单元测试卷(1) 分子动理论-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（教科版2019）

单元测试卷(一)　分子动理论 (时间：90分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求) 1．一艘油轮装载着密度为900 kg/m3的原油在海上航行，由于某种事故而使原油发生部分泄漏，若共泄漏9 t，则这次事故可能造成的最大污染面积约为(　　) A．1011 m2 B．1012 m2 C．108 m2 D．1010 m2 答案：A 解析：原油体积为V＝＝ m3＝10 m3，污染的海洋最大面积S＝≈ m2＝1011 m2，故A正确。 2．关于分子热运动和温度，下列说法正确的是(　　) A．水凝结成冰，表明水分子的热运动已停止 B．波涛汹涌的海水上下翻腾，说明水分子热运动剧烈 C．温度越高布朗运动越剧烈，是因为悬浮微粒的分子平均动能变大了 D．物体的温度越高，分子的平均动能越大 答案：D 解析：分子热运动永不停息，水凝结成冰，但分子热运动没有停止，故A错误；液体上下翻滚是宏观运动，而分子热运动是微观现象，二者不是一回事，故B错误；温度越高布朗运动越剧烈，是因为液体(或气体)分子的平均动能变大了，故C错误；温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，分子的平均动能越大，故D正确。 3．(2023·河北任丘一中月考)运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是(　　) A．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动 B．某气体的摩尔体积为Vm，每个分子的体积为V0，则阿伏伽德罗常量可表示为NA＝ C．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 D．水流流速越快，说明水分子的热运动越剧烈，但并非每个水分子运动都剧烈 答案：C 解析：阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动，不是布朗运动，做布朗运动的微粒无法用肉眼观察到，故A错误；由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，气体分子之间的距离大于分子直径，故不能用摩尔体积除以气体分子体积得到阿伏伽德罗常量，故B错误；扩散可以在固体中进行，生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故C正确；水流速度是机械运动的速度，不能反映水分子的热运动情况，故D错误。 4.如图是家庭生活中用壶烧水的情境。下列关于壶内分子运动和热现象的说法正确的是(　　) A．气体温度升高，所有分子的速率都增加 B．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子平均动能增加 C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和 D．一定量气体如果失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故 答案：C 解析：气体温度升高，分子的平均速率变大，但是并非所有分子的速率都增加，A错误；一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，因温度不变，则分子平均动能不变，B错误；一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和，C正确；一定量气体如果失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子做无规则运动，D错误。 5．负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的机率，病房中气压小于外界环境的大气压。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速率小于外界环境中气体分子的平均速率 B．负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率 C．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 D．相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力 答案：C 解析：因为负压病房的温度和外界温度相同，而温度是分子平均动能的标志，则负压病房内气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的平均速率，但是负压病房内每个气体分子的运动速率不一定都小于外界环境中每个气体分子的运动速率，故A、B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，C正确；负压病房内的压强较小，根据F＝pS可知，相同面积下，负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，D错误。 6．(2023·达州市高二期末)如图所示，甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，甲、乙两分子间引力、斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示，A、B、C、D为横轴上四个特殊的位置，E为两虚线a、b的交点，现把乙分子从A处由静止释放，则由图像可知(　　) A．虚线a为分子间引力变化图线，交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子力为零 B．乙分子从A到B的运动过程中一直做加速运动 C．实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达C点时分子势能最小 D．虚线b为分子间斥力变化图线，表明分子间斥力随距离增大而减小 答案：B 解析：分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，随分子间距离r的减小而增大，但斥力变化得快，故虚线a为分子间斥力变化图线，虚线b为分子间引力变化图线，交点E说明分子间的引力、斥力大小相等，分子力为零，A、D错误；乙分子从A到B的运动过程中，分子力表现为引力，一直做加速运动，B正确；实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达B点时分子势能最小，为负值，C错误。 7．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，则下列选项中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正确的是(　　) 答案：B 解析：乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，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。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8．下列有关扩散现象、布朗运动与分子运动的叙述中，正确的是(　　) A．墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果 B．扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地做无规则运动 C．扩散现象与布朗运动没有本质的区别 D．扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律 答案：ABD 解析：墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果，故A正确；扩散现象和布朗运动都反映分子永不停息地做无规则运动，故B正确；扩散是物质分子的迁移，布朗运动是悬浮微粒的运动，是两种完全不相同的运动，扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律，故C错误，D正确。 9．如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系。由图可知(　　) A．100 ℃的氧气速率大的分子比例较多 B．0 ℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较大 C．在0 ℃时，部分分子速率比较大，说明内部有温度较高的区域 D．同一温度下，气体分子速率分布总呈“两边低，中间高”的分布特点 答案：AD 解析：同一温度下，气体分子速率分布总呈“两边低，中间高”的分布特点，温度升高使得氧气分子的平均速率增大，所以100 ℃的氧气速率大的分子比例较多，故AD正确；温度越低，分子的平均速率越小，结合题图可知0 ℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较小，故B错误；在0 ℃时，部分分子速率较大，不能说明内部有温度较高的区域，故C错误。 10．如图为某市某日的天气预报，下列说法正确的是(　　) A．空气中细颗粒物(如PM1～2.5)在空气中做热运动 B．从05：00到14：00，空气分子中速率较大的分子所占总分子比例逐渐变大 C．若温度降为5 ℃，水蒸气液化为露珠的过程中分子间引力减小，斥力增大 D．露珠蒸发变成了水蒸气但温度不变，则这个过程中分子势能增加 答案：BD 解析：空气中细颗粒物(如PM1～2.5)在空气中做布朗运动，故A错误；从05：00到14：00，温度逐渐升高，则空气分子中速率较大的分子所占总分子比例逐渐变大，故B正确；若温度降为5 ℃，水蒸气液化为露珠的过程中，分子间的距离逐渐变小，分子间引力和斥力均增大，故C错误；露珠蒸发变成了水蒸气但温度不变，则这个过程中分子势能增加，故D正确。故选BD。 三、非选择题(本题共6小题，共54分) 11．(4分)(2023·广东汕头高二期末)在天宫课堂第二课“水油分离”实验中，航天员将装有水和油的瓶子摇晃多次后，水和油均匀地混在了一起，这一现象 (填“能”或“不能”)说明分子在不停地做无规则热运动，因为分子热运动是 (填“自发”或“不自发”)的。 答案：不能　自发 解析：在完全失重环境下施以外力作用，水和油混合在一起，不能说明分子在不停地做无规则热运动，分子的无规则热运动是自发进行的，不需要外力作用。 12．(10分)在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸0.2 mL注入500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴； ③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴油酸酒精溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有痱子粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状； ⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上，如图所示。 (1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为 m3，油膜面积为 m2，求得油酸分子直径为 m(此空保留1位有效数字)。 (2)若阿伏伽德罗常量为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ，则下列说法正确的是 。 A．1 kg油酸所含有分子数为ρNA B．1 m3油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为 答案：(1)4×10－12　1.14×10－2　4×10－10　(2)BC 解析：(1)一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V＝××1.0×10－6 m3＝4×10－12 m3 油膜面积为S＝格数×1×10－4 m2＝114×1×10－4m2＝1.14×10－2 m2 求得油酸分子直径为D＝＝ m≈4×10－10 m。 (2)1 kg油酸所含有分子数为N＝NA＝，故A错误；1 m3油酸所含分子数为N1＝NA＝，故B正确；1个油酸分子的质量为m0＝，故C正确；把油酸分子看作是一个挨着一个紧密排列的小球，其直径为d，则一个油酸分子的体积为V0＝π，油酸的摩尔体积为V＝，根据阿伏伽德罗常量的桥梁作用，有NA＝，联立可得d＝，故D错误。 13．(8分)(2023·徐州市高二期中)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示，某种蛋白的摩尔质量为60 kg/mol，其分子可视为半径为3.0×10－9 m的球，已知阿伏伽德罗常量为6.0×1023 /mol，请估算该蛋白的密度。(结果保留一位有效数字) 答案：9×102 kg/m3 解析：根据公式ρ＝，V＝V0NA，V0＝πR3 其中R＝3.0×10－9 m，M＝60 kg/mol 解得ρ≈9×102 kg/m3。 14．(10分)一滴露珠的体积是12.0×10－4 cm3，已知水的密度是1.0×103 kg/m3，摩尔质量是18 g/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6.0×1023/mol。 (1)求水的摩尔体积是多少？ (2)已知露珠在树叶上每秒蒸发6.0×1016个水分子，则这一滴露珠需要多少分钟蒸发完？ 答案：(1)1.8×10－5 m3/mol　(2)11.1 min 解析：(1)水的摩尔体积Vmol＝＝m3/mol＝1.8×10－5 m3/mol。 (2)一滴露珠中含有的水分子总数N＝NA＝×6.0×1023个＝4.0×1019个 则这一滴露珠蒸发完所用时间t＝ s≈11.1 min。 15.(10分)将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与距离间关系如图所示。若质量为m＝1×10－26 kg的乙分子从r3(r3＝12d，d为分子直径)处以v＝100 m/s的速度沿x轴负方向向甲分子飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大？(取乙分子在r3处的分子势能为零) 答案：5×10－23 J 解析：在乙分子靠近甲分子过程中，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增大；分子动能和势能之和不变；当速度为零时，分子势能最大，Epm＝ΔEk减＝mv2＝×10－26×104 J＝5×10－23 J。 16．(12分)估算法是根据生活和生产中的一些物理数据，对所求物理量的数值和数量级大致推算的一种近似方法。在标准状况下，水蒸气的摩尔体积Vmol＝22.4×10－3 m3/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6.02×1023/mol，水的摩尔质量M＝18 g/mol，水的密度ρ＝1×103 kg/m3，请进行下列估算： (1)水蒸气分子的平均间距； (2)水分子的直径。(以上结果均保留1位有效数字) 答案：(1)3×10－9 m　(2)4×10－10 m 解析：(1)对气体分子来说，由于分子不是紧密排列的，分子的体积远小于它所占有的空间，所以通常以立方体模型来计算水蒸气分子的平均间距。 L＝ ＝ m≈3×10－9 m。 (2)固体和液体可认为分子紧密排列，通常把分子看作小球，则分子体积为摩尔体积除以阿伏伽德罗常量，即V0＝＝ 则分子直径为d的球体体积V0＝πd3 所以d＝＝ m ≈4×10－10 m。 学生用书↓第26页 学科网（北京）股份有限公司 $$