第一章 分子动理论（单元测试 ）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第三册）

人教版新教材 物理选择性必修第三册 第一章《分子动理论》 单元测试 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 1、 单项选择题（本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求） 1.关于布朗运动，下列说法正确的是（　　） 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．布朗运动反映了固体分子永不停息的无规则运动 C．悬浮微粒越大，布朗运动越显著 D．液体温度越高，布朗运动越显著 2．下列关于气体的说法正确的是（    ） A．由于气体分子运动的无规则性，密闭容器的器壁在各个方向上受到的压强可能会不相等 B．气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大 C．一定质量的气体体积不变，气体分子的平均速率越大，气体的压强就越大 D．气体的分子数越多，气体的压强就越大 3．清晨，草叶上的露珠在阳光照射下变成水蒸气慢慢消失。这一物理过程中，水分子间的作用力性质及大小变化情况为（　　） A．引力，先增大后减小 B．斥力，减小 C．引力，增大 D．斥力，增大 4．一定量某种气体的质量为m，该气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m0和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（　　） A． B． C． D． 5．一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 6．下列选项不正确的是（　　） A．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈 B．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动 C．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 D．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 7．甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图中曲线所示，为斥力，为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（    ） A．乙分子从a到c一直加速 B．乙分子从a到b加速，从b到c减速 C．乙分子从a到c过程中，分子间的力先做正功后做负功 D．乙分子从a到c过程中，在b点动量最大 二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。) 8.如图所示的是做布朗运动小颗粒的运动路线记录的放大图。以小颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒的位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则小颗粒在第75s末时位置，以下叙述中正确的是（　　） A．一定在CD连线的中点 B．一定不在CD连线的中点 C．可能在CD连线上，但不一定在CD连线中点 D．可能在CD连线以外的某点上 9．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滴油的总体积为V，一滴油形成的单分子油膜面积为S，这种油的摩尔质量为M，密度为ρ，则每个油分子的直径D和阿伏伽德罗常量NA分别为(　　) A．D＝ B．D＝ C．NA＝ D．NA＝ 10．以下关于分子间相互作用力的说法中，正确的是（　　） A．当分子间的距离r=r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力 B．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力 C．分子a在分子力作用下从无穷远处趋近固定不动的分子b，当b对a的作用力为零时a的动能最大 D．当分子间的距离r=10−9 m时，分子间的作用力可以忽略不计 三、非选择题:共5小题,共57分。 11.（6分）（1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用标号表示）。 （2）用“油膜法”来粗略估测分子的大小，是通过一些科学的近似处理。以下这些处理属于科学近似的有： 。 A．把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜    B．把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子 C．将油酸溶于酒精，配制成油酸溶液                D．在水面上撒痱子粉 （3）实验中，用的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，再用滴管取油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为，则： ①估算出油酸分子的直径大小是 cm。 ②用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的 。 A．摩尔质量    B．摩尔体积    C．体积 12.（9分）某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径，实验主要步骤如下： ①向体积V油=5mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总=104mL； ②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n=50滴时，测得其体积恰好是V0=1mL； ③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上； 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，小方格的边长为L=2cm。 根据以上信息，回答下列问题： （1）一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 m3；油膜面积为 m2；油酸分子直径为 m；（以上结果均保留2位有效数字） （2）若油酸酒精溶液长时间静置，则最终的测量结果将偏 （选填“大”或“小”）；在计算1滴油酸酒精溶液的体积时，将1L溶液的滴数N误计为（N-1），则最终的测量结果将偏 （选填“大”或“小”）。 （3）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为 。 13.（12分）很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利用三氮化钠（）产生气体（假设都是）充入导热效果良好的气囊。已知氮气充入后安全气囊的容积为V，氮气密度为ρ，氮气的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，假设安全气囊充气前体积可忽略不计，求： （1）充气后，该气囊中氮气分子的总个数； （2）充气后，该气囊中氮气分子间的平均距离。 14.（12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。 15.（18分）拒绝烟草是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则。试估算一个高约2.8 m、占地面积约10 m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，在标准状况下，空气的摩尔体积为22.4×10－3 m3/mol，可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积，阿伏加德罗常数为NA＝6.02×1023 mol－1，求：(结果均保留两位有效数字，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300 cm3，一根烟大约吸10次) (1)估算被污染的空气分子间的平均距离； (2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 人教版新教材 物理选择性必修第三册 第一章《分子动理论》 单元测试 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 1、 单项选择题（本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求） 1.关于布朗运动，下列说法正确的是（　　） 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．布朗运动反映了固体分子永不停息的无规则运动 C．悬浮微粒越大，布朗运动越显著 D．液体温度越高，布朗运动越显著 【答案】D 【详解】A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，A错误； B．布朗运动反映的是液体（或气体）分子的无规则运动，B错误； C．布朗运动与悬浮微粒的大小有关，微粒越大，布朗运动越不明显，C错误； D．布朗运动与液体的温度有关，温度越高，布朗运动越显著，D正确。 故选D。 2．下列关于气体的说法正确的是（    ） A．由于气体分子运动的无规则性，密闭容器的器壁在各个方向上受到的压强可能会不相等 B．气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大 C．一定质量的气体体积不变，气体分子的平均速率越大，气体的压强就越大 D．气体的分子数越多，气体的压强就越大 【答案】C 【详解】A．气体分子一直做无规则运动，但是由于在某一时刻，向各个方向运动的概率相同，故气体在各个方向上对器壁的压强相等，选项A错误； B．温度升高时，气体分子的平均速率增大，但不是所有气体分子的速率都增大，选项B错误； C．体积不变，分子的平均速率越大，气体分子对器壁的平均作用力变大，则气体的压强越大，选项C正确； D．气体的压强由气体分子的数密度和平均速率共同决定，选项D错误。 故选C。 3．清晨，草叶上的露珠在阳光照射下变成水蒸气慢慢消失。这一物理过程中，水分子间的作用力性质及大小变化情况为（　　） A．引力，先增大后减小 B．斥力，减小 C．引力，增大 D．斥力，增大 【答案】A 【详解】液体表面分子间的距离略大于，故分子间的作用力表现为引力。草叶上的露珠在阳光照射下变成水蒸气，这一过程是蒸发过程，吸收热量，并且分子间距离增大，而分子间引力随着分子间距离的增大先增大后减小。 故选A。 4．一定量某种气体的质量为m，该气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m0和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．由于气体分子间的距离较大，所以气体分子的体积V0远小于摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，即，所以，故A错误； BC．阿伏加德罗常数等于气体的摩尔质量与气体分子质量之比，即，故B正确，C错误； D．气体密度与单个分子体积的乘积不等于单个气体分子的质量，故D错误。故选B。 5．一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 【答案】D 【详解】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。 6．下列选项不正确的是（　　） A．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈 B．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动 C．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 D．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 【答案】B 【详解】A．温度越高，分子热运动越剧烈，悬浮在液体中的颗粒越小，撞击越容易不平衡，则它的布朗运动就越显著（给人的感觉就是越剧烈），故A正确，不符合题意； B．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，间接证实了液体分子的无规则运动，B错误，符合题意； C．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，C正确，不符合题意； D．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，D正确，不符合题意。 故选B。 7．甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图中曲线所示，为斥力，为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（    ） A．乙分子从a到c一直加速 B．乙分子从a到b加速，从b到c减速 C．乙分子从a到c过程中，分子间的力先做正功后做负功 D．乙分子从a到c过程中，在b点动量最大 【答案】A 【详解】AB．由图可知，乙分子从a到c过程中一直受到引力作用，一直做加速运动，故A正确，B错误； C．乙分子从a到c过程中一直受到引力作用，引力一直做正功，故C错误； D．乙分子从a到c过程中，一直加速，故在c点速度最大动量最大，故D错误； 故选A。 二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。) 8.如图所示的是做布朗运动小颗粒的运动路线记录的放大图。以小颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒的位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则小颗粒在第75s末时位置，以下叙述中正确的是（　　） A．一定在CD连线的中点 B．一定不在CD连线的中点 C．可能在CD连线上，但不一定在CD连线中点 D．可能在CD连线以外的某点上 【答案】CD 【详解】布朗运动是无规则的运动，从颗粒运动到A点计时，每隔30s，记下颗粒的一个位置，其CD连线并不是小颗粒运动的轨迹，所以在75s末时，其所在位置不能在图中确定。故CD正确，AB错误。 故选CD。 9．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滴油的总体积为V，一滴油形成的单分子油膜面积为S，这种油的摩尔质量为M，密度为ρ，则每个油分子的直径D和阿伏伽德罗常量NA分别为(　　) A．D＝ B．D＝ C．NA＝ D．NA＝ 【答案】BD 【详解】根据题意，每一滴油的体积为，油膜厚度即油分子直径为D＝，A错误，B正确；将油分子看作球形，每一个油分子的体积V0＝＝，一个油分子的质量为m0＝ρV0＝，阿伏伽德罗常量为NA＝＝，故C错误，D正确。 10．以下关于分子间相互作用力的说法中，正确的是（　　） A．当分子间的距离r=r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力 B．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力 C．分子a在分子力作用下从无穷远处趋近固定不动的分子b，当b对a的作用力为零时a的动能最大 D．当分子间的距离r=10−9 m时，分子间的作用力可以忽略不计 【答案】CD 【详解】A．如图所示，分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离r=r0时，引力大小等于斥力，分子力的合力是零，A错误； B．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，分子间的作用力随分子间距离的增大而减小，斥力减小得更快，分子力表现为引力，B错误； C．分子a从无穷远处趋近固定不动的分子b时，分子力表现为引力，分子力做正功，分子动能增大，到达r=r0时分子力是零，若再靠近时，分子力表现为斥力，将做负功，分子动能减小，因此当a到达受b的作用力是零处时，a的动能最大，C正确； D．当分子间的距离r=10−9m 时，分子间的作用力十分微弱，可以忽略不计，D正确。 故选CD。 三、非选择题:共5小题,共57分。 11.（6分）（1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用标号表示）。 （2）用“油膜法”来粗略估测分子的大小，是通过一些科学的近似处理。以下这些处理属于科学近似的有： 。 A．把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜    B．把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子 C．将油酸溶于酒精，配制成油酸溶液                D．在水面上撒痱子粉 （3）实验中，用的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，再用滴管取油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为，则： ①估算出油酸分子的直径大小是 cm。 ②用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的 。 A．摩尔质量    B．摩尔体积    C．体积 【答案】 dacb ABD B 【详解】（1）[1] 操作过程是：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。所以从图来看顺序是：dacb （2）[2] A．把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜，是近似处理，A正确； B．把分子看成一个一个的球排列，是近似处理，B正确 C．这是稀释油酸，不是近似处理，C错误； D．撒痱子粉是为了使油酸的界面清楚，是近似处理，D正确。故选ABD。 （3）[3] 先求一滴油酸溶液中含有纯油酸的体积 所以分子直径 [4] 已知分子直径d，把分子看成球体，从而就能求出一个分子的体积 若还已知摩尔体积Vmol，则阿伏加德罗常数，故选B。 12.（9分）某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径，实验主要步骤如下： ①向体积V油=5mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总=104mL； ②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n=50滴时，测得其体积恰好是V0=1mL； ③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上； 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，小方格的边长为L=2cm。 根据以上信息，回答下列问题： （1）一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 m3；油膜面积为 m2；油酸分子直径为 m；（以上结果均保留2位有效数字） （2）若油酸酒精溶液长时间静置，则最终的测量结果将偏 （选填“大”或“小”）；在计算1滴油酸酒精溶液的体积时，将1L溶液的滴数N误计为（N-1），则最终的测量结果将偏 （选填“大”或“小”）。 （3）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为 。 【答案】 小 大 【详解】[1] 每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为 [2][3]由图可知，油膜的面积为 所以，估测出油酸分子的直径为 [4] 若油酸酒精溶液长时间静置，则浓度变大，最终得到的油膜的面积变大，可知测量值偏小。 [5] 在计算1滴油酸酒精溶液的体积时，将1L溶液的滴数N误计为（N-1），1滴纯油酸的体积算大，根据 最终的测量结果将偏大。 [6]油的摩尔体积为 阿伏加德罗常数为 解得 13.（12分）很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利用三氮化钠（）产生气体（假设都是）充入导热效果良好的气囊。已知氮气充入后安全气囊的容积为V，氮气密度为ρ，氮气的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，假设安全气囊充气前体积可忽略不计，求： （1）充气后，该气囊中氮气分子的总个数； （2）充气后，该气囊中氮气分子间的平均距离。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设氮气物质的量为n，则 该气囊中氮气分子的总个数 （2）每个氮气分子所占的空间 设氮气分子间的平均距离为d，则有 则该气囊中氮气分子间的平均距离 14.（12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。 【答案】(1)4×1022个　(2)3×10－9 m 【详解】(1)设氙气的物质的量为n，则n＝(3分) 氙气分子的总数： N＝NA＝×6×1023个≈4×1022个；(3分) (2)每个分子所占的空间为：V0＝(4分) 设分子间平均距离为a，则有：V0＝a3(2分) 则a＝＝ m≈3×10－9 m。(2分) 15.（18分）拒绝烟草是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则。试估算一个高约2.8 m、占地面积约10 m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟，在标准状况下，空气的摩尔体积为22.4×10－3 m3/mol，可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积，阿伏加德罗常数为NA＝6.02×1023 mol－1，求：(结果均保留两位有效数字，人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300 cm3，一根烟大约吸10次) (1)估算被污染的空气分子间的平均距离； (2)另一不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子。 【答案】(1)7.0×10－8 m　(2)8.7×1017个 【详解】(1)吸烟者一根烟吸入的总气体体积为 V＝10×300 cm3＝3 000 cm3(2分) 含有空气分子数为 n＝×6.02×1023个≈8.1×1022个(2分) 办公室单位体积内含有的被污染空气分子数为 个≈2.9×1021个(2分) 每个污染空气分子所占的空间体积为 V0＝ m3(2分) 分子间的平均距离 L＝≈7.0×10－8 m(2分) (2)不吸烟者一次呼吸吸入的被污染过的空气分子个数为 N＝＝＝8.7×1017个。(4分) 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$