第一章 分子动理论单元检测01-2024-2025学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第三册）

第一章 分子动理论单元检测01 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是外界作用引起的 B．布朗运动是液体分子的运动 C．悬浮微粒越小，布朗运动越明显 D．温度越低，分子热运动的平均动能越大 【答案】C 【详解】A．扩散现象是构成物质的分子的无规则运动引起的，并不是外界作用引起的，故A错误； B．布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，间接反映了液体分子的无规则运动，并不是液体分子的运动，故B错误； C．悬浮微粒越小，液体分子撞击微粒产生的不平衡越明显，则布朗运动越明显，故C正确； D．温度越低，分子热运动的平均动能越小，故D错误。 故选C。 2．壁虎每只脚底部长着数百万根极细的刚毛，每根刚毛末端又有400至1000根更细的分支，这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离足够近。壁虎能贴在光滑的天花板上不掉下来的原因是（　　） A．大气压将壁虎压在天花板上 B．空气浮力克服了壁虎的重力 C．天花板分子对刚毛的分子引力克服壁虎的重力 D．天花板对刚毛的分子引力大于刚毛对天花板的分子引力 【答案】C 【详解】壁虎刚毛与物体表面分子间的距离非常近，壁虎刚毛分子和物体分子之间存在相互作用的引力，所以壁虎不会掉落下来。故C正确，ABD错误。 故选C。 3．如图所示为模拟气体压强产生机理的实验，在一定时间内将大量沙粒从秤盘上方某一高度处均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动情况。关于该实验下列说法正确的是（　　） A．仅增加单位时间内倒下沙粒数量，可模拟温度降低对气体压强的影响 B．仅增加单位时间内倒下沙粒数量，可模拟体积增大对气体压强的影响 C．仅将倒沙的位置升高，可模拟温度升高对气体压强的影响 D．仅将倒沙的位置升高，指针示数不变 【答案】C 【详解】AB．因气体体积减小时，气体的数密度增加，则单位时间内撞击器壁的分子数增加，则仅增加单位时间内倒下沙粒数量，可模拟体积减小时对气体压强的影响，选项AB错误； C．因气体温度升高时，分子平均速率增加，气体分子对器壁的碰撞力变大，则仅将倒沙的位置升高，可模拟温度升高对气体压强的影响，选项C正确； D．仅将倒沙的位置升高，则沙粒落到秤盘上时对秤盘的碰撞力变大，则指针示数变大，选项D错误。 故选C。 4．概率统计的方法是科学研究中的重要方法之一，以下是某一定质量的氧气（可看成理想气体）在和时统计出的速率分布图像，结合图像分析以下说法正确的是（　　） A．其中某个分子，时的速率一定比时要大 B．时图线下对应的面积比时要小 C．如果两种情况下气体的体积相同，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时多 D．如果两种情况下气体的压强相同，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时多 【答案】C 【详解】A．温度越高气体分子的平均动能越大，同种气体分子的平均速率越大，但某个分子的速率不一定大，故A错误； B．速率分布曲线的面积意义就是将每个单位速率的分子占分子总数的百分比进行累计，累加后最终的结果都等于1，即面积相等，故B错误； C．如果两种情况下气体的体积相同，而由于时气体分子的平均速率大于时气体分子的平均速率，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时得多，故C正确； D．如果两种情况下气体的压强相同，而由于时气体分子的平均速率大于时气体分子的平均速率，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时的少，故D错误。 故选C。 5．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法错误的是（　　） A．实验时应先将痱子粉撒在水面上，再将油酸酒精溶液滴入水中 B．在水面上撒的痱子粉太厚会让测量结果偏大 C．计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积 D．该实验能在天宫空间站中进行 【答案】D 【详解】A．为了使油酸分子紧密排列，实验时先将痱子粉均匀酒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水而上，A正确，不符合题意； B．实验过程中，若撒的痱子粉太厚，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由可知测量的油酸分子的直径偏大，B正确，不符合题意； C．根据实验原理可知，计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜的面积，C正确，不符合题意； D．该实验需要在水面形成油膜，由于完全失重，无法在水面上形成油膜，故D错误，符合题意。 故选D。 6．分子力F随分子间距r的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　） A．从到分子引力变大，斥力减小 B．从到分子力的大小先减小后增大，再减小 C．从到分子势能先减小后增大 D．从到分子势能一直增大 【答案】B 【详解】A．从到分子引力、斥力都减小，故A错误； B．由图知，从到分子力的大小先减小后增大，再减小，故B正确； C．从到分子力做正功，分子势能减小，故C错误； D．从到分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故D错误。 故选B。 7．分子势能随分子间距离变化的图像如图所示，规定两分子相距无穷远时势能为0。现将分子A固定，将分子B由无穷远处释放，仅考虑分子间作用力，在分子间距由到的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．分子B动能一直增大 B．分子B加速度大小一直增大 C．分子间作用力始终表现为引力 D．分子间距为时分子间作用力为0 【答案】B 【详解】A．在两分子间的距离由到的过程中，分子势能增大，故分子B动能减小，故A错误； B．由到的过程中，根据 可知分子间作用力增大，加速度一直增大，故B正确； C．分子势能增大，分子间作用力做负功，分子间作用力表现为斥力，故C错误； D．分子间距为时分子势能为零，而分子间作用力不为零，故D错误。 故选B。 二、多选题 8．对以下物质运动现象的分析正确的是 （　 　） ①刮风时空气分子的运动；②上升的水蒸气的运动；③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动；④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动。 A．①②③属于布朗运动 B．④属于扩散现象 C．只有③属于布朗运动 D．①②④属于扩散现象 【答案】BC 【详解】刮风时空气分子的运动，上升的水蒸气的运动，既不是布朗运动也不是扩散现象；用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动属于布朗运动；向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动属于扩散现象。 故选BC。 9．下列说法中正确的是（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 【答案】CD 【详解】A．由图甲可知，状态①速率大的氧气分子比例较大，所以状态①的温度比状态②的温度高，故A错误； B．由于图乙中的位置是每隔一定时间记录的，所以位置的连线不能表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹，只能说明花粉颗粒运动的无规则性，故B错误； C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小，故C正确； D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子势能减小，分子力做正功，故D正确。 故选CD。 10．“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，这一实验展示了水分子间存在作用力。将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是（    ） A．分子Q由A到C加速运动 B．分子Q在C点时分子势能最大 C．分子Q在C点时加速度大小为零 D．分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大 【答案】ACD 【详解】AB．分子Q在由A运动到C的过程中，一直受引力作用，速度一直增加，动能增加，分子势能减小，在C点的分子势能最小，故A正确，B错误； C．分子Q在C点时受到的分子力为零，故Q在C点时加速度大小为零，故C正确； D．分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，在C点右侧时，分子间的作用力表现为引力，先增大后减小，然后到C点左侧时分子力为斥力且逐渐变大，故加速度先增大后减小再增大，故D正确。 故选ACD。 三、实验题 11．下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是 ；需测量的物理量是1滴油酸酒精溶液中纯油酸的 和它散成油膜的 。 (2)在“用单摆测量重力加速度的大小”实验中，某同学把测量单摆的6组周期的平方与摆线长度L的关系画成如图所示的图像，则此图像可读得该单摆摆球的半径 ；当地重力加速度的大小 （最后一空保留三位有效数）。 【答案】(1) 避免油酸分子重叠在一起，可以形成单分子油膜 体积 面积 (2) 0.04/0.05/0.06 9.53（9.40~9.80） 【详解】（1）[1][2][3]首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是避免油酸分子重叠在一起，可以形成单分子油膜；根据可知，需测量的物理量是1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和它散成油膜的面积。 （2）[1]图像不通过原点，根据单摆的周期公式 则 取，得横坐标截距 得球的半径 [2]图像的斜率 由图像得斜率 代入上式得 12． (1)“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是等效替代的物理思想 B．应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉 C．向量筒中滴5滴溶液，测出5滴溶液的体积，算得1滴溶液的体积 D．待油膜形状稳定后，再在玻璃板上描出油膜的形状 (2)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，（图1） OC方向弹簧测力计的读数为 N。 (3)用如图2所示的实验装置验证牛顿第二定律。滑块受到的合力为，完全相同的遮光板1、2挡光时间分别为、，以 （用题中已知字母表示）为纵轴、以为横轴描点做图，当所做图像为过原点的一条倾斜直线时，说明质量一定时，加速度与合力成正比。 【答案】(1)D (2)1.90 (3) 【详解】（1）A．将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是理想模型的物理思想，故A错误； B．实验时应先把痱子粉均匀地撒在水面上，再滴油酸酒精溶液，这样可以形成边界清晰的油膜，易于对油膜面积的测定，故B错误； C．向量筒中滴5滴溶液，滴数太少，算得1滴油酸溶液体积时误差较大，故C错误； D．待油酸薄膜形状稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，故D正确。 故选D。 （2）图中测力计的最小分度值为0.1N，需要估读一位，可读出图中所示刻度读数为1.90N。 （3）设遮光板宽度为，遮光板1、2之间的距离为。1、2挡光时间分别为、，则遮光板通过的速度大小为依次， 且 根据牛顿第二定律有 联立可得 整理得 以为横轴，为纵轴描点做图，当所做图像为过原点的一条倾斜直线时，说明质量一定时，加速度与合力成正比。 四、解答题 13．大气层是地球最外部包围着海洋和陆地的气体圈层，可分为对流层、平流层和高层大气，厚度在1000千米以上，与液体中的压强类似，地球表面的大气压可认为是对流层空气受到地球的引力而产生的。地球可看作半径的均质球体，测得地球表面的大气压，空气的平均分子量为29，对流层空气的平均密度，已知阿伏加德罗常数，取重力加速度大小，求： （1）对流层的厚度h（保留两位有效数字）； （2）对流层空气分子间的平均距离d（保留一位有效数字）。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由于大气压与液体中的压强类似，所以有 解得 （2）对流层空气的摩尔质量 设单位体积内含有空气分子的个数为，每个空气分子占据的体积是边长为d的立方体，则有 解得 14．雨后，湖中荷叶上有1滴体积约为0.1cm3的水珠，已知水的密度，水的摩尔质量，试估算：（结果保留两位有效数字） （1）该滴水珠含有的水分子数； （2）一个水分子的直径大小。 【答案】（1）个；（2） 【详解】（1）分子数为 个 （2）分子体积为 球体积公式，故分子直径为 15．肺活量是在标准大气压下人一次尽力呼出空气的体积。 （ⅰ）某实验小组在学习气体实验定律后，设计了“吹气球法”的小实验来粗测肺活量，如图。甲同学通过气球口用力一口气向气球内吹气（吹气前气球内部的空气可忽略不计）。气球没有被吹爆，此时气球可近似看成球形，半径为r，球内空气的压强为，空气可看作理想气体，设整个过程温度保持不变，球体体积计算公式为。求甲同学的肺活量是多少？ （ⅱ）某游泳运动员的肺活量为。在标准状态下。空气的摩尔体积为，阿伏加德罗常数，则该运动员一次能呼出的空气分子数为多少？（计算结果保留两位有效数字） 【答案】（ⅰ）；（ⅱ）（个） 【详解】（ⅰ）甲同学呼出气体作等温变化，设肺活量为，有 将代入可得 （ⅱ）空气的摩尔数 含有的分子数 解得 （个） / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 分子动理论单元检测01 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．扩散现象是外界作用引起的 B．布朗运动是液体分子的运动 C．悬浮微粒越小，布朗运动越明显 D．温度越低，分子热运动的平均动能越大 2．壁虎每只脚底部长着数百万根极细的刚毛，每根刚毛末端又有400至1000根更细的分支，这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离足够近。壁虎能贴在光滑的天花板上不掉下来的原因是（　　） A．大气压将壁虎压在天花板上 B．空气浮力克服了壁虎的重力 C．天花板分子对刚毛的分子引力克服壁虎的重力 D．天花板对刚毛的分子引力大于刚毛对天花板的分子引力 3．如图所示为模拟气体压强产生机理的实验，在一定时间内将大量沙粒从秤盘上方某一高度处均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动情况。关于该实验下列说法正确的是（　　） A．仅增加单位时间内倒下沙粒数量，可模拟温度降低对气体压强的影响 B．仅增加单位时间内倒下沙粒数量，可模拟体积增大对气体压强的影响 C．仅将倒沙的位置升高，可模拟温度升高对气体压强的影响 D．仅将倒沙的位置升高，指针示数不变 4．概率统计的方法是科学研究中的重要方法之一，以下是某一定质量的氧气（可看成理想气体）在和时统计出的速率分布图像，结合图像分析以下说法正确的是（　　） A．其中某个分子，时的速率一定比时要大 B．时图线下对应的面积比时要小 C．如果两种情况下气体的体积相同，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时多 D．如果两种情况下气体的压强相同，则时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比时多 5．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法错误的是（　　） A．实验时应先将痱子粉撒在水面上，再将油酸酒精溶液滴入水中 B．在水面上撒的痱子粉太厚会让测量结果偏大 C．计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积 D．该实验能在天宫空间站中进行 6．分子力F随分子间距r的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　） A．从到分子引力变大，斥力减小 B．从到分子力的大小先减小后增大，再减小 C．从到分子势能先减小后增大 D．从到分子势能一直增大 7．分子势能随分子间距离变化的图像如图所示，规定两分子相距无穷远时势能为0。现将分子A固定，将分子B由无穷远处释放，仅考虑分子间作用力，在分子间距由到的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．分子B动能一直增大 B．分子B加速度大小一直增大 C．分子间作用力始终表现为引力 D．分子间距为时分子间作用力为0 二、多选题 8．对以下物质运动现象的分析正确的是 （　 　） ①刮风时空气分子的运动；②上升的水蒸气的运动；③用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动；④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动。 A．①②③属于布朗运动 B．④属于扩散现象 C．只有③属于布朗运动 D．①②④属于扩散现象 9．下列说法中正确的是（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 10．“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，这一实验展示了水分子间存在作用力。将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是（    ） A．分子Q由A到C加速运动 B．分子Q在C点时分子势能最大 C．分子Q在C点时加速度大小为零 D．分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大 三、实验题 11．下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 (1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是 ；需测量的物理量是1滴油酸酒精溶液中纯油酸的 和它散成油膜的 。 (2)在“用单摆测量重力加速度的大小”实验中，某同学把测量单摆的6组周期的平方与摆线长度L的关系画成如图所示的图像，则此图像可读得该单摆摆球的半径 ；当地重力加速度的大小 （最后一空保留三位有效数）。 12． (1)“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是等效替代的物理思想 B．应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉 C．向量筒中滴5滴溶液，测出5滴溶液的体积，算得1滴溶液的体积 D．待油膜形状稳定后，再在玻璃板上描出油膜的形状 (2)“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，（图1） OC方向弹簧测力计的读数为 N。 (3)用如图2所示的实验装置验证牛顿第二定律。滑块受到的合力为，完全相同的遮光板1、2挡光时间分别为、，以 （用题中已知字母表示）为纵轴、以为横轴描点做图，当所做图像为过原点的一条倾斜直线时，说明质量一定时，加速度与合力成正比。 四、解答题 13．大气层是地球最外部包围着海洋和陆地的气体圈层，可分为对流层、平流层和高层大气，厚度在1000千米以上，与液体中的压强类似，地球表面的大气压可认为是对流层空气受到地球的引力而产生的。地球可看作半径的均质球体，测得地球表面的大气压，空气的平均分子量为29，对流层空气的平均密度，已知阿伏加德罗常数，取重力加速度大小，求： （1）对流层的厚度h（保留两位有效数字）； （2）对流层空气分子间的平均距离d（保留一位有效数字）。 14．雨后，湖中荷叶上有1滴体积约为0.1cm3的水珠，已知水的密度，水的摩尔质量，试估算：（结果保留两位有效数字） （1）该滴水珠含有的水分子数； （2）一个水分子的直径大小。 15．肺活量是在标准大气压下人一次尽力呼出空气的体积。 （ⅰ）某实验小组在学习气体实验定律后，设计了“吹气球法”的小实验来粗测肺活量，如图。甲同学通过气球口用力一口气向气球内吹气（吹气前气球内部的空气可忽略不计）。气球没有被吹爆，此时气球可近似看成球形，半径为r，球内空气的压强为，空气可看作理想气体，设整个过程温度保持不变，球体体积计算公式为。求甲同学的肺活量是多少？ （ⅱ）某游泳运动员的肺活量为。在标准状态下。空气的摩尔体积为，阿伏加德罗常数，则该运动员一次能呼出的空气分子数为多少？（计算结果保留两位有效数字） / 学科网（北京）股份有限公司 $$