第1章 分子动理论 单元学能测评-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练习册（人教版）

型雅点手册高中物理选择性必修第三册风) 单元学能测评 时间：75分钟 满分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共 4.(2025·安微合肥一中高二月考)分子势能随 40分.在每小题给出的四个选项中，第1~7 分子间距离变化的图像如图所示，规定两分子 题只有一项符合题目要求，第8~10题有多 相距无穷远时势能为0，现将分子A固定，将 项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但 分子B由无穷远处释放，仅考虑分子间作用 不全的得2分，有选错的得0分. 力，在分子间距由2到的过程中，下列说法 1.下列描述正确的是(). 正确的是( A巴 A,布朗运动说明悬浮在液体中的周体颗粒分 子永不停息地做无规则的运动 B.分子间同时存在引力和斥力，分子间距离小 于平衡位置时，分子力表现为斥力 A.分子B的动能一直增大 C.气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 B.分子B的加速度一直减小 D.布朗运动和扩散现象都是分子运动 C.分子间作用力始终表现为引力 2.(2025·湖北宜昌夷陵中学高二月考)随着现 D.分子间距为r2时分子间作用力为0 代工艺的提升，最薄的金箔比人的指甲还薄一 5.题中物理量除分子量（单位：g)外，其他物理量 百万倍，仅两个原子厚度.黄金的密度约为 均为国际单位制单位，水的分子量为，密度 2.0×101kg/m3,质量为0.1kg的黄金可以打 为ρ，阿伏加德罗常数为N,则水分子的直径 造金箔的最大面积约为(). 为( A.102m B.10m A.d求= 3mo 3/6mm×10- C.105m D.10°m VπoN B.d水 πoVa 3.(2025·江西南昌二中高二月考)如图所示，为 C.d*一N 3mX10☐ 3 3mo 某一定质量气体在不同温度下的速率分布图 TONA D.dk=√4rpNa 6.(2025·浙江杭州二中高二月考)一定质量的 像，下列说法中不正确的是( 某种理想气体，在0℃和100℃温度下气体分 4各速举区训的分子数 总分子数的百分比 子的运动速率分布曲线如图所示，结合图像， 下列说法正确的是( ). 各速率区可的分子数 .5分千数的百分比 分了的速率 0 100 A.均呈现“中间多、两头少”分布规律 B.图线①对应的温度比图线②的低 0246810102m·g9 C.温度升高，所有分子运动速率都在增大 A.100℃温度下的图像与横轴围成的面积等 D.两图线与横轴所围成的面积相等 于1 10 第-章分子动理论么 B.0℃温度下，低速率分子占比更小，气体分 9.(2025·山东潍坊一中高二月考)如图所示为 子的总动能更大 氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律 C.相同体积下，0℃的气体对应的气体压强 图像，图中实线1、2对应的温度分别为T1、 更大 T2,下列说法正确的是(. D.相同体积下，100℃的气体在单位时间内与 ◆各速率区川的分子数 片总分子数的白分比 容器壁单位面积碰撞的分子数更少 20 7.如图所示，有两个完全相同的圆柱形密闭容器 (容器容积恒定)，甲中恰好装满水，乙中充满 空气，则下列说法正确的是( 民好 A.T2高于T D B.T:时气体压强一定比Tz时气体压强小 C.两温度下，某一速率区间的分子数占比可能 相同 A.两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器 D.若将T、T:温度下的氧气混合，对应的分 壁而产生的 子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 B.两容器中器壁的压强都是由所装物质的重 10.甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴 力而产生的 上，甲、乙两分子间作用力与距离的函数图像 C.甲容器中pA>pB,乙容器中pe=p 如图所示，现把乙分子从处由静止释放，下 D.不考虑液体热膨胀，当温度升高时，PA、PB 列说法正确的是( 变大，pcpp也变大 斥力 8.(2025·湖北黄冈中学高二月考)下列关于容 器内一定质量的气体说法中正确的是(). A.气体压强是由于气体分子无规则运动撞击 引力 器壁而产生的 A.乙分子从到1的过程中，两分子间的作 B.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧 用力先增大后减小 烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器 B.乙分子从r3到r1先加速后减速 壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大 C.乙分子从到r1的过程中，分子力对乙分 C.气体的体积变小时，单位体积的分子数增 子一直做正功 多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子 D.乙分子从到的过程中，两分子间的分 数增多，从而气体的压强一定增大 子势能先减小后增大 D.气体的温度越高，气体的体积越小时，气体 二.非选择题：本题共5小题，60分 的压强越大 11.(8分)(2025·湖南师大附中高二阶段练习) 11 重雅手细高中物理选择性必修第三册) “用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及 示，图中正方形格的边长为1cm,则可求得： 步骤如下： (1)本实验体现的物理思想方法为 A.控制变量法 B.理想化模型 ①向体积V=1ml.的油酸中加酒精，直至 C.极限思想法 D.整体法与隔离法 总量达到Va=500ml. (2)油酸分子的直径是 m(结果保留 ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液， 2位有效数字). 把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴人n= (3)某次实验时，该小组四个同学都发生了一 100滴时，测得其体积恰好是V。=1ml. 个操作错误，导致最后所测分子直径偏大 ③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm 的是 深的水，然后将。均匀地撒在水 A.甲同学在计算注射器滴出的每一滴油 面上 酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个 ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液， 注射器取一溶液滴在水面上，这个拿错 待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的 的注射器的针管比原来的粗 玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油 B.乙同学用注射器测得80滴油酸酒精的 酸膜的形状。 溶液为1mL.,不小心错记录为81滴 ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸 C.丙同学计算油膜面积时，把凡是半格左 上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个 数N=115格，小方格的边长a=20mm. 右的油膜都算成了一格 D.丁同学在配制油酸酒精溶液时，不小心 根据以上信息，回答下列问题： (1)步骤③中应填写： 把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液 (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V' 的实际浓度比计算值小了 mL;油酸薄膜的面积S约为 (4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和 mm:油酸分子的直径d约为 阿伏加德罗常数.如果已知体积为V的一 m.(结果均保留2位有效数字) 滴油在水面上散开形成的单分子油膜的 12.(8分)在“用油膜法估测分子大小”的实验中， 面积为S,这种油的密度为，摩尔质量为 所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL M,则阿伏加德罗常数的表达式为 溶液中有纯油酸0.5mL,用注射器测得 13.(12分)一滴露珠的体积是1.8×103cm, 1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入 已知水的密度是1.0×103kg/m3,摩尔质量 盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待水面稳定后， 是18g/mol,阿伏加德罗常数N=6.0× 得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所 103mol-.求： 12 第一章分子动理论么超 (1)水的摩尔体积是多少？ 15.(17分)(2025·安徽师大附中高二月考)某一 (2)若露珠在树叶上每分钟蒸发4.0×108个水 体积为V的密封容器，充入密度为ρ、摩尔质量 分子，则这一滴露珠需要多少分钟蒸发完？ 为M的理想气体，阿伏加德罗常数为N: (1)求该容器中气体分子的总个数。 (2)求分子中心间的平均距离 (3)现将这部分气体压缩成液体，体积变为 V。,求分子直径大小（将液体分子视为球 体模型). 14.(15分)由于地球引力的作用，大气被“吸”向 地球，因而产生了压力，测得地面表面大气压 强为p,空气分子之间的平均距离为d,空气 的平均摩尔质量为M.已知地球大气层的厚 度远小于地球的半径R,阿伏加德罗常数为 NA,重力加速度大小为g.求： (1)空气分子的平均密度0. (2)空气分子的总数n. (3)大气层的厚度h. 13练习册参考答案与解析收组 论两个分子之间的距离多大，分子之间既存在斥力，又 B正确：气体压强是气体分子无规则运动的宏观表现， 存在引力，B错误：乙分子从到n所受的分子力（表 故C错误：布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，不是颗 现为引力)先增大后减小，根据牛顿第二定律，乙分子 粒分子的无规则运动，扩散现象是由分子的无规则运 做加速度先增大后减小的加速运动，乙分子从2到一 动形成的，故D错误 所受的分子力（表现为斥力）一直增大，根据牛顿第二 2.B【解析】设金原子的直径为d,则打造金箔的厚度 定律，乙分子做加速度增大的减速运动，C正确：根据 分子势能图线可知，乙分子从”：到户的过程中，分子 小一2那么金箔的面积S=名，而金箱的体积V=四 势能一直减小，在？位置时分子势能最小，D错误. 如果考虑分子间的间歌，那么S<岩-品 2.AD【解析】因为在r=m时分子力为0，此时分子势 能最小，不为0，可知题图甲为分子力随分子间距离变 2X2.0X10×10而m=2.5×10°m,最接近于B选 0.1 化的图像，题图乙为分子势能随分子间距离变化的图 项，故A、C、D错误，B正确. 像，A正确，B错误：由题图甲可知，当分子间距离从0 3.C【解析】同一温度下，中等速率的气体分子数所占的 开始逐渐变大时，分子力先减小后增大再减小，C错 比例大，即气体分子的速率分布呈现“中间多、两头少” 误：<%时，分子间的斥力和引力都随分子间距离的 的分布规律，故A正确：图线②中速率大的分子所占的 增大而减小，但斥力减小得更快，D正确。 比例较大，则说明图线②对应的平均动能较大，故图线 3.D【解析】由题图乙可知，B分子在x<过程中做加 ②对应的温度较高，故B正确：温度升高使得气体分子 速运动，说明开始时分子间的作用力为斥力，在1处 的平均速率增大，不一定每一个气体分子的速率都增 速度最大，加速度为0，即分子间的作用力为0，根据运 大，故C错误：在两种不同情况下，各速率区间的分子 动的对称性可知，此时A、B分子间的距离为2，故 数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线和横 A、B错误：由题图乙可知，两分子运动到无穷远处的速 轴所围面积都应该等于1，故两条曲线与横轴所围的面 度为，在无穷远处的总动能为2X号m明=m,由 积相等，故D正确。 4.D【解析】由题图可知，在两分子间的距离由n到 题意可知，无穷远处系统的分子势能为0，则由能量守 的过程中，分子势能增大，结合能量守恒定律可知分子 恒可知，释放A,B分子时系统的分子势能为v,故C B的动能减小，故A错误：由题图可知，n处分子势能 错误：由能量守恒可知，当两分子速度最大即动能最大 最小，根据分子力与分子势能的关系可知n处的分子 时，分子势能最小，则系统的最小分子势能为E= 间距为平衡位置，引力与斥力相等，即分子之间的作用 mi-2X空mi=m一mi,故D正确， 力等于0，所以由2到门的过程中，分子间作用力表 4.A【解析】温度是分子平均动能的标志，中氨气的温 现为分子斥力且增大，所以分子的加速度一直增大，故 度高于b中氢气的温度，则a中氮气分子的平均动能 B,C错误，D正确 一定大于b中氮气分子的平均动能，但并不是a中每 5.B【解析】水的摩尔体积V体=mX10心，水分子 个氮气分子的动能都比b中氮气分子的大，A正确， B错误：a中氢气的压强低于b中氢气的压强，说明a中 可看作球形则V:=青（修）小，又从-学，解得 氮气分子间的距离较大，C错误：由于a、b中氦气分子 /6mX10 的具体数目未知，则a中氢气的内能不一定大于b中氦 直径d√PNA,所以B正确A,CD错误。 气的内能，D错误 6.A【解析】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 单元学能测评 终的结果都等于1.故A正确：100℃温度下，低速率分 1.B【解析】布朗运动是液体中固体颗粒的运动，反映的 子占比更小，气体分子的总动能更大，故B错误：相同 是液体分子永不停息的无规侧运动，故A错误：分子间 体积下，100℃的气体对应的气体压强更大，故C错 同时存在引力和斥力，当分子间距离=%时，引力与 误：相同体积下，气体分子数密度相同，温度高时分子 斥力大小相等，分子间距小于%时，引力和斥力同时 的平均速率大，则气体在100℃时单位时间内与容器 增大，但是斥力增大得快，所以分子力表现为斥力，故 单位面积碰撞的分子数比0℃时多，故D错误， 重难点手册高中物理选择性必修第三册？) 7.C【解析】甲容器压强产生的原因是水受到重力的作 20mm×20mm=4.6×10'mm,油酸分子的直径为 用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A,B错 V d S =4.3×100m. 误：水的压强p=gh,h>hn,可知p>p,而密闭容 器中气体压强各处均相等，与位置无关，一如，C正 12.(1B(2)8.8X10n(3)D()6Mg rov 确：由于压强成因不同，故温度升高时pA、P:不变，而 【解析】(1)本实验中，需要将在水而上形成的油膜看 pp变大，D错误， 成单分子油膜，并将油酸分子理想化为紧密排列的球 8。AD【解析】气体压强是由气体分子无规则运动撞击 体，从而所计算的油膜的厚度即为油酸分子的直径， 器壁而产生的，选项A正确：气体的温度升高时，分子 因此，本实验体现的物理思想方法为理想化模型，故 的热运动变得烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时 B正确，A、C、D错误.(2)根据题已知条件可得油酸的 对器壁的作用力增大，但是如果气体体积变大，气体数 0.5 5×10-·,则一滴该油酸酒精 密度诚小，气体对器壁的碰撞次数减小，则气体的压强 体积浓度为？一1000 不一定增大，选项B错误：气体的体积变小时，单位体 溶液中油酸的体积为V。=0×5×10ml.=6.25》 积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的 10ml=6.25×101m3,对形成的油膜面积进行 分子数增多，但是如果气体温度降低，气体分子平均动 估算，不足半格的舍去，大于等于半格的记为一格，估 能减小，对器壁的碰撞力减小，则气体的压强不一定增 算可得油膜面积为S=71×1×10·m=7.1×10m, 大，选项C错误：根据兴=C可知，气体的温度越高， 则油膜分子的直径为d= 9-825×10 7.1X107m= 气体的体积越小时，气体的压强越大，选项D正确. 8.8×10~0m.(3)拿错的注射器的针管比原来的粗， 9.AC【解析】温度越高，分子热运动越激烈，速率大的 则滴出的一滴酒精油酸溶液的体积将偏大，即所含油 分子所占的比例大，由题图可知曲线2速率大的分子 酸的体积偏大，而计算过程中所用体积数据比实际 所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大，所 小，因此测量得到的油酸分子的直径将偏小，故A错 以T:高于T,故A正确：温度高只能说明气体分子的 误；乙同学用注射器测得80滴油酸酒精溶液的体积 平均动能大，但气体的压强不一定大，还与气体分子的 为1mL,不小心错记为81滴，则所得一滴酒精油酸 数目等因素有关，故T时气体压强不一定比T,时气 溶液的体积将偏小，从而使油酸的体积偏小，最终导 体压强小，故B错误；T、了温度下，实线1、2相交于 致所测分子直径偏小，故B错误：丙同学计算油膜面 一点，即该速率区间的分子数占比相同，故C正确：将 积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则计算 T、T温度下的氧气混合后，温度不会比工的温度更 出的油膜面积偏大，从而导致所测油酸分子直径偏 低，故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的 小，故C错误：不小心把酒精多倒了一点，导致油酸酒 虚线，故D错误 精溶液的实际浓度比计算值小了，则计算使用油酸的 10.AC【解析】根据题图可知，为平衡位置，即分子力 体积将偏大·从而导致所测油酸分子直径偏大，故D 为0，乙分子从到n的过程中，分子力先增大后减 小，且始终表现为引力，可知乙分子的加速度先增大 正确，()球状分子的体积V=名，面根据已知条 后减小，且始终做加速运动，到达片时速度达到最 件可得d占分子的质量m=pV,阿伏加德罗常数 大，故A正确，B错误：乙分子从n到n的过程中，分 子力始终表现为引力，分子力对乙始终做正功，两分 为N=4-6Ms m 子间的分子势能始终减小，故C正确，D错误， 18×10-3 11.(1)类身粉(2)2×105,4.6×10：4.3×10m I3.(1)水的摩尔体积为V= p 1.0X10m3/mol= 【解析】1)为了显示水分子油膜的形状，需要在水面 1.8×10-3m/mol. 上撤爽身粉.(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 (②》一滴露珠中含有的水分子总数为n=微N V-VxV-1x 1 n×V2-00×0ml.=2×10iml,根据大 1.0×10×L.8X102×6.0×102个=6.0×10"个， 18×10- 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，故面积为S=115× 则这一滴露珠蒸发完所用时间为1一4,0X10严min 6 练习册参考答案与解析收组 6.0×109 4.0X10 min=15 min. 21+273.15K,对应的热力学温度升高了t,故D错误. 3.C【解析】状态参量是描述系统状态的物理量，与系统 14.(1)每个分子占据一个边长为d的小立方体，各小立 是否处于平衡态无关，且系统状态变化时，各个状态参 方体紧密排列，设空气的摩尔体积为V,则有V 量不一定都改变，A、B错误：处于热传递过程中的两系 Np-兴解得pFN M 统因温度不同发生热传递，最终两系统温度相同，所以 (2)设大气层中气体的质量为m,地球的表面积为S, 它们组成的系统处于非平衡态，C正确：将0℃的冰水 由大气压强产生的原因可知S=4πR,mg一，S,n 混合物放入1℃的环境中，其温度、压强、体积都会变 n心，解得e心 化，冰水混合物处于非平衡态，D错误， Mg 4.℃【解析】由于两个系统原来处于热平衡状态，故温 (3)由于地球大气层的厚度远小于地球的半径，所以 度相同，升高相同的湛度后，温度仍相同，仍处于热平 有S=心P,解得小=世 衡状态，A错误，B正确：由于温度发生了变化，系统的 Mg 状态也发生了变化，C正确，D错误. 15.(1)气体的质量m=V,气体分子的总个数V=VA= 【综合提能练】 MVA-MVA L.B【解析】处于热平衡的两个物体的温度相等，因此分 (2)气体的摩尔体积V=M,每个气体分子平均占 子平均动能相等，但内能不一定相同，故A错误，B正 确：系统内各部分状态参量，包括温度、压强、体积等， 有的空间体积一长总，设气体分子何平均距 能够达到稳定的状态叫作平衡态，是热力学范畴，当系 统所受合外力不为0时，只要系统内各部分状态参量 M 离为a,则有V=2,则a==√，分子中心 能够达到稳定的状态，也能处于平衡态，故C错误：处 何的平均距离√区 于平衡态的系统内分子的平均动能不变，但分子的热 运动是无规则的，并不是所有分子的动能都相同，故D (3)该部分气体压缩成液体，分子个数不变，设每个液 错误 体分子的体积为M,则N=长，又V=专，联立 2.A【解析】物体的内能与物体的温度、体积以及物质的 量都有关，则温度高的物休不一定比温度低的物体内 6V M 解得d=2r=√oN 能大，两个不同的物体，温度和体积相同，内能不一定 相同，A正确，B错误：因同温度的冰化成同温度的水 第二章气体、固体和液体 要吸收热量，则质量和温度相同的水的内能大于冰的 第1节温度和温标 内能，C错误：温度是大量分子平均动能的标志，两个 【基础过关练】 动能不同的分子不能比较温度，D错误 1.B【解析】当温度计的液泡与被测物体紧密接触时，如 3.AB【解析】两系统达到热平衡时，两系统温度一定相 果两者的温度有差异，它们之间就会发生热传递，高温 同，A正确：A与C达到热平衡，TA=Te,B与C也达 物体将向低温物体传热，最终使二者的温度达到相同， 到热平衡，T#=Te,所以T=T#,A与B也处于热平 即达到热平衡，A,D正确：两个物体的温度相同时，不 衡，B正确：A、B各自处于平衡态，但A,B接触可能需 会发生热传递，B错误：若a与b,c分别达到热平衡，三 要一段时间才能达到热平衡，平衡态不等于热平衡，C 者温度一定相同，则、c之间也达到了热平衡，C正确。 错误：乙与丙达到新的热平衡时，其各状态参量发生了 2.C【解析】根据热力学温度与摄氏温度关系可知T 变化，不再与甲热平衡，D错误 1+273.15K=(27+273.15)K=300.15K,故A错 第2节气体的等温变化 误：因为绝对零度不能达到，故热力学温度不可能取负 【基础过关练】 值，而摄氏温度可以取负值，故B错误：由热力学温度 L,D【解析】由题图可知pm十h=pA,可得pm=pA一 与摄氏温度关系式T=1+273.15K,可知△T-1,所 h:,又p十h:=p,联立可得pB=一h1一h:,故D正 以温度变化1℃，也就是温度变化1K,故C正确：温 确，A.BC错误. 度由t升至24，初态温度为1+273.15K,末态温度为2.A【解析】初状态p,=(76+2)cmHg=78cmHg, >