章末综合检测(1) 分子动理论（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

章末综合检测(一)　分子动理论 (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．(2024·山东潍坊高二期末)下列说法正确的是(　　) A．用手拉铁棒两端时，分子间只存在引力而不存在斥力 B．在天宫空间站的梦天实验室中，扩散现象不可能发生 C．花粉颗粒悬浮在液体中，颗粒越大撞击它的分子个数越多，布朗运动越明显 D．两分子间距离变化时，存在分子势能增大而分子间的作用力减小的过程 D　解析：用手拉铁棒两端时，分子间同时存在引力和斥力，A错误；扩散现象是分子做无规则运动产生的结果，与重力无关，因此在天宫空间站的梦天实验室中，扩散现象仍会产生，B错误；花粉颗粒悬浮在液体中，颗粒越大撞击它的分子个数越多，越容易达到平衡，布朗运动越不明显，C错误；当分子间的距离在平衡位置时，随两分子间距离增大，存在分子势能增大而分子间的作用力减小的过程，D正确。 2．关于气体分子运动的特点，下列说法错误的是(　　) A．由于气体分子间距离较大，所以气体很容易被压缩 B．气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间内自由运动 C．由于气体分子间的距离较大，所以气体分子间根本不存在相互作用 D．气体分子间除相互碰撞外，相互作用很小 C　解析：气体分子间距离大，相互作用的引力和斥力很微弱，气体很容易被压缩，气体分子可以在空间自由运动，A、B正确；气体分子间不是没有相互作用，而是很小，C错误，D正确。 3．在显微镜下观察稀释了的墨汁，将会看到(　　) A．水分子无规则运动的情况 B．炭颗粒无规则运动的情况 C．炭分子无规则运动的情况 D．水分子和炭颗粒无规则运动的情况 B　解析：在显微镜下观察稀释了的墨汁，将会看到炭颗粒无规则运动的情况，B正确；显微镜下观察不到分子，A、C、D错误。 4．已知阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是(　　) A．若油酸的摩尔质量为M，一个油酸分子的质量m＝ B．若油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，一个油酸分子的直径d＝ C．若某种气体的摩尔质量为M，密度为ρ，该气体分子间平均距离d＝ D．若某种气体的摩尔体积为V，单位体积内含有气体分子的个数n＝ C　解析：若油酸的摩尔质量为M，一个油酸分子的质量m＝，A错误；由于油酸分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则一个油酸分子的体积V0＝＝，将油酸分子看成立方体，立方体的边长等于分子直径，则得V0＝d3，解得d＝，B错误；由于气体分子间距很大，所以一个分子所占的空间V＝，则分子间平均距离d＝，C正确；某种气体的摩尔体积为V，单位体积气体的摩尔数为n0＝，则含有气体分子的个数n＝，D错误。 5．(2024·海南儋州高二期末)分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图像如图甲、乙所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。下列说法正确的是(　　) A．乙图像为分子势能与分子间距离的关系图像 B．当r＝r0时，分子势能为零 C．随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大 D．随着分子间距离的增大，分子势能先增大后减小 A　解析：当r＝r0时，F＝0，Ep最小。所以甲图是分子力与分子间距离的关系图像，乙图是分子势能与分子间距离的关系图像，A正确；如乙图所示，当r＝r0时，分子势能为负值，不为零，B错误；如甲图所示，随着分子间距离的增大，分子力先减小为零后增大再减小，C错误；如乙图所示，随着分子间距离的增大，分子势能先减小后增大，D错误。 6．一定量的气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横轴表示分子速率，纵轴表示单位速率间隔的分子数占总分子的百分比，从图中可得(　　) A．温度升高，曲线峰值向左移动 B．实线对应的温度较高 C．虚线对应的分子平均动能较大 D．与实线相比，虚线对应的速率在300～400 m/s间隔内的分子数较少 B　解析：根据分子速率分布的特点知，温度越高，速率大的分子占的比例越大，可知温度升高，曲线峰值向右移动，实线对应的温度较高，A错误，B正确；题图中实线对应的温度高，则实线对应的分子平均速率较大，分子平均动能较大，C错误；由题图可知，与实线相比，虚线对应的速率在300～400 m/s间隔内的分子数较多，D错误。 7．关于气体的压强，下列说法中正确的是(　　) A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 B．气体分子的平均速率减小，气体的压强一定减小 C．气体的压强是由大量气体分子频繁撞击器壁产生的 D．当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零 C　解析：气体的压强是由大量气体分子频繁撞击器壁产生的，A错误，C正确；气体分子的平均速率减小，若气体体积减小，气体的压强不一定减小，B错误；当某一容器自由下落时，容器中气体分子的运动不受影响，气体的压强不为零，D错误。 8．(2024·浙江杭州高二期末)关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是(　　) A．显微镜下可以观察到煤油中的小粒灰尘的布朗运动，这说明灰尘分子在做无规则运动 B．温度升高，所有分子的运动速率都变大 C．一定质量的水变成水蒸气，分子间距增大，分子势能增大 D．气体压强越大，气体分子间的斥力越大 C　解析：在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动，A错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能一定越大，但不是所有分子的运动速率都变大，B错误；一定质量的水变成水蒸气，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，C正确；气体压强越大，并不是气体分子间斥力越大，因为气体分子间的斥力可以忽略，D错误。 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．关于温度和内能，下列说法正确的是(　　) A．分子质量不同的物质如果温度相同，物体分子的平均动能就相同 B．物体的内能变化时，它的温度不一定改变 C．同种物质，温度高的内能肯定比温度低的内能大 D．物体的内能等于物体的势能和动能的总和 AB　解析：温度是物体分子平均动能的标志，只要温度相同，物体分子的平均动能就相同，A正确；内能是物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和，宏观上与物质的量、物体的温度及体积有关，所以物体的内能变化，温度不一定改变，B正确，C、D错误。 10．下列说法正确的是(　　) A．只要知道标准状况下气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以计算出气体分子的体积 B．随着分子间距离的增大，分子间引力增大，斥力减小，分子势能一直减小 C．温度高的物体内能不一定大，但分子的平均动能一定大 D．热现象的微观理论认为，构成物体的各个分子的运动是无规则的，带有偶然性的，但大量分子的运动却有一定的规律 CD　解析：气体分子的间距很大，标准状况下气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值是单个分子平均所占有的空间，A错误；随着分子间距离的增大，分子间引力减小，斥力也减小，在r<r0时，分子势能随着分子间距离的增大而减小，在r>r0时，分子势能随着分子间距离的增大而增大，B错误；由分子动理论可知，分子内能与分子的数量、分子的平均动能、分子势能有关，温度是分子平均动能大小的标志，温度高说明分子的平均动能大，内能不一定大，C正确；单个分子做无规则的热运动，但大量分子的运动具有统计规律，D正确。 11．下列有关热现象和热规律的说法正确的是(　　) A．“酒香不怕巷子深”“花香扑鼻”与分子热运动有关 B．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有空隙的缘故 C．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 D．用打气筒给自行车充气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力 AC　解析：“酒好不怕巷子深”“花香扑鼻”与分子热运动有关，A正确；用手捏面包，面包的体积缩小了，是将面包里的部分空气挤压出来了，不是因为分子间有间隙，B错误；根据统计规律可知，同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，C正确；用打气筒给自行车充气，越打越费劲，是因为气体压强增大，并非说明气体分子之间有斥力，D错误。 12．(2024·海南省直辖县级单位高三检测)分子力与分子间距离的关系图像如图所示，图中r0为分子斥力和引力平衡时两个分子间的距离，规定两分子间距离为无限远时分子势能为0，下列说法正确的是(　　) A．随着分子间距的增大，分子间引力和斥力都在减小，但斥力减小得更快 B．两个分子从间距大于10r0的位置逐渐靠近至很难再靠近的位置，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大 C．分子间距离从r0增大到无限远的过程中，分子势能先增大后减小 D．将一分子固定，另一分子从间距为5r0(5r0>r1)的位置由静止释放，运动至间距为r0的位置的过程中，该分子先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动 AD　解析：随着分子间距的增大，分子间引力和斥力都在减小，但斥力减小得更快，A正确；两个分子从间距大于10r0的位置逐渐靠近至很难再靠近的位置，分子力先增加后减小再增加，其分子势能先减小后增加，B错误；分子间作用力和分子势能之间的关系如图甲、乙所示，分子间距离从r0增大到无限远的过程中，分子势能增加，直至为零，C错误；将一分子固定，另一分子从间距为5r0(5r0>r1)的位置由静止释放，分子在运动至间距为r0的位置的过程中，分子力表现为引力，且先增加后减小，由牛顿第二定律有F＝ma，所以加速度大小先增加后减小，所以该分子先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，D正确。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13．(6分)在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中： (1)体积为10 cm3的油滴，滴在水面上展开形成单分子油膜，则油膜面积的数量级为________。 A．109 cm2 B．106 cm2 C．104 cm2 D．102 cm2 (2)将酒精加入1 cm3的油酸中制成200 cm3的油酸酒精溶液。已知1 cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精蒸发，油酸在水面上形成单分子油膜，已测得油膜层的面积为0.2 m2，由此可以估测油酸分子的直径为________cm。 答案：(1)A　(2)5×10－8 解析：(1)单分子油膜的厚度等于分子的直径，为d＝＝10－10 m 所以S＝＝ m2＝105 m2＝109 cm2，A正确。 (2)1滴油酸酒精溶液中油酸的体积为 V0＝ cm3＝1×10－4 cm3＝1×10－10 m3 油酸分子的直径为d＝＝ m＝5×10－10 m＝5×10－8 cm。 14．(10分)(2024·江苏南京高二检测)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①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； ②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爽身粉均匀地撒在水面上； 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，记下量筒内一定体积时的总滴数，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。 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是④________；(填写步骤前面的数字) (2)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列，体现的物理思想方法为________； A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想化模型法 (3)甲组同学在实验时，滴下油酸溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的原因可能是________； A．盆中装的水量太多 B．爽身粉撒得太多，且厚度不均匀 C．盆太小，导致油酸无法形成单分子层 (4)乙组同学将1 mL的油酸溶于酒精，制成1 000 mL的油酸酒精溶液；测得0.5 mL的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是135 cm2。由此估算出油酸分子的直径为________m；(保留2位有效数字) (5)丙组同学在实验中，在求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液滴数少计了5滴，计算出的分子直径________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 答案：(1)②①⑤③　(2)C　(3)B　(4)7.4×10－10　(5)偏大 解析：(1)实验操作时要在浅盘放水、爽身粉，为油膜形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜面积，计算油膜厚度(即油酸分子直径)，所以接下来的步骤是②①⑤③。 (2)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列，体现的物理思想方法为理想化模型法，C正确。 (3)滴下油酸溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的原因可能是爽身粉撒得太多，且厚度不均匀，而盆中装的水量太多或者盆太小，导致油酸无法形成单分子层，都不会形成“锯齿”边沿，B正确。 (4)一滴油酸酒精溶液的体积为 V＝× cm3＝1×10－5 cm3 则油酸分子的直径为 d＝＝≈7.4×10－10 m。 (5)丙组同学在实验中，在求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液滴数少计了5滴，则油酸的体积偏大，计算出的分子直径偏大。 15．(10分)假设在某材料表面镀银，镀层厚度为d，银的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，求： (1)银原子的直径D； (2)在面积为S的表面上共镀有银原子的数目N。 答案：(1)　(2)NA 解析：(1)银原子的体积V0＝＝ 又V0＝πD3 解得银原子的直径D＝。 (2)在面积为S的表面上共镀有银原子的数目N＝NA＝NA。 16．(10分)为保证环境和生态平衡，在各种生产活动中都应严禁污染水源。在某一水库中，一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶，速度为8 m/s，导致油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油处共用时t＝1.5 min。测量时，漏出的油已在水面上形成宽约为a＝100 m的长方形厚油层。已知快艇匀速运动，漏出油的体积V＝1.44×10－3 m3，求： (1)该厚油层的平均厚度D； (2)该厚油层的厚度D约为分子直径d的多少倍。(已知油分子的直径约为10－10 m) 答案：(1)2×10－8 m　(2)200 解析：(1)油层长度L＝vt＝8×90 m＝720 m 则油层厚度D＝＝ m＝2×10－8 m。 (2)n＝＝＝200。 17．(10分)2024年5月3日，嫦娥六号探测器成功着陆月背南极—艾特肯盆地的预选着陆区，6月4日，嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，成功采集月球背面样品1935.3克。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，阿伏加德罗常数为NA(均为国际单位)，求： (1)每个氦­3分子的质量m0； (2)嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦­3分子的总个数。 答案：(1)　(2) 解析：(1)每个氦­3分子的质量为m0＝。 (2)每千克月球土壤中含有质量为m的氦­3，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＝NA＝。 18．(14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M，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为Vmol，求： (1)标准状况下水分子与水蒸气分子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。 答案：(1)相同　(2)NA　NA (3)　 解析：(1)由于在标准状况下水和水蒸气的温度相同，所以分子的平均动能相同。 (2)体积为V的水，质量为m＝ρV 分子个数为n1＝NA＝NA 体积为V的水蒸气，分子个数为n＝NA。 (3)将水分子视为球形模型，则两个水分子间距离为分子的直径。一个水分子的体积为V0＝＝ 设水分子的平均直径为d1 则d1＝＝ 设两个水蒸气分子间的平均距离为d2，将气体分子占据空间视为立方体模型，则两个分子间的平均距离为 d2＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$