第1章 分子动理论 章末整合提升(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

(本卷满分100分) 一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24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．以下关于分子动理论的说法正确的是(　　) A． －2 ℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 B．分子势能随分子间距离的增大，一定减小 C．分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小 D．扩散和布朗运动的实质是相同的，都是分子的无规则运动 解析　－2 ℃时水已经结为冰，虽然水分子热运动剧烈程度降低，但不会停止热运动，A错误；当分子从r<r0开始运动时，分子势能随分子间距离的增大(当r<r0)先减小，(当r>r0)后增大，B错误；分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小，C正确；扩散和布朗运动都是分子无规则运动的证据，但扩散是分子的运动，布朗运动是悬浮微粒的运动，二者实质不同，D错误。 答案　C 2．以下说法正确的是(　　) A．布朗运动和扩散现象都是分子的运动 B．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子热能最小 C．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 D．分子间距离减小时，引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快 解析　布朗运动是悬浮微粒的运动，扩散现象是分子的运动，故A不符合题意；当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子力为零，从r0位置，无论是增加距离，还是减小距离，分子力都是做负功，分子热能增大，所以r0位置分子热能量小，故B符合题意；布朗运动是小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，它间接证明了分子永不停息地做无规则运动，故C不符合题意；分子间的作用力与分子间距离无关，但分子间距减小时，引力和斥力同时增大，但斥力增大得比引力快，故D不符合题意。 答案　B 3．下列说法中正确的是(　　) A．因为空气分子间存在斥力，所以用打气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气 B．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故 C．打开酒瓶后可嗅到酒的气味，说明分子在做无规则的运动 D．热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃ 解析　空气中分子距离较大，分子力近似为零，用打气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气，那是气体压强作用的结果，故A错误；面包之间的空隙，属于物体之间的空隙，不是分子间的间隙，故B错误；正是由于分子在做无规则运动，我们才能闻到酒的气味，故C正确；热力学温度和摄氏温度只是零点选取不同，每度的大小是相同的，故D错误。 答案　C 4．从宏观上看，气体分子热运动的平均动能取决于气体的(　　) A．压强 B．温度 C．体积 D．密度 解析　由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的平均动能宏观上取决于温度，故B正确，A、C、D错误。 答案　B 5．1827年，英国植物学家布朗发现花粉颗粒在水中不停息地做无规则运动，花粉颗粒做此运动是由什么引起的(　　) A．花粉有生命 B．气温变化形成了液体的微弱对流 C．液体逐渐蒸发 D．花粉颗粒受到周围液体分子的不平衡碰撞 解析　水分子在永不停息地做无规则热运动，花粉颗粒的无规则运动是受到周围水分子的撞击的不平衡引起的，D正确，A、B、C错误。 答案　D 6．从微观角度理解气体的性质，以下说法正确的是(　　) A．温度是分子平均动能的标志，不同气体只要分子的平均速率相同，其温度就相同 B．气体分子的速率分布呈现“中间多、两头少”的特点，且温度升高分布曲线上的“峰值”向着速率小的一侧移动 C．气体的压强与气体的体积和温度有关 D．气体的压强与气体分子平均动能及分子的密集程度有关 解析　温度是分子平均动能的标志，但不同气体分子质量不同，所以即使分子的平均速率相同，其分子的平均动能不同，故其温度就不相同，A项错；气体分子的速率分布呈现“中间多、两头少”的特点，当温度升高，分布曲线上的“峰值”向着速率大的一侧移动，故B项错；气体的压强与气体的体积和温度有关是从宏观角度来说的，所以C项错；从微观角度来说温度对应分子的平均动能，而体积对应分子的密集程度，所以D项对。 答案　D 7.如图所示，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。设两个分子相距无穷远，它们的分子势能为0；B分子运动到距A为r0时，分子间作用力为零。在这个过程中(　　) A．分子B受力的方向与运动方向相同时，分子势能减小 B．分子间距离减小到r0的过程中，分子间的作用力增大 C．分子之间的引力达到最大时，分子势能最小 D．分子势能为零时，分子间的作用力一定为零 解析　B分子由无穷远靠近A分子，直至两分子间距为r0，这个过程中，分子力表现为引力，与运动方向相同，引力做正功，分子势能减小，A正确；分子间距离减小到r0的过程中，分子间的相互作用力先增大后减小，B错误；分子间的距离等于r0时，分子力为零，此时分子势能最小，C错误；分子势能最小时，分子间的作用力一定为零，而分子势能最小值不一定为零，D错误。 答案　A 8．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的(　　) A．引力消失，斥力增大 B．斥力消失，引力增大 C．引力、斥力都减小 D．引力、斥力都增大 解析　因为空气中的水汽凝结成水珠时，分子间的距离变小，而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大，故选项D正确。 答案　D 二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 9．如图所示为物体分子间的作用力与分子间距离之间的关系示意图，下列判断正确的是(　　) A．当r<r0时，r越小，则分子势能Ep越大 B．当r>r0时，r越小，则分子势能Ep越大 C．当r＝r0时，分子势能Ep最小 D．当r→∞时，分子势能Ep最小 解析　当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，r减小时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引力，r减小时分子间的作用力做正功，分子势能减小；当r＝r0时，分子间的作用力由引力减小为零，分子势能也减小到最小；当r→∞时，引力做负功，分子势能增大到最大值，且为零。故选项A、C正确。 答案　AC 10．如图所示，表示一定质量氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同情况下速率分布情况，由图可以判断以下说法正确的是(　　) A．温度升高，所有分子运动速率变大 B．温度越高，分子平均速率越小 C．0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点 D．100 ℃的氧气与0 ℃氧气相比，速率大的分子数比例较多 解析　由图像的意义及特点可知C、D正确，温度升高，平均速度变大，但具体到某个分子速率可能变大、不变或变小，A、B错误。 答案　CD 11．关于分子的动能，下列说法正确的是(　　) A．物体运动速度大，物体内分子的动能一定大 B．物体的温度升高，物体内每个分子的动能都增大 C．物体的温度降低，物体内大量分子的平均动能一定减小 D．物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关 解析　分子的动能与机械运动的速度无关，温度升高，分子的平均动能一定增加，但对单个分子来讲，其动能可能增加也可能减小，故C、D正确。 答案　CD 12．在观察布朗运动的实验过程中，每隔5 s记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．由图可以看出布朗运动是无规则的 B．图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹 C．若对比不同温度下的轨迹，可以看出温度高时布朗运动显著 D．若对比不同颗粒大小时的轨迹，可以看出颗粒小时布朗运动显著 解析　由于是每隔5 s记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，但并不知道这5 s时间内颗粒的运动轨迹(其实这5 s内的轨迹也是无规则的)，所以记录下的并不是颗粒的实际运动轨迹。选项A、C、D正确，B错误。 答案　ACD 三、非选择题(本题共6小题，共60分) 13．(6分)图甲是建造某大桥时将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起的情景。施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案，为了探究该方案的合理性，某研究性学习小组做了两个模拟实验。 实验1：研究将钢板从水下水平拉出的过程中总拉力的变化情况。 实验2：研究将钢板从水下以一定倾角拉出的过程中总拉力的变化情况。 (1)必要的实验器材有：钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和________等； (2)根据图乙中的实验曲线可知，实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了______ N，钢板完全浸没在水中时受到的浮力是________ N。(结果均保留两位有效数字) (3)根据分子动理论，实验1中最大总拉力明显增大的原因是________________。 解析　(1)实验中需要测量拉力的大小，必要的实验器材中缺少测力工具，故需要测力计。 (2)由题图乙可知，实验1和实验2中拉力的最大值分别为：4.35 N和3.75 N，即实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了4.35－3.75＝0.60 N；完全浸没在水中时，有：浮力＋拉力＝重力，完全拉出水面时拉力＝重力，即得F浮＝3.75－3.40＝0.35 N。 (3)分子间存在引力和斥力，随着分子间距离的增大，分子间表现为引力，在水面上拉钢板时，水分子与钢板分子间距离增大，表现为引力，故拉力增大；另钢板与水面接触面积大，拉力也会增大。 答案　(1)测力计　(2)0.60　0.35　(3)分子间存在引力，钢板与水的接触面积大 14．(8分)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验的方法及步骤如下： ①向体积V＝1 mL的纯油酸中加酒精，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________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平放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； 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l＝20 mm。根据以上信息，回答下列问题： (1)步骤③中应填写：__________________________； (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是______mL； (3)油酸分子直径是________m。 解析　(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或细石膏粉。 (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′＝＝× mL＝2×10－5 mL。 (3)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115个， 故面积S＝115×20×20 mm2＝4.6×104 mm2， 油酸分子直径d＝＝ mm≈4.3×10－7 mm＝4.3×10－10 m。 答案　(1)痱子粉或细石膏粉　(2)2×10－5 (3)4.3×10－10 15．(8分)晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体，现有一根铁晶，直径d＝1.60 μm，用F＝0.026 4 N的力恰好将它拉断，已知铁的密度ρ＝7.92 g·cm－3，铁的摩尔质量MA＝55.85×10－3 kg·mol－1，试估算拉断过程中Fe原子间作用力f。 解析　因原子力作用范围在10－10 m数量级，阻止拉断的原子力主要来自断开面上的所有原子对。当Fe晶上的拉力分摊到一对Fe原子上的力超过拉伸中的最大原子力时，Fe晶就被拉断，设Fe晶原子直径为D，则Fe晶原子体积为V＝π3， 又V＝， 代入数据得原子直径D≈2.82×10－10 m， 原子球的大圆面积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个数N＝＝3.2×107(个) 代入数据解得拉断过程中Fe原子间作用力f＝＝8.25×10－10 N。 答案　8.25×10－10 N 16．(10分)在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的水蒸气。已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为Mm，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为Vm。 (1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子热运动的平均动能的大小关系； (2)它们中各有多少水分子？ (3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离为多大？ 解析　(1)在标准状况下温度相同，所以分子热运动的平均动能相同。 (2)体积为V的水，质量为m＝ρV， 分子个数为n1＝NA＝NA。 对体积为V的水蒸气，分子个数为n2＝NA。 (3)设水中相邻的两个水分子之间的平均距离为d，将水分子视为球形，每个水分子的体积为＝， 分子间距等于分子直径d＝。 设水蒸气中相邻的两个水分子之间的距离为d′，将水分子占据的空间视为正方体，则d′＝。 答案　(1)相同　(2)NA　NA (3) 　 17．(12分)已知某种油的摩尔质量为0.1 kg/mol，密度为8×102 kg/m3，现取一滴体积为3×10－4 cm3的油滴，滴于水面上形成一层单分子油膜，测得油膜的面积为0.41 m2，试根据上述数据求出阿伏加德罗常数。(结果保留1位有效数字) 解析　由体积V＝Sd得 分子直径d＝＝ m≈7.3×10－10 m， 每个分子的体积 V0＝πd3＝×3.14×(7.3×10－10)3 m3≈2×10－28 m3， 由ρ＝， 得Vmol＝ m3/mol＝1.25×10－4 m3/mol， 故NA＝≈6×1023mol－1。 答案　6×1023mol－1 18．(16分)将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与分子间距离的关系图像如图所示。若质量为m＝1×10－26 kg的乙分子从r3(无穷远)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？ 解析　在乙分子靠近甲分子的过程中，分子力对乙先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增大。分子动能和分子势能之和不变。当速度为零时，分子势能最大。 Epm＝ΔEk减＝mv2＝×1×10－26×1002 J＝5×10－23 J。 答案　5×10－23 J 学科网（北京）股份有限公司 $$