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（人教版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。每小题只有一个选项符合题目要求) 1．(2023·河南南阳市高二月考)关于下列四幅图的说法正确的是(　　) A．图甲中的连线即为悬浮微粒做布朗运动的运动轨迹，可以看出微粒的运动是不规则的 B．图乙中的虚线表示分子间作用力随间距的变化，实线表示分子势能随间距的变化 C．图丙中气体对容器的压强源于气体分子的热运动，则温度越高，气体压强一定越大 D．图丁中油酸酒精溶液滴在水面完全平铺开，测出此时油膜厚度即为油酸分子的直径 答案：D 解析：题图甲中的连线是每隔一定时间微粒位置的连线，不是微粒的运动轨迹，故A错误；题图乙中的虚线表示分子势能随间距的变化，实线表示分子间作用力随间距的变化，故B错误；题图丙中气体对容器的压强与温度和体积有关，温度越高，气体压强不一定越大，故C错误；题图丁中油酸酒精溶液滴在水面完全平铺开，可认为油膜为单分子油膜，测出此时油膜厚度即为油酸分子直径，故D正确。故选D。 2．(2024·云南大理市高二期中)下列说法正确的是(　　) A．若气体摩尔体积为V，气体分子体积为V0，则阿伏伽德罗常数为 B．随着分子间距增大，分子引力增大，分子斥力减小 C．布朗运动不是分子运动，但是反应了分子做无规则永不停息的运动 D．温度升高，每个分子的动能都增大 答案：C 解析：因为气体分子间间隙较大，不能根据摩尔体积与每个分子体积的比值求解阿伏加德罗常数，故A错误；随着分子间距增大，分子引力、分子斥力都减小，故B错误；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，但能间接地反映分子做无规则永不停息的运动，故C正确；温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故D错误。故选C。 3．(2024·山西运城市高二联考)烤鸭的烤制过程没有添加任何调料，只是在烤制之前，把烤鸭放在腌制汤中腌制一定的时间，盐就会进入肉里。下列说法正确的是(　　) A．如果让腌制汤温度升高，盐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引力，把盐分子吸进鸭肉里 C．在腌制汤中，只有盐分子进入鸭肉，没有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 答案：A 解析：盐分子进入鸭肉是因为发生了扩散，温度越高，扩散得越快，故A正确；盐进入鸭肉是因为盐分子永不停息的做无规则运动，并不是因为分子引力，故B错误；盐分子永不停息的做无规则运动，有的进入鸭肉，有的离开鸭肉，故C错误；冷冻后，仍然会有盐分子进入鸭肉，只不过速度慢一些，故D错误。故选A。 4．(2024·湖北荆州市高二联考)若阿伏加德罗常数为NA，某液体的摩尔质量为M，密度为ρ。则下列说法正确的是(　　) A．1 kg该液体所含有分子数为 B．1 m3该液体所含分子数为 C．1个液体分子的质量为 D．液体分子的直径约为 答案：B 解析：1 kg该液体所含有分子数为N＝·NA＝，故A错误；1 m3该液体所含分子数为N＝·NA＝，故B正确；1个液体分子的质量为m0＝，故C错误；设液体分子的直径为d，则有π3＝，解得d＝，故D错误。故选B。 5．(2024·山东烟台市高二校联考)关于分子动理论，下列说法中正确的是(　　) A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性 B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 C．氧气的温度升高，则某一个氧气分子的速率一定增大 D．1 g液氮沸腾变为氮气，内能增大 答案：D 解析：布朗运动是液体分子无规则运动的反映，故A错误；分子之间的距离小于10r0时，分子间作用力随着分子间距离的增大，可能先增大后减小，也可能一直减小，故B错误；气体分子速率分布遵循统计规律，氧气的温度升高，则氧气分子的平均速率增大，但某一个氧气分子的速率可能减小，故C错误；液氮沸腾变为氮气，温度不变，分子平均动能不变，而分子总数不变，则分子总动能不变，相邻分子平均间距增大，分子势能总和增大，则其内能增大，故D正确。故选D。 6．图甲是一定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线；图乙是两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是 (　　) A．甲：同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布 B．甲：气体在①状态下的内能小于②状态下的内能 C．乙：当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 D．乙：在r由r1变到r2的过程中分子力做负功 答案：A 解析：题图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，①状态下速率大的分子占据的比例较大，则说明①对应的平均动能较大，即气体在①状态下的内能大于②状态下的内能，故B错误，A正确；题图乙中，当r＝r2时，分子势能最小，此时分子力为0；则当r>r2时，分子间的作用力表现为引力；当r<r2时，分子间的作用力表现为斥力；在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C、D错误。故选A。 7．(2024·湖北十堰市高二统考)两分子间的分子力与它们之间距离的关系图像如图甲所示，图中r0为分子力的零点，r1为分子力的极值点；两分子的势能与分子间距离的关系图像如图乙所示，规定两分子间距离为无限远时分子势能为0，r2为分子势能的零点，r3为分子势能的极值点，极小值为－Epmin。下列判断正确的是(　　) A．r0＝r2　　　　　　 B．r0＝r3 C．r1＝r2 D．r1＝r3 答案：B 解析：当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小，所以r0＝r3；从r3减小到r2的过程中，分子势能增大，分子间距离小于平衡位置，而r1＞r0，故r1≠r2。故选B。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8．对于液体和固体(不计分子间的空隙)，若用M表示摩尔质量，m0表示分子质量，ρ表示物质密度，Vmol表示摩尔体积，V0表示单个分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系中正确的是(　　) A．NA＝ B．NA＝ C．NA＝ D．M＝ρVmol 答案：ABD 解析：摩尔体积是1 mol分子的体积，由于不计分子间隙，摩尔体积与单个分子的体积的比值等于阿伏加德罗常数，即NA＝，故A正确；由物质密度和摩尔体积的乘积得出摩尔质量M，即M＝ρVmol，摩尔质量M与分子质量m0的比值等于阿伏加德罗常数，即NA＝＝，故B、D正确，C错误。故选ABD。 9．(2024·山东济南市高二统考)如图为某市某日的天气预报，下列说法正确的是(　　) A．当空气质量显示为霾时，空气中细颗粒物(如PM1～2.5)在空气中做无规则的布朗运动 B．从上午7点到下午1点，空气分子中速率较大的分子数所占总分子数的比例逐渐变大 C．若温度降为8 ℃，水蒸气液化为露珠的过程中分子间引力减小，斥力增大 D．若温度降为8 ℃，水蒸气液化为露珠的过程中分子势能一直增大 答案：AB 解析：当空气质量显示为霾时，空气中细颗粒物(如PM1～2.5)即固体小颗粒在空气中做无规则的布朗运动，故A正确；温度是分子热运动平均动能的标志，从上午7点到下午1点，温度逐渐升高，空气分子中速率较大的分子数所占总分子数的比例逐渐变大，故B正确；若温度降为8 ℃，水蒸气液化为露珠的过程中分子间的距离逐渐变小，引力和斥力均增大，故C错误；若温度降为8 ℃，水蒸气液化为露珠的过程中分子力表现为引力，且做正功，所以势能一直减小，故D错误。故选AB。 10．相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法中正确的是(　　) A．温度高的容器中氢气分子的平均动能更大 B．两个容器中氢气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律 C．温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率 D．单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大 答案：ABD 解析：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，A正确；由不同温度下的分子速率分布曲线可知，两个容器中氢气分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，B正确；温度升高，并不是所有分子的速率都增大，C错误；温度升高则分子运动的剧烈程度增大，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，且撞击力增大，故对容器壁单位面积的平均作用力更大，D正确。 三、非选择题(本题共6小题，共54分) 11．(7分)(2024·陕西西安市高二期末)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL； ③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的轮廓； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长a＝20 mm。 根据以上信息，回答下列问题： (1)小方格的个数N为________个。 (2)油酸分子的直径d约为________m(结果保留1位有效数字)。 (3)某同学在用油膜法估测油酸分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于________。 A．粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大 B．粉末太厚导致油酸未完全散开 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D．计算每滴体积时，1 mL的溶液滴数多数了几滴 答案：(1)116　(2)4×10-10　(3) BC 解析：(1)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为116个。 (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0＝× mL＝2×10-5 mL 油膜的面积为S＝NS0＝116×20×20 mm2＝4.64×104 mm2 油酸分子的直径为d＝＝ m≈4×10-10 m。 (3)由油酸分子直径d＝，粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积S测量值偏大，所以导致直径测量值偏小，故A错误；粉末太厚导致油酸未完全散开，S偏小，则导致直径的测量值偏大，故B正确；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，则导致直径测量值偏大，故C正确；求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数误多记了几滴，导致V0偏小，则直径测量值偏小，故D错误。故选BC。 12．(7分)(2024·河南新乡市高二月考)某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 (1)下列说法中正确的是________。 A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜 B．一滴油酸酒精溶液滴入水面，油膜的面积会先扩张后又稍微收缩了一些 C．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上 D．分子直径近似等于油酸酒精溶液的体积与油膜的面积之比 (2)在实验中，有下列实验操作步骤： ①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③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，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； ④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 上述步骤中，正确的顺序是____________。 (3)每滴油酸酒精溶液的体积为V，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。溶液的浓度为ρ，则油酸分子直径大小的表达式为d＝________。 (4)某同学实验中，配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，所测的分子直径______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 答案：(1)AB　(2)④①②⑤③　(3) 　(4)偏大 解析：(1)该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的球状单层分子膜，油膜厚度即为油酸分子的直径，故A正确；一滴油酸酒精溶液滴入水面，由于水面凹陷以及溶液中的酒精溶于水后油酸分子需要填补分子间的空隙，因此油膜的面积会先扩张后又稍微收缩了一些，故B正确；实验时应先将痱子粉洒在水面上，然后将一滴油酸酒精溶液滴入水面，这样就可以形成边界清晰的油膜，易于对油膜面积的测定，故C错误；分子直径近似等于一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积与油膜的面积之比，故D错误。故选AB。 (2)根据实验思路，正确的顺序为④①②⑤③。 (3)一滴酒精油酸溶液的体积为V，而油酸的体积浓度为ρ，则可知一滴酒精油酸溶液中油酸的体积为V′＝ρV，由此可得油酸分子直径大小的表达式为d＝＝。 (4)配置溶液的过程中将酒精倒多了一些，将会造成酒精油酸溶液中油酸的体积浓度偏小，但实际用到的计算数据偏大，因此计算得到的油酸分子的直径偏大。 13．(8分)“可燃冰”是天然气的固体状态，深埋于海底和陆地永久冻土层中，它的主要成分是甲烷分子与水分子，是极具发展潜力的新能源。已知1 m 3可燃冰可释放164 m 3的天然气(标准状况下)，标准状况下1 mol气体的体积为2.24×10 －2 m 3，阿伏加德罗常数取NA＝6.02×10 23 mol －1。则1 m 3可燃冰所含甲烷分子数为多少？(结果保留1位有效数字) 答案：4×10 27个 解析：标准状况下，164 m 3甲烷物质的量为 n＝＝ mol 则1 m 3可燃冰所含甲烷分子数为 N＝nNA＝×6.02×10 23个≈4×10 27个。 14．(9分)晶须是由高纯度单晶生长而成的微纳米级的短纤维，是一种发展中的高强度材料。现有一根铁晶，直径D＝1.60 μm，用F＝0.026 4 N的力能将它拉断，将铁原子当作球形处理。(铁的密度ρ＝7.92 g·cm-3，铁的摩尔质量为55.58×10-3 kg/mol，NA＝6.02×1023 mol-1。结果均保留3位有效数字) (1)求铁晶中铁原子的直径； (2)请估算拉断过程中最大的铁原子力F′。 答案：(1)2.82×10-10 m　(2)8.25×10-10 N 解析：(1)铁原子的体积V0＝＝ m3≈1.17×10-29 m3 铁原子的直径d＝≈2.82×10-10 m。 (2)因原子力的作用范围在10-10 m数量级，阻止拉断的原子力主要来自于断开截面上的所有原子对。当铁晶上的拉力分摊到一对铁原子上的力超过拉伸过程中的原子间最大原子力时，铁晶就被拉断。 单个原子球的截面积S＝≈6.24×10-20 m2 铁晶断面面积S′＝≈2.01×10-12 m2 断面上排列的铁原子数N＝≈3.2×107 所以拉断过程中最大铁原子力约为F′＝＝ N＝8.25×10-10 N。 15．(11分)环境污染已非常严重，瓶装纯净水已经占领柜台，再严重下去，瓶装纯净空气也会上市。设瓶子的容积为500 mL，空气的摩尔质量MA＝29×10-3 kg/mol。按标准状况计算，NA＝6.0×1023 mol-1，标准状况下1 mol气体的体积为22.4 L。试估算：(计算结果均保留2位有效数字) (1)空气分子的平均质量； (2)一瓶纯净空气的质量； (3)一瓶纯净空气中的气体分子数。 答案：(1)4.8×10-26 kg　(2)6.5×10-4 kg (3)1.3×1022个 解析：(1)空气分子的平均质量为 m0＝＝ kg≈4.8×10-26 kg。 (2)一瓶纯净空气的物质的量为n＝ mol 则瓶中气体的质量为 m＝nMA＝×29×10-3 kg≈6.5×10-4 kg。 (3)瓶中气体的分子数为N＝nNA＝ 个≈1.3×1022个。 16．(12分)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V＝1.0×103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10-2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol-1。试求：(结果均保留1位有效数字) (1)该液化水的质量； (2)该液化水中含有水分子的总数N； (3)一个水分子的直径d。 答案：(1)1 kg　(2)3×1025个　(3)4×10-10 m 解析：(1)根据m＝ρV 代入数据可得该液化水的质量m＝1 kg。 (2)水的物质的量为n＝ 水分子数N＝nNA 联立并代入数据解得N≈3×1025个。 (3)建立水分子的球模型，设其直径为d，则可得每个水分子的体积为V0＝ 又V0＝πd3 联立并代入数据解得水分子直径d≈4×10-10 m。 学生用书第26页 学科网（北京）股份有限公司 $$