第1章 情境题专项-【新课程能力培养】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练习（人教版2019）

参考答案与解析 动能减小， 选项 C 正确； 对于单个分子而言， 温度没有 任何意义， 温度是分子平均动能的标志， 选项 D 错误。 12. d ∶ （ d＋L ） 【解析】 由功能关系， 产生的内能等 于阻力与两者相对位移大小的乘积， 即 Q＝Fd ， 子弹损 失的动能等于它克服阻力所做的功， 在子弹受到阻力的 过程中， 它发生的位移等于打入深度 d 与木块移动的距 离 L 之和， 则有 E 损 ＝F （ d＋L ）， 所以 Q∶E 损 ＝d ∶ （ d＋L ）。 情景题专项 1. D 【解析】 a 克拉钻石的质量为 0.2a g ， 得物质的 量为 0.2a M （ mol ）， 所含分子数为 0.2aN A M ， 故选项 A 、 B 正确； 每个钻石分子的体积 V= M×10 -3 ρN A （ m 3 ）， 固体分子看 作球体， 则 V= 4 3 πR 3 = 4 3 π d 2 2 " 3 = 1 6 πd 3 ， 联立解得分子 直径 d= 6M×10 -3 N A ρπ 3 姨 （ m ）， 故选项 C 正确； a 克拉钻石的 体积为 0.2a×10 -3 ρ （ m 3 ）， 选项 D 错误。 2. AC 【解析】 因分子热运动的剧烈程度与温度有 关， 如果让腌制汤温度升高， 盐分子进入鸭肉的速度就 会加快， 选项 A 正确； 烤鸭的腌制过程与分子之间万有 引力无关， 选项 B 错误； 分子在永不停息地做无规则运 动， 则在腌制汤中， 有的盐分子进入鸭肉， 有的盐分子 从鸭肉里面出来， 选项 C 正确； 分子在永不停息地做无 规则运动， 则把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻， 仍会有盐 分子进入鸭肉， 选项 D 错误。 3. ACD 【解析】 布朗运动是悬浮在液体或气体中的 固体小颗粒的无规则运动， 所以气溶胶微粒的运动是布 朗运动， 故选项 A 正确； 气溶胶微粒能长时间悬浮在空 气中是因为周围空气分子对气溶胶微粒的不平衡碰撞引 起的布朗运动， 而不是空气的浮力作用， 故选项 B 错 误； 气溶胶微粒越小， 在某一瞬间跟它相撞的液体分子 越少， 撞击作用的不平衡性就表现得越明显， 因而其运 动越明显， 故选项 C 正确； 根据布朗运动特点， 环境温 度越高， 气溶胶微粒的运动越明显， 故选项 D 正确。 4. BD 【解析】 PM 2.5 是指直径小于或等于 2.5μm 的 颗粒物， PM 2.5 的尺寸远大于空气中氧分子的尺寸的数量 级， 故选项 A 错误； PM 2.5 在空气中的运动是固体颗粒 的运动， 属于布朗运动， 故选项 B 正确； PM 2.5 受到大 量空气分子的无规则碰撞， 温度越高， PM 2.5 的运动越 剧烈， 故选项 C 错误； 空气分子对 PM 2.5 中小一些的颗 粒的撞击更不均衡， 这些颗粒的运动比其他颗粒更为剧 烈， 故选项 D 正确。 5. D 【解析】 蜡烛燃烧后， 灯笼内温度升高， 部分 气体分子将从灯笼内部跑到外部， 所以灯笼内分子总数 减少， 故分子密集程度减小， 故选项 A 错误； 灯笼内温 度升高， 分子的平均速率增大， 故选项 B 错误； 灯笼始 终与大气连通， 压强不变， 灯笼内气体为灯笼的容积， 体积不变， 故选项 C 错误； 温度升高， 气体分子的平均 速率增大， 单位时间内、 单位面积上分子对器壁碰撞的 平均作用力增大， 而气体压强不变， 所以单位时间内， 与单位面积器壁碰撞的分子数减少， 故选项 D 正确。 6. D 【解析】 温度是分子平均动能的标志， 因为负 压病房的温度和外界温度相同， 负压病房内气体分子的 平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能， 但是负 压病房内每个气体分子的动能不一定都小于外界环境中 每个气体分子的动能， 选项 A 、 B 错误； 负压救护车速 度大， 指机械运动的速度大， 即机械运动的动能大， 而 分子的平均动能是指分子热运动的动能， 只与温度有 关， 与物体宏观运动快慢无关， 选项 C 错误； 负压病房 内的压强较小， 温度与外界相同 ， 则分子密集程度较 小， 即负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环 境中单位体积气体分子的个数， 选项 D 正确。 7. A 【解析】 充气过程中， 壶内气体温度不变， 气 体分子数目增加， 所以壶内气体内能增加， A 正确； 将 阀门打开后壶内气体膨胀， 压强减小， 选项 B 错误； 将 阀门打开后壶内气体的分子数目减少， 内能减少， 选项 C 错误； 从喷壶中喷出的水雾是小水滴的运动， 不属于 分子运动， 即不属于扩散现象， 选项 D 错误。 8. （ 1 ） 5×10 －26 kg （ 2 ） 2×10 24 个 （ 3 ） 3×10 －9 m 【解析】 （ 1 ） 一个氮气分子的质量 m＝ M N A ， 代入数字， 解得 m≈5×10 －26 kg 。 （ 2 ） 设气囊内氮气的物质的量为 n ， 则有 n＝ ρV M ， N＝nN A ， 解得 N≈2×10 24 个。 （ 3 ） 气体分子间距较大， 可以认为每个分子占据一 5 第三册 （人教版）高中物理选择性必修 个边长为 r 的立方体， 则有 r 3 ＝ V N ， 解得 r≈3×10 -9 m 。 章末测试 1. B 【解析】 摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值为 一个分子的质量， A 正确； 气体分子之间的距离远比分 子本身的线度大得多， 即气体分子之间有很大空隙， 故 不能根据 V′＝ V N A 计算分子体积， 这样算得的应是该气 体每个分子所占据的空间， B 错误， C 正确； 可认为每 个分子平均占据了一个小立方体空间， V 3 姨 即为相邻分 子之间的平均距离， D 正确。 2. A 【解析】 悬浮在空中的颗粒做无规则运动， 是 一种布朗运动， 是由于颗粒受到周围空气分子的撞击不 平衡引起的， 空气分子永不停息地做无规则运动， 所以 在无风的时候， 颗粒悬浮在空中仍在运动， A 错误， B 、 C 正确； 颗粒的无规则运动反映了空气分子的无规则运 动， D 正确。 3. C 【解析】 由于两分子的距离等于分子直径的 10 倍， 即 r＝10 －9 m ， 则将 B 分子向 A 分子靠近的过程中， 分子间相互作用力对 B 分子先做正功、 后做负功， 分子 势能先减小、 后增大。 4. D 【解析】 当分子间距离等于平衡距离时， 分子 力为 0 ， 分子势能最小； 当分子间距离小于平衡距离时， 分子力表现为斥力， 故 r 2 处， 分子间的作用力为 0 ， 所 以 r＝r 2 处释放的两个分子， 它们之间没有相互作用力， 故处于静止， 不会远离也不会靠近， A 、 B 错误； 假设 将两个分子从 r＝r 1 处释放 ， 则 r 1 <r 2 ， 分子力表现为斥 力， 随着距离的增大， 分子力 （斥力） 在减小， 所以加 速度在减小， 当到 r＝r 2 处作用力为 0 ， 加速度为 0 ， 速 度最大， 之后分子力表现为引力 ， 距离增大， 分子力 （引力） 先增大后减小 ， 加速度也随之先增大后减小 ， 综上， 加速度先减小后增大再减小， C 错误， D 正确。 5. D 【解析】 某一温度下气体分子的麦克斯韦速率 呈 “中间多， 两头少” 的分布， 故 D 正确。 6. A 【解析】 气体压强为气体分子对器壁单位面积 的撞击力， 故 A 正确； 平均作用力不是压强， B 错误； 气体压强的大小与气体分子的平均动能和气体分子密集 程度有关， 故 C 、 D 错误。 7. B 【解析】 温度是分子热运动平均动能的标志， 物体温度降低， 其分子热运动的平均动能减小， 相反， 温度升高， 其分子热运动的平均动能增大， 故 A 错误， B 正确； 物体的内能与物体的体积、 温度、 摩尔数等因 素都有关， 所以温度降低， 其内能不一定增大； 温度不 变， 其内能不一定不变， 故 C 、 D 错误。 8. BCD 【解析 】 1 个铝原子的质量 m＝ M N A ， C 正 确； 铝的摩尔体积为 V＝ M ρ ， 所以 1 个铝原子占有的体 积为 V 0 ＝ V N A ＝ M ρN A ， D 正确； 因 1 个铝原子占有的体积 是 M ρN A ， 所以 1 m 3 铝所含原子的数目 n＝ 1 V 0 ＝ ρN A M ， B 正确； 又因 1 个铝原子的质量 m＝ M N A ， 所以 1 kg 铝所 含原子的数目 n′＝ 1 m ＝ N A M ， A 错误。 9. BC 【解析】 乙分子从 A 点到 C 点的过程中， 分 子力表现为引力， 分子力一直做正功， 动能增加， 速度 增大； 从 C 点到 D 点分子力表现为斥力， 分子力做负 功， 动能减小， 速度减小， 所以在 C 点分子动能最大， 速度最大， A 错误； 由牛顿第二定律， 加速度的变化规 律与力相同， B 正确； 乙分子从 A 点到 C 点的过程中， 分子力表现为引力， 分子力做正功， 分子势能一直在减 小， 从 C 点到 D 点分子力表现为斥力， 分子力做负功， 分子势能增加， C 正确； C 点至 D 点过程， 分子斥力做 负功， 分子动能减小， 但动能不会变为负值， D 错误。 10. BC 【解析】 具有某一速率的分子数目并不是相 等的， 呈 “中间多 ， 两头少 ” 的统计分布规律 ， A 错 误； 由于分子之间频繁地碰撞， 分子随时都会改变自己 运动速度的大小和方向， 因此在某一时刻一个分子速度 的大小和方向完全是偶然的， B 正确； 虽然每个分子的 速度瞬息万变， 但是大量分子的整体存在着统计规律， 由于分子数目巨大， 某一时刻向任意一个方向运动的分 子数目只有很小的差别， 可以认为是相等的， C 正确； 某一温度下， 每个分子的速率仍然是瞬息万变的， 只是 分子运动的平均速率相同， D 错误。 11. 2.5×10 －6 41 6.1×10 －10 6 练 第三册 （人教版）高中物理选择性必修 1. 钻石是高强度钻头和刻刀等工具中的主要 材料， 设钻石的密度为 ρ （单位为 kg/m 3 ）， 摩尔质量为 M （单位为 g/mol ）， 阿伏加德 罗常数为 N A 。 已知 1 克拉 =0.2 g ， 则下列 选项不正确的是 （ ） A. a 克拉钻石物质的量为 0.2a M （单位为 mol ） B. a 克拉钻石所含有的分子数为 0.2aN A M C. 每个钻石分子直径的表达式为 6M×10 -3 N A ρπ 3 姨 （单位为 m ） D. a 克拉钻石的体积为 a ρ （单位为 m 3 ） 2. （多选） 作为北京名食的北京烤鸭， 以它 特色的美味而驰名中外。 烤鸭的烤制过 程中没有添加任何调料， 只是在烤制之 前， 把烤鸭放在腌制汤中腌制一定时间， 盐就会进入肉里。 则下列说法正确的是 （ ） A. 如果让腌制汤温度升高， 盐分子进入 鸭肉的速度就会加快 B. 烤鸭的腌制过程说明分子之间有万有 引力， 把盐分子吸进鸭肉里 C. 在腌制汤中， 有的盐分子进入鸭肉， 有的盐分子从鸭肉里面出来 D. 把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻， 将不 会有盐分子进入鸭肉 3. （多选） 在空气中含病毒气溶胶微粒的运 动取决于空气分子的不平衡碰撞， 在公 共场所佩戴口罩可减少病毒传染。 下列 关于含病毒气溶胶微粒运动的说法中正 确的是 （ ） A. 气溶胶微粒的运动是布朗运动 B. 气溶胶微粒能长时间悬浮在空气中是 因为空气浮力的作用 C. 气溶胶微粒越小， 其运动越明显 D. 环境温度越高， 气溶胶微粒的运动越 明显 4. （多选） 北方的冬季， 多个城市的 PM 2.5 数 值曾经突破警戒线， 雾霾笼罩， 大气污 染严重。 PM 2.5 是指空气中直径等于或小 于 2.5 μm 的悬浮颗粒物， 其悬浮在空中 做无规则运动 ， 很难自然沉降到地面 ， 吸入后对人体形成危害。 矿物燃料燃烧 排放的废气是形成 PM 2.5 的主要原因。 下 列关于 PM 2.5 的说法中正确的是 （ ） A. PM 2.5 的尺寸与空气中氧分子的尺寸的 数量级相当 B. PM 2.5 在空气中的运动属于布朗运动 C. 温度越低， PM 2.5 活动越剧烈 D. PM 2.5 中小一些的颗粒的运动比其他颗 粒更为剧烈 5. 如图所示， 元宵佳节， 室外 经常悬挂红灯笼烘托喜庆的 气氛 。 若忽略空气分子间的 作用力， 大气压强不变， 当灯 笼里的蜡烛燃烧一段时间后， 情境题专项 第 5 题图 10 第一章 分子动理论 练 灯笼内的空气 （ ） A. 分子密集程度增大 B. 分子的平均速率不变 C. 压强不变， 体积增大 D. 单位时间与单位面积内与器壁碰撞的 分子数减少 6. 随着我国医疗事业的发展， “负压病房” “负压救护车” 走进了大众视野。 负压病 房是指病房内的气压低于病房外的气压， 只能是外面新鲜的空气流进病房， 病房里 被患者污染过的空气不会直接泄露出去， 而是通过专门的管道及时排放到废气处理 设备。 若负压病房的温度和外界温度相 同， 则以下说法正确的是 （ ） A. 负压病房内气体分子的平均动能小于 外界环境中气体分子的平均动能 B. 负压病房内每个气体分子的动能都小 于外界环境中每个气体分子的动能 C. 负压救护车在高速驰骋时， 车内所有 气体分子具有了负压救护车的速度 ， 所以车内分子的平均动能增加 D. 负压病房内单位体积气体分子的个数 小于外界环境中单位体积气体分子的 个数 7. 图甲是浇花的一种喷壶， 图乙是喷壶的切 面简化图， 假设喷壶中装有水但未装满， 里面有一部分压强为 p 0 的空气。 现将喷 壶的盖盖好并密封阀门， 通过打气筒向喷 壶内充入一部分压强也为 p 0 的气体， 假 设此充气过程中壶内气体温度保持不变。 若不考虑水的蒸发， 下列说法正确的是 （ ） A. 充入气体后壶内气体的内能增加 B. 将阀门打开后壶内气体的压强保持不变 C. 将阀门打开后壶内气体的内能不变 D. 从喷壶中喷出的水雾在空中飞舞， 水 雾的运动属于扩散现象 8. 安全气囊系统是一种被动安全性的保护系 统， 它与座位安全带配合使用， 可以为驾 乘人员提供有效的生命保障。 汽车在发生 一定强度的碰撞时， 叠氮化钠 （亦称 “三 氮化钠”， 化学式 NaN 3 ） 受撞击完全分解 产生钠和氮气而充入气囊。 若充入氮气后 安全气囊的容积 V＝56 L ， 气囊中氮气的 密度 ρ ＝1.25 kg/m 3 ， 已知氮气的摩尔 质量 M＝28 g/mol ， 阿伏加德罗常数 N A ＝ 6×10 23 mol -1 ， 请估算： （结果保留一位有 效数字） （ 1 ） 一个氮气分子的质量 m 。 （ 2 ） 气囊中氮气分子的总个数 N 。 （ 3 ） 气囊中氮气分子间的平均距离 r 。 甲 乙 第 7 题图 打气筒 阀门 喷嘴 11