单元综合评估(1) 分子动理论-【正禾一本通】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）

[单元综合评估(一)]　分子动理论 ________________________________________________________________________ (时间：90分钟　满分：100分)　　　　　　　　　　　　　　 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．对下列四幅图的描述正确的是(　　) A．图甲中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动 B．图乙是显微镜下记录同一炭粒每隔30 s的位置连线，连线就是炭粒运动的轨迹 C．图丙中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间同时存在引力和斥力 D．图丁是气体分子的速率分布图像，由图可知T1>T2 解析：选A。题图甲中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动，故A正确；题图乙是显微镜下记录同一炭粒每隔30 s的位置连线，炭粒在做无规则运动，连线不是炭粒运动的轨迹，故B错误；题图丙中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间存在引力，不能说明分子间存在斥力，故C错误；温度越高，分子的平均动能越大，由题图丁可知T2对应图像中速率大的分子所占的比例大于T1对应图像中速率大的分子所占的比例，则T2>T1，故D错误。 2．通常萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需几分钟，那么造成这种差别的主要原因是(　　) A.加热后盐分子变小了，很容易进入萝卜中 B．炒菜时萝卜翻动得快，盐和萝卜接触多 C．加热后萝卜分子间空隙变大，易扩散 D．炒菜时温度高，分子热运动剧烈 解析：选D。在扩散现象中，温度越高，扩散得越快。在腌萝卜时，是盐分子在常温下的扩散现象，炒菜时，是盐分子在高温下的扩散现象，因此，炒菜时萝卜咸得快，腌咸菜时萝卜咸得慢，故D正确。 3．以下现象中能说明分子间存在斥力的是(　　) A．气体总是很容易充满容器 B．水的体积很难被压缩 C．气体压缩到一定程度后也很难压缩 D．破镜不能重圆 解析：选B。气体总是很容易充满容器，说明气体分子间作用力很小，气体分子在做无规则运动，不能说明分子间存在斥力，故A错误；水分子间有间隙，但水的体积很难被压缩，说明分子间存在斥力，故B正确；气体压缩到一定程度后，分子的数密度增加，压强变大，所以很难继续压缩，并不是分子间存在斥力的原因，故C错误；破镜不能重圆，是因为分子间的距离远大于分子间的作用距离，不能靠分子间的作用力“粘合”在一起，并不能说明分子间存在斥力，故D错误。 4．有甲、乙两种气体，如果甲气体分子的平均速率比乙气体分子的平均速率大，则(　　) A．甲气体的温度一定高于乙气体的温度 B．甲气体的温度一定低于乙气体的温度 C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度 D．甲气体中每个分子的运动都比乙气体中每个分子的运动快 解析：选C。分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关，由于两种气体的分子质量无法比较，因而无法比较两种气体的平均动能，即温度的高低无法判断，故A、B错误，C正确；甲分子速率的平均值大，并不一定甲中每个分子的速率都大于乙中气体的速率，故D错误。 5．一定质量的气体在0 ℃和100 ℃温度下的分子速率分布规律如图所示。横坐标Δv表示分子速率区间，纵坐标η表示某速率区间内的分子数占总分子数的百分比，以下对图线的解读中正确的是(　　) A．100 ℃时气体分子的最高速率约为400 m/s B．某个分子在0 ℃时的速率一定小于100 ℃时的速率 C．温度升高时，η最大处对应的速率增大 D．温度升高时，每个速率区间内分子数的占比都增大 解析：选C。纵坐标表示的是不同速率的分子数所占的比例，温度为100 ℃时，从横坐标可知，气体分子的最高速率可达到900 m/s以上，只是分子数所占的比例较小，A错误；温度升高分子的平均动能增加，平均速率也增加，是大量分子运动的统计规律，并不是每个分子的速率都增加，即某个分子在0 ℃时的速率不一定小于100 ℃时的速率，B错误；温度是分子的平均动能的标志，温度升高，速率大的分子所占的比例增加，η最大处对应的速率增大，C正确；温度升高，速率大的区间分子数所占比例增加，速率小的区间分子数所占比例减小，D错误。 6．如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远a处由静止释放，在分子间作用力的作用下靠近甲。图中b点合外力表现为引力，且为数值最大处，d点是分子靠得最近处。则下列说法正确的是(　　) A．乙分子在a点势能最小 B．乙分子在b点动能最大 C．乙分子在c点动能最大 D．乙分子在d点加速度为零 解析：选C。乙分子由a运动到c，分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，动能增大，分子势能减小，乙分子由c运动到d，分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功，动能减小，分子势能增加，所以乙分子在c处分子势能最小，动能最大，故A、B错误，C正确；乙分子在d点时受到的分子间作用力不为零，所以在d点的加速度不为零，故D错误。 7．某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏加德罗常数为NA，下列叙述中正确的是(　　) A．该气体在标准状态下的密度为 B．该气体每个分子的质量为 C．每个气体分子在标准状态下的体积为 D．该气体单位体积内的分子数为 解析：选D。该气体在标准状态下的密度为，A错误；该气体每个分子的质量为，B错误；每个气体分子在标准状态下占据的体积为，C错误；该气体单位体积内的分子数为，D正确。 8．标准状况下气体的摩尔体积为22.4 L/mol，在此状态下，平均每个气体分子所占的空间约为分子自身体积的多少倍(阿伏加德罗常数近似取为6.0×1023 mol－1)(　　) A．10 B．103 C．105 D．107 解析：选C。平均每个气体分子所占的空间约为V1＝ L≈10－23 L，每个分子体积约为V2＝πd 3＝×3.14×(1.0×10－10)3m3≈10－31m3＝10－28 L，所以体积之比为＝＝105，C正确。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是(　　) A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更缓慢 解析：选BC。墨滴入水，最后混合均匀，这是扩散现象，碳粒做布朗运动，水分子做无规则的热运动，A错误，B正确；碳粒越小，布朗运动越明显，混合均匀的过程进行得越迅速，C正确，D错误。 10．若某种实际气体分子间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是(　　) A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大 B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减小 C．如果保持其温度不变，体积增大，内能增大 D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减小 解析：选AC。若保持气体的体积不变，则分子势能不变，温度升高，分子的平均动能变大，所以气体的内能增大，故A正确，B错误；若保持气体的温度不变，则气体分子的平均动能不变，体积增大，分子间的引力做负功，分子势能增大，所以气体的内能增大，故C正确，D错误。 11．当两个分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，设r1<r0<r2，则当两个分子间的距离由r1变到r2的过程中(　　) A．分子间的作用力先减小后增大 B．分子间的作用力有可能先减小再增大最后再减小 C．分子势能先增大后减小 D．分子势能先减小后增大 解析：选BD。当两个分子间的距离r>r0时，分子间的作用力表现为引力，其大小随r的增加先增大后减小，且整个过程分子间的作用力做负功，分子势能增大；当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，随着r增加，分子间的作用力减小且分子间的作用力做正功，分子势能减小，分子间的作用力为零(r＝r0)时，分子势能最小，综上可知B、D正确。 12．如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从r＝r4处以某一速度向分子a运动(运动过程中仅考虑分子间作用力)，假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则(　　) A．图甲中分子间距从r2到r3，分子间的作用力表现为斥力 B．分子b运动至r3和r1位置时动能可能相等 C.图乙中r5一定大于图甲中r2 D．若图甲中阴影面积S1＝S2，则两分子间最小距离小于r1 解析：选BD。题图甲中分子间距从r2到r3，分子间的作用力表现为引力，故A错误；分子b从r3到r2和从r2到r1两过程，若图像与横轴所围面积相等，则分子间的作用力做功为0，动能变化量为0，分子b在r3和r1两位置时动能可能相等，故B正确；题图甲中r2处分子间的作用力的合力为0，分子b在此处分子势能最小，应对应题图乙中r6处，即题图乙中r5一定小于题图甲中r2，故C错误；若题图甲中阴影面积S1＝S2，则分子b从r4到r1的过程中，分子间的作用力做功为0，分子b在r4处速度不为0，则分子b在r1处速度不为0，将继续运动，靠近分子a，故D正确。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13．(6分)甲图和乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知：若水温相同，________(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，________(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈。 解析：温度相同的条件下，较大炭粒的布朗运动的剧烈程度较弱，炭粒在30 s始、末时刻所在位置连线的距离就较短，故题图甲中炭粒的颗粒较大；炭粒大小相同时，温度越高，水分子的热运动越剧烈，做布朗运动的炭粒运动也越剧烈，故题图乙中水分子的热运动较剧烈。 答案：甲　乙 14．(8分)在用“油膜法测分子直径”的实验中，某同学进行了四步操作(步骤已经打乱)： a．待油膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油酸膜的轮廓(如图所示)，每个方格的边长为1.0 cm； b．在边长约10 cm的正方形浅盘内注入适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，用滴管滴入一滴油酸酒精溶液； c．用滴管吸取1.0 mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了50滴； d．取1.0 ml油酸配成1 000 mL油酸酒精溶液。 (1)以上四个步骤，按正确的先后顺序排列应是______。(用符号表示) (2)该实验中一滴油酸酒精溶液含______ml纯油酸。 (3)由上述数据估算得到油酸分子直径约为________。 A．3×10－7 m B．3×10－8 m C．4×10－9 m D．4×10－10 m 解析：(1)以上四个步骤，先配制油酸酒精溶液，然后测量一滴油酸酒精溶液的体积，然后在水槽上撒上痱子粉，将一滴油酸酒精溶液滴到水面测量油膜面积，则按正确的先后顺序排列应是dcba。 (2)该实验中一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为V＝ mL＝2×10－5 mL。 (3)油膜面积约为S＝55×1.0×1.0 cm2＝55 cm2，则油酸分子直径为d＝＝ cm≈4×10－9 m，故C正确。 答案：(1)dcba　(2)2×10－5　(3)C 15．(10分)一瓶子装满纯净空气。设瓶子的容积为500 mL，空气的摩尔质量M＝29×10－3 kg/mol。按标准状况计算，NA＝6.0×1023 mol－1，试估算： (1)一瓶纯净空气的质量是多少？ (2)一瓶纯净空气中约有多少个气体分子？ 解析：(1)一瓶纯净空气的质量m空＝ρV瓶＝＝kg≈6.5×10－4 kg。 (2)一瓶纯净空气中气体分子数N＝nNA＝NA＝个≈1.3×1022个。 答案：(1)6.5×10－4 kg　(2)1.3×1022个 16．(10分)对于固体和液体来说，其内部分子可看作是一个个紧密排列的小球。若某固体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA。 (1)试推导该固体分子质量的表达式； (2)若已知汞的摩尔质量MHg＝200.5×10－3 kg/mol，密度ρHg＝13.6×103 kg/m3，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol－1，试估算汞原子的直径大小。(结果保留两位有效数字) 解析：(1)该固体分子质量的表达式 m＝。 (2)将汞原子视为球形，其体积 V0＝πd3＝ 汞原子直径的大小 d＝≈3.6×10－10 m。 答案：(1)m＝　(2)3.6×10－10 m 17．(12分)如图所示，用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小炭粒的体积为V＝0.1×10－9 m3，小炭粒的密度是ρ＝2.25×103 kg/m3，摩尔质量为M＝12 g/mol，阿伏加德罗常数为NA＝6.0×1023 mol－1，则： (1)小炭粒所含分子数约为多少？(保留两位有效数字) (2)根据(1)的数据判断，布朗运动是分子的运动吗？ 解析：长度放大600倍的显微镜可以把小炭粒的体积放大 n＝6003倍＝2.16×108倍 故小炭粒的实际体积为V0＝ 小炭粒的质量为m＝ρV0 小炭粒所含分子数为N＝nNA＝NA 联立以上各式可得 N＝ 代入数据得N≈5.2×1010个。 (2)由以上数据可知，每一个小炭粒都含有大量的分子，所以布朗运动不是分子的运动。 答案：(1)5.2×1010　(2)不是 18．(14分)很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，使用寿命则是普通灯的5倍。若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3。已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1。试估算：(结果均保留一位有效数字) (1)灯头中氙气分子的总个数N； (2)灯头中氙气分子间的平均距离。 解析：(1)设氙气的物质的量为n，则 n＝ 氙气分子的总数 N＝NA＝×6×1023个≈4×1022个。 (2)每个分子所占的空间为V0＝ 设分子间平均距离为a，则有V0＝a3 则a＝＝ m≈3×10－9 m。 答案：(1)4×1022个　(2)3×10－9 m 学科网（北京）股份有限公司 $$