第一章 分子动理论（拔高练）-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019)

进阶 第一章分子动理论 第1节分子动理论的基本内容 1.用“超级显微镜”观察高真空度的空间，发现有一对分子A和B环绕一个共同“中心”旋转，从 而形成了一个“类双星”体系，并且发现引力“中心”离B分子较近，这两个分子之间的距离用 r表示.已知当r=r。时两个分子间的分子力为零.则上述“类双星”体系中，下列说法正确的是 () A.间距r>ro B.间距r<ro C.A的质量大于B的质量 D.A的速率小于B的速率 2.(2024·山东济南期末)二氧化碳海洋封存技术能将二氧化碳封存在海底.研究发现，当水深 超过2500m时，二氧化碳会变成近似固体的硬胶体标准状况下二氧化碳气体的密度为P, 二氧化碳的摩尔质量为M,N、表示阿伏加德罗常数，二氧化碳分子可近似看作直径为D的球 体.则标准状况下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后的体积为 () pVD3 A.1 3M N B.4πMD N C.TMVD: N D.TOVDS 3p 6p OM N 第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小 某实验小组利用油膜法估测油酸分子的大小，实验步骤如下： A.取V=0.2mL的纯油酸和一定体积的无水酒精配制成V2=1000mL的油酸酒精溶液； B.用注射器将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，测得=80滴油酸酒精溶液的体积 为V3=1mL; C.取一个直径为D=30cm的水槽，并在水槽中倒入适量的清水，待水面稳定后将适量痱子粉均 匀地撒在水面上； D.用注射器将配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定； E.将透明玻璃板盖在水槽上，然后将油膜的形状用记号笔描绘在玻璃板上； F.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积S. 回答下列问题： (1)将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上， 如图甲所示，已知坐标纸上小格子的边长为 1cm,则油膜的面积S= m2. 玻璃 (2)实验配制的一滴油酸酒精溶液中含有的纯 、油膜 油酸的体积为 m3. 甲 乙 (3)将油酸分子简化成球形处理，并认为它们紧密排布形成单分子油膜，则油酸分子半径的计算 公式为r= (用题目中的物理量符号表示). 进阶突破·拔高练01 (4)若估测出油酸分子的半径为「，已知阿伏加德罗常数为N、,由此可以推算出油酸的 A.摩尔体积 B.摩尔质量 C.密度 D.平均动能 (5)在步骤E中，由于水槽边缘不平整，盖在水槽上的玻璃板与形成的油膜并不平行，侧视图如图 乙所示，则该情况会导致最终测得油酸分子的半径结果 (填“偏大”或“偏小”) 第3节分子运动速率分布规律 (多选)正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量为恒量. 为简化问题，我们假定，粒子大小可以忽略；其速率均为，且与器壁各面碰撞的机会均等：与器 壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变.利用所学力学知识，导出器壁单位 面积所受粒子压力大小为，则 () A.一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量大小为I=2 B.△1时间内粒子给面积为S的器壁冲量大小为”△兰 C器壁单位面积所受粒子压力大小为f:m 3 D.器壁所受的压强大小为2nmm2 第4节分子动能和分子势能 1.如图所示，将甲分子固定于坐标原点0处，乙分子放置于r轴上距离0点很远的4处，1、 3为r轴上的三个特殊位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能E。随两分子间距离r的 变化关系分别如图中两条曲线所示.设两分子间距离很远时，E。=0.现把乙分子从「4处由静 止释放，下列说法中正确的是 () A.实线为E。-r图线，虚线为F-r图线 FE B.当分子间距离r<2时，甲、乙两分子间只有斥力，且斥力随r减小而减小 C.乙分子从T4到T2做加速度先增大后减小的加速运动，从T2到，1做 加速度增大的减速运动 D.乙分子从「4到r2的过程中，分子势能先增大后减小，在r3位置时分子势能最大 2.将两个质量均为m的完全相同的分子A、B,从x轴上的坐标原点和，处由静止释放，如图甲 所示.图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为1、2和。 时，两分子之间的势能为E,、0和-E。,取间距无穷远时势能为零，整个运动除分子间的作用力 外不考虑其他外力，下列说法正确的是 () A.当分子B到达坐标。时，两分子之间的分子力 为零 B.分子B的最大动能为E1-E。 C.两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们 之间的分子势能先减小后增大再减小 E D.当两分子间距无穷远时，分子B的速度为 m O2黑白题物理|选择性必修第三册·RJ进阶突破·拔高练 第一章分子动理论 第4节分子动能和分子势能 第1节分子动理论的基本内容 1.C解析：A.当分子力为零的时候，分子间势能有最小值，则 1.A解析：AB.分子间同时存在引力和斥力，本题中分子力的 由图像可知，虚线为E,-T图线，实线为F-T图线，故A错误； 合力表现为引力，两分子间距离一定大于。，故A正确，B错 B.2为平衡位置，当分子间距离r<2时，甲、乙两分子何既 误；C由于向心力相等，角速度相等，故m4w,a=mara,观 有引力也有斥力，且斥力随，诚小而增大，故B错误：C.根据 测中发现此“中心”离B分子较近，即r>rg,故m。<ma,故 实线结合牛顿第二定律可知，乙分子从4到，2做加速度先 C错误：D.由=w,可知A分子旋转的速率一定大于B分子 增大后减小的加速运动，此过程引力做正功，从2到，做加 旋转的速率，故D错误故选A 速度增大的减速运动，此过程克服斥力做功，故C正确； D.根据虚线可知，乙分子从，到2的过程中，分子势能一 2.D解析：标准状况下体积为V的二氧化碳气体的质量m= 直减小，在1位置时分子势能不是最大，故D错误故选C. pV,二氧化碳的分子数为n= X,二氧化碳气体变成硬胶 2.D解析：A.两个完全相同的分子由静止释放后，A分子向 体后，医胶体的体积为飞=·含（份）儿，解得6= 左运动，B分子向右运动，运动性质完全相同，当它们之间距 离为。时，分子势能最小，分子间作用力为零，此时B向右 2.放法n 移动△，则A向左移动△￥，则有△x=,此时B分子的坐 2 第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小 标应为，=+A:营，故A错误：B两分子之间势能为 (1)7.0x10(6.8×103-7.1×103均可)(2)2.5×102 -E。时动能最大，减少的势能为△E。=E,-(-E。)=E,+E。,根 e器 (4)A(5)偏小 据能量守恒，减小的势能转化为两分子的动能，故分子B的 解析：(1)油膜的面积为1cm2乘方格数目，不足半格的不计 最大动能为5，故B错误：C分子势能是标量。 入，超过半格的按一格计入，油膜覆盖的方格大约为70个，所 且正负可以表示大小，故它们之间的分子势能是先减小后增 以油膜的面积约为S=70cm2=7.0×103m2,6.8×103-7.1× 大，故C错误：D.当分子间距无穷远时，减少的势能全部转 10均正确；(2)一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积 为V=0.2× 00X80mL=25x10”m';(3)用纯油酸的体积除 1 1 ,故D正 化为两分子的动能，则B=2x2m,解得=√ 确.故选D. 以油膜的面积，得出的油膜厚度，即是油酸分子的直径，根据实 第二章气体、固体和液体 验数据，油酸分子的直径为4：，所以油酸分子的半径为 第1节温度和温标 22nY,3:(4)将油酸分子简化成球形处理，估测出其半径， ABC解析：AB.该温度计是利用热膨胀系数不同的铜和铁制 r= 成的双金属片工作的，双金属片的弯曲程度随温度变化，AB正 就可估算出一个油酸分子的体积，再乘以阿伏加德罗常数即可 确：C.如题图甲所示，加热时双金属片的弯曲程度增大，即进一 算得油酸的摩尔体积，故选A:(5)由于玻璃板和油膜平面不平 步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨 行，导致在玻璃板上描绘的油膜轮廓围成的面积大于油膜的实 胀系数较大，C正确；D.如题图乙所示，温度计示数是顺时针方 际面积，所以最终测得的油膜分子半径偏小 向增大，说明当温度升高时，温度计指针按顺时针方向转动，则 第3节分子运动速率分布规律 其双金属片的弯曲程度在增大，故可知双金属片的内层一定是 AC解析：A.由题意，根据动量定理有I=mm-(-mw)=2m,可 铁，外层一定是铜，D错误故选ABC. 知一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量大小为2mw, 第2节气体的等温变化 故A正确：B.在△：时间内面积为S的容器壁上的粒子所占的 体积为V=S·△，因粒子与器壁各面碰撞的机会均等，即可能 1.(1)18p0（2)k=2om=2305 =17am=178 6 撞击到某一面容器壁的粒子数为N= 6n4L,根据动量 解析：(1)对左右汽缸内所封的气体，初态压强P,=P%,体 定理可得，△：时间内粒子给面积为S的器壁冲量大小为 积=SH+23S=39H,末态压强内，体积⅓=5，之H+ 石n山·2m=了Snma,放B错误：CD,.根据动量定 '=M= 2 H·2S=S洲，根据玻意耳定律可得n=p,,解得 6 18 理可得，面积为S的器壁所受粒子的压力大小为F= △r 17P%; 1 F (2)对右边活塞受力分析可知mgpo·2S=P2·2S,解得m= m5,所以器壁单位面积所受粒子压力的大小为广S 2poS 对左侧活塞受力分析可知pS+长·之H=S,解 了，根据压强的定义可知，器壁所受的压强大小即为器壁 17g 2poS 单位面积所受粒子压力大小，故C正确，D错误故选AC, 得k=1门丽 选择性必修第三册·RJ黑白题32