第1章 分子动理论 章末检测试卷(1) （课件）-【步步高】2023-2024学年高二物理选择性必修第三册（教科版2019）

ZHANGMOJIANCESHIJUAN(YI) 章末检测试卷(一) (满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1.(2022·宿迁市高二期末)下列关于布朗运动的说法，正确的是 A.布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 B.花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子在永不停息地做无规则运动 C.悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越不明显 D.当物体温度达到0 ℃时，布朗运动就会停止 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，选项A错误； 花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子在永不停息地做无规则运动，选项B错误； 悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，颗粒的受力越容易平衡，布朗运动越不明显，选项C正确； 当物体温度达到0 ℃时，分子的运动不会停止，则布朗运动也不会停止，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2.(2022·石家庄市高二期中)关于分子动理论，下列说法正确的是 A.当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 B.相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变小，斥力变大 C.给自行车打气时，打气筒压下后反弹是由分子斥力造成的 D.当分子间的距离为r0时合力为0，此时，分子势能最大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 当分子力表现为引力时，随着分子间距离增大，分子力做负功，故分子势能增大，故A正确； 分子之间同时存在引力和斥力，当相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变大，斥力也变大，故B错误； 给自行车打气时，打气筒压下后反弹，是由活塞上下的压强差造成的，故C错误； 分子间的距离为r0时合力为0，此时，分子势能最小，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3.(2022·德州市高二月考)某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏伽德罗常量为NA，下列叙述中正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4.(2022·济宁市高二期末)一容积不变的容器内封闭一定质量的氮气，在不同温度下分子速率分布如图所示，纵坐标表示各速率区间的氮气分子数所占总分子数的百分比，横坐标表示分子的速率，图线甲为实线、图线乙为虚线。下列说法正确的是 A.图线甲对应的氮气温度较低 B.图线甲对应的氮气分子的平均动能较小 C.由图像能直接求出任意速率区间内氮气 分子数目 D.同一温度下，氮气分子的速率呈现“中间多，两头多”的分布规律 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 温度越高，速率大的分子所占比例越大，所以图线甲的温度高，氮气分子的平均动能较大，故A、B错误； 由图像可得出氮气各速率区间的分子数所 14 15 占总分子数的百分比，不能求出任意速率区间内氮气分子数目，故C错误； 由图像可知，同一温度下，氮气分子的速率呈现“中间多，两头少”的分布规律，故D正确。 5.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，内能不变 D.如果保持其温度不变，体积增大，内能减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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，故气体的内能增大，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，故气体的内能增大，选项C、D错误。 14 15 6.利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏伽德罗常量。若已知n滴油酸的总体积为V，一滴油酸形成的油膜面积为S，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d和阿伏伽德罗常量NA分别为(球的体积公式V＝ πR3) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7.(2022·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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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； 15 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。 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.(2022·聊城市高二期中)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.温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 14 √ 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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。 15 9.(2022·沈阳市高二月考)一定质量的某气体在不同的温度下分子速率分布图如图中的1、2、3所示，图中横轴表示分子运动的速率v，纵轴表示该速率下的分子数Δn与总分子数n的比值，记为f(v)，其中f(v)取最大值时的速率称为最概然速率，下列说法正确的是 A.3条图线与横轴围成的面积相同 B.3条图线温度不同，且T1>T2>T3 C.图线3对应的分子平均动能最大 D.最概然速率是气体中任何分子最有可能具有的速率 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3条图线与横轴围成的面积相同，故A正确； 因为温度越高，速率大的分子占的比例越大， 所以3条图线温度关系为T1<T2<T3，温度越高， 对应的分子平均动能越大，故图线3对应的分子平均动能最大，故B错误，C正确； 由题意知，f(v)取最大值时的速率称为最概然速率，即此时分子对应的速率所占比例最大，故最概然速率是气体中任何分子最有可能具有的速率，故D正确。 15 10.如图所示为分子间的力随分子间距离的变化关系图。设r0为A、B两分子间引力和斥力平衡时的位置，现将A固定在O点，将B从与A相距0.5r0处由静止释放，在B远离A的过程中，下列说法正确的是 A.B速度最大时，分子势能最小 B.B在运动过程中分子势能一直减小 C.B速度最大时，A对B的作用力为零 D.引力和斥力均减小，但引力减小得更快 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由0.5r0到r0过程中，分子间作用力表现为斥力，距离增大时，分子间作用力做正功，分子势能减小，B的动能增加；当r＞r0时，分子间作用力表现为引力，分子间距离增大时，分子间作用力做负功，分 15 子势能增大，B的动能减小，所以r＝r0时，B的动能最大，速度最大，此时分子势能最小，A、B间作用力为零，A、C正确，B错误； B从与A相距0.5r0处由静止释放，B远离A的过程中，距离增大，引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，D错误。 三、非选择题(本题共5小题，共47分) 11.(6分)2020年12月17日，嫦娥五号返回器带着1.731 kg的月球土壤顺利在预定区域着陆。月球土壤中的氦－3蕴藏量大，它是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全的核聚变原料。若每千克月球土壤中含有氦－3的质量为m，氦－3的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常量为NA(均为国际单 位)。则每个氦－3分子的质量m0＝____；嫦娥五号返回器带回的1.731 kg 月球土壤中含有氦－3分子总个数为__________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12.(12分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.5 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL。若把一滴这样的溶液滴入盛有水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面散开， 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(以下计算结果均保留2位有效数字) (1)若每一小方格的边长为10 mm，则油酸薄膜的面积约为_________ m2； 8.0×10－3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 每个小方格的面积为S1＝1×10－4 m2，超过半格的按一格计算，小于半格的舍去， 由题图可估算油酸薄膜的面积约为 S＝80S1＝80×10－4 m2＝8.0×10－3 m2。 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 15 (2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 ___________ m3； 1.0×10－11 (3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径约为__________ m； 1.3×10－9 把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子的直径 约为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 为能形成单分子油膜，油酸浓度应适当小一些；绘制轮廓图应在油酸扩散并油膜其形状稳定后进行，B、D正确，A、C错误。 15 (4)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列措施可行的是_____。 A.油酸浓度适当大一些 B.油酸浓度适当小一些 C.油酸扩散后立即绘出轮廓图 D.油酸扩散并待油膜形状稳定后再绘出轮廓图 BD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13.(8分)地球到月球的平均距离为384 400 km，如果将铁分子一个接一个地排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”，这条“大道”需要多少个分子？这些分子的总质量为多少？(设铁分子的直径为3.0×10－10 m，铁的摩尔质量为5.60×10－2 kg/mol，阿伏伽德罗常量为NA＝6.02×1023 mol－1，结果均保留3位有效数字) 15 答案　1.28×1018个　1.19×10－7 kg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (4分) (4分) 14.(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6.0×1023mol－1，请估算该蛋白的密度。(结果保留一位有效数字) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　9×102 kg/m3 其中R＝3.0×10－9 m，M＝60 kg/mol， (4分) 解得ρ≈9×102 kg/m3。 (4分) 15.(13分)(2022·南通市高二期中)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，阿伏伽德罗常量NA＝6×1023 mol－1。试估算：(结果保留一位有效数字) (1)灯头中氙气分子的总个数N； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案　4×1022个 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (2分) (3分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)灯头中氙气分子间的平均距离。 14 15 答案　3×10－9 m (2分) (4分) 设分子间平均距离为a，则有：V0＝a3 (2分) 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.每个气体分子的体积为 D.标准状况下该气体单位体积内的分子数为 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况下占据的空间的体积为，C错误； 标准状况下该气体单位体积内的分子数为，D正确。 A.d＝，NA＝ B.d＝，NA＝ C.d＝，NA＝ D.d＝，NA＝ 一滴油酸体积为，故直径d＝；油酸的摩尔体积为Vmol＝，一个油酸分子体积为V0＝πd3＝，故NA＝＝，故B正确。 每个氦－3分子的质量为m0＝ 已知每千克月球土壤中含有氦－3的质量为m，则1.731 kg月球土壤中含有氦－3的质量为1.731m，则嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦－3分子总个数为N＝。 V＝××10－6 m3＝1.0×10－11 m3。 d＝＝ m≈1.3×10－9 m。 “分子大道”需要的铁分子的个数为n＝＝个≈1.28×1018个， 这些分子的总质量为m＝·M＝×5.60×10－2 kg≈1.19×10－7 kg。 根据公式ρ＝，V＝V0NA，V0＝πR3 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； 每个分子所占的空间为：V0＝ 则a＝＝ m≈3×10－9 m。 $$