图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线，不是粉笔末的运动轨迹，故A错误；图中的折线没有规则，说明粉笔末的运动是无规则的，反映了水分子的无规则运动，故B错误；粉笔末的运动是无规则的，不能判断出在经过B点后10 s粉笔末是否在BC的中点处，故C错误；根据平均速度的定义，由图可知，B到C的位移的大小小于C到D的位移的大小，时间间隔相等，所以由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度，故D正确。 10．在温度都是100 ℃时，关于18 g的水、18 g的水蒸气、32 g的氧气，下列说法正确的是(　B　) A． 它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大 B．它们的分子数目相同，分子的平均动能相同 C．它们的分子数目相同，内能相同 D．它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同 【解析】 水和水蒸气的相对分子质量相同，摩尔质量相同，故分子数相同，N1＝N2＝×6.02×1023＝6.02×1023(个)，32 g的氧气分子数为N3＝×6.02×1023＝6.02×1023(个)，故N1＝N2＝N3；温度是分子热运动平均动能的标志，温度均为100 ℃，故分子热运动的平均动能相同；内能包括分子势能和分子热运动的动能，故内能不相同，水蒸气的内能比水的内能大。综上分析，B正确，A、C、D错误。 11．下列关于分子动理论的叙述正确的是(　B　) A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动 B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快 C．水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动 D．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力 【解析】 “阳光柱”里粉尘的运动是由于空气的流动形成的，不属于布朗运动，做布朗运动的固体小颗粒用肉眼看不到，需借助光学显微镜才能看到，故A错误；根据分子力特点，当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，故B正确；水结为冰时，温度降低，但分子仍在做永不停息的无规则热运动，故C错误；气体扩散现象表明气体分子在做永不停息的无规则热运动，故D错误。 12．阿伏加德罗常数是NA，铜的摩尔质量为M(单位：kg/mol)，铜的密度是ρ(单位：kg/m3)，则下列说法中正确的是(　A　) A．1 m3铜所含原子数目是 B．1 kg铜所含原子数目是ρNA C．1个铜原子的质量是 D．1个铜原子占有的体积为 【解析】 根据已知条件可知1 m3铜的质量为ρ kg，相当于 mol，所含原子数为，故A正确；1 kg铜所含原子数目是，故B错误；1个铜原子的质量为，故C错误；每个铜原子占有的体积为＝，故D错误。 13．关于布朗运动，下列说法正确的是(　A　) A．当固体或液体颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，是受到气体分子无规则运动撞击而导致的 B．在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子无规则运动的轨迹 C．在布朗运动中，固体或液体颗粒越大，布朗运动越剧烈 D．布朗运动是气体分子的无规则运动 【解析】 当固体或液体颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，颗粒的运动属于布朗运动，是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的，选项A正确。在布朗运动中，颗粒本身并不是分子，而是分子团，所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，选项B错误。本题中的布朗运动是固体或液体颗粒的无规则运动，是气体分子无规则热运动撞击的结果，所以它反映的是气体分子的无规则运动；颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，选项C、D错误。 二、选择题Ⅱ(本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中，至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 14．x、y两容器中装有相同质量的氦气，已知x容器中氦气的温度高于y容器中氦气的温度，但压强却低于y容器中氦气的压强。由此可知，下列说法正确的是(　ACD　) A．x容器中氦气分子的平均速率一定大于y容器中氦气分子的平均速率 B．x容器中每个氦气分子的速率一定都大于y容器中每个氦气分子的速率 C．x容器中速率大的氦气分子数一定多于y容器中速率大的氦气分子数 D．x容器中氦气分子的热运动一定比y容器中氦气分子的热运动剧烈 【解析】 温度越高，分子的平均速率越大，但对于任意一个氦气分子来说并不一定成立，A正确，B错误；分子的速率遵从统计规律，即“中间多、两头少”，温度较高时速率大的分子数一定多于温度较低时速率大的分子数，C正确；温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，D正确。 15．假设有甲、乙两分子，如图所示，甲固定在O点，r0为其与平衡位置间的距离，现在使乙分子由静止开始只在分子间作用力的作用下由距甲0.5r0处开始沿x轴正方向运动，则(　BD　) A．乙分子的加速度一直减小 B．乙分子到达r0处时速度最大 C．分子间作用力对乙一直做正功，乙的分子势能减小 D．乙分子在r0处时，分子势能最小 【解析】 由分子间作用力随分子间距离的变化规律可知，从0.5r0处到r0处，分子间作用力表现为斥力，斥力减小，乙分子的加速度也就减小；从r0处到无穷远处，分子间作用力表现为引力，引力先增大后减小，乙分子的加速度先增大后减小，A错误。从0.5r0处到r0处，乙分子受到向右的斥力，做向右的加速运动，通过r0处后受到向左的引力，做向右的减速运动，在r0处加速度a＝0，速度最大，B正确。从0.5r0处到r0处，分子间的斥力做正功，乙的分子势能减小，通过r0后，分子间的引力做负功，乙的分子势能增大，故乙分子在r0处的分子势能最小，C错误，D正确。 三、非选择题(本题共6小题，共55分) 16．(6分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是__使油酸在浅盘的水面上容易形成单分子层油膜__。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以__把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1_mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积__。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是__单分子层油膜的面积__。 【解析】 由于分子直径非常小，极少量油酸所形成的单分子层油膜面积也会很大，所以实验前需要将油酸稀释，使油酸在浅盘的水面上容易形成单分子层油膜。可以用累积法测量多滴油酸酒精溶液的体积后计算得到一滴油酸酒精溶液的体积，再根据浓度求出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。油酸分子的直径等于一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积与形成的单分子层油膜的面积之比，即d＝，故除了测量一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积。 17．(8分)(1)下列四个图反映了“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是__dacb__(用字母表示)。 　　　　　　 (2)在该实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有1 mL纯油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有100滴，把两滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图所示，坐标方格的正方形大小为20 mm×20 mm。可以估算出油膜的面积是__3.0×10-2__m2，两滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为__2.0×10-11__m3，由此估算出油酸分子的直径是__6.7×10-10___m。(结果均保留两位有效数字) (3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于__A__。 A．油膜未完全散开 B．油酸酒精溶液浓度低于实际值 C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格记为一格 D．求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数多记了10滴 【解析】 (1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液(记下配制比例)→测定一滴油酸酒精溶液的体积(d)→准备浅水盘→形成油膜(a)→描绘油膜边缘(c)→测量油膜面积(b)→计算分子直径，因此操作先后顺序应是dacb。 (2)由题图油膜可知，油膜的面积S＝75×20 mm×20 mm＝3.0×10-2 m2，两滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V＝2×× mL＝2.0×10-5 mL＝2.0×10-5 cm3＝2.0×10-11 m3，油酸分子的直径为d＝＝ m≈6.7×10-10 m。 (3)计算油酸分子直径的公式是d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。油膜未完全散开，测得的S偏小，求得的分子直径d将偏大，故A正确；如果油酸酒精溶液浓度低于实际值，测得的纯油酸的体积偏小，求得的分子直径将偏小，故B错误；计算油膜面积时将所有不足一格的方格记为一格，测得的S将偏大，求得的分子直径将偏小，故C错误；求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数多记了10滴，一滴溶液的体积V1＝ mL，可知测得的一滴溶液的体积偏小，纯油酸的体积将偏小，求得的分子直径将偏小，故D错误。 18．(8分)某种液体的密度为ρ＝0.8×103 kg/m3，摩尔质量为M0＝4.0×10-2 kg/mol，阿伏加德罗常数为NA＝6.0×1023 mol-1。 (1)求1 L此液体中分子的个数。 (2)若将液体分子视为球体，求此液体分子的直径(结果保留一位有效数字)。 【答案】 (1)1.2×1025　(2)5×10-10 m 【解析】 (1)V＝1 L＝0.001 m3，此液体的质量为m＝ρV， 分子的个数为N＝NA＝1.2×1025个。 (2)设每个液体分子的直径为d，体积为V0，则由题意可知V＝NV0＝N·πd3， 解得d＝≈5×10-10 m。 19．(11分)铁的密度ρ＝7.8×103 kg/m3、摩尔质量M＝5.6×10-2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol-1。可将铁原子视为球体，试估算：(结果保留一位有效数字) (1)1 g铁含有的原子数。 (2)铁原子的直径大小。 【答案】 (1)1×1022个　(2)3×10-10 m 【解析】 (1)一个铁原子的质量m0＝， 1 g铁含有的原子数N＝＝≈1×1022(个)。 (2)一个铁原子的体积V0＝， 根据V0＝πd3得d＝＝＝ m≈3×10-10 m。 20．(11分)在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为Vmol。求： (1)上述水和水蒸气各有多少水分子。 (2)水分子的直径及水蒸气分子中相邻两个水分子之间的平均距离。 【答案】 (1)NA　NA　(2)　 【解析】 (1)体积为V的水的质量为m＝ρV， 分子个数为n1＝NA＝NA。 体积为V的水蒸气的分子个数为n2＝NA。 (2)将水分子视为球体模型，一个水分子的体积为 V0＝＝， 设水分子的直径为d1，则d1＝＝。 设水蒸气中两个水分子间的平均距离为d2，将气体分子占据空间视为正方体模型，则两个水分子间的平均距离为d2＝。 21．(11分)已知氧分子的质量m＝5.3×10-26 kg，标准状况下氧气的密度ρ＝1.43 kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol-1。求：(结果均保留两位有效数字) (1)氧气的摩尔质量。 (2)标准状况下氧分子间的平均距离。 (3)标准状况下1 cm3的氧气中含有的氧分子数。 【答案】 (1)3.2×10-2 kg/mol　(2)3.3×10-9 m　(3)2.7×1019个 【解析】 (1)氧气的摩尔质量为M＝NAm＝6.02×1023×5.3×10-26 kg/mol≈3.2×10-2 kg/mol。 (2)标准状况下氧气的摩尔体积V＝， 所以每个氧分子所占空间体积V0＝＝， 每个氧分子占有的空间可以看成是棱长为a的正方体，即V0＝a3， 则a3＝， 故a＝＝ m≈3.3×10-9 m。 (3)1 cm3氧气的质量为m′＝ρV′＝1.43×1×10-6 kg＝1.43×10-6 kg， 则1 cm3氧气中含有的氧分子个数N＝＝≈2.7×1019个。 学科网（北京）股份有限公司 $$