第一章 分子动理论 （单元测试 ·提升卷）物理人教版选择性必修第三册

………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元检测卷 第一章·素养提升 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．图（a）和图（b）是关于布朗运动和扩散现象的两幅图，下列叙述正确的是（　　） A．扩散现象的快慢仅和温度有关 B．扩散现象的成因是分子间存在斥力 C．图（a）说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的 D．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 2．双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 3．以下说法正确的是（　　） A．随风而起的沙尘在空中所做的运动是布朗运动 B．夏季来临，气温升高，周围所有空气分子热运动都更剧烈 C．无人机表演时，随着无人机高度的上升，其内能必然增加 D．中国空间站在太空中视为完全失重状态，舱内气体对内壁仍有压强 4．下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法不正确的是（　　） A．甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移 B．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 C．乙图为某气体在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在0℃时的情形 D．乙图中图像与横轴所围面积为1 5．用如图所示装置模拟气体压强产生及变化的机理。从台秤上方20cm或30cm两个不同高度，均匀连续把豆粒较快或较慢地倒在秤盘上，观察各种情况下指针摆动情况。下列说法正确的是（　　） A．台秤显示的示数是落在台秤上豆粒的重力 B．均匀连续地把豆粒倒在台秤上时，台秤指针会不断来回摆动 C．把豆粒分别从两不同高度较快倒在台秤上，可模拟气体的等压变化 D．把豆粒从相同高度分别较快或较慢倒在台秤上，可模拟气体的等温变化 6．下列各图为教材中图像的简化示意图，则（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭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F>0，即表现为引力 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 7．某密封钢瓶的体积为V，内装有密度为ρ的氮气，已知氮气的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，则下列说法正确的是（　　） A．钢瓶中氮气的物质的量为 B．钢瓶中氮气的分子数为 C．每个氮气分子的质量为 D．只要知道氮气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出氮气的分子体积 8．某人用“超级显微镜”观察高真空度的空间，发现有一对分子A和B环绕一个共同的“中心”旋转，从而形成一个“类双星”体系，并且发现此“中心”离A分子较近，这两个分子之间的距离用r表示。已知当时，两分子间的分子力为零，则在上述“类双星”体系中，对A、B两分子有（　　） A．间距 B．间距 C．A的质量大于B的质量 D．A的速率大于B的速率 9．图为A、B两分子间的作用力随分子间距的变化规律，表示分子间作用力表现为斥力，表示分子间作用力表现为引力。现将A分子固定在坐标原点，分子从轴上距坐标原点为的位置静止释放，仅考虑分子间作用力，取时分子势能为0，关于分子的动能和势能随坐标的变化规律，下面图像正确的是（　　） A． B． C． D． 10．建设大桥的过程中需要将重达千余吨的钢梁用钢索从水中吊起，为了探究在吊起钢梁过程中钢索的拉力变化，某研究小组做了模拟实验：在始终保持钢板水平的情况下，将钢板用轻绳从水下缓慢吊起，如图甲所示。在该过程中细绳拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．钢板在水面以下时的浮力约为2.0N B．在吊起钢板的过程中，钢板所受的拉力始终大于钢板的重力 C．图乙中拉力F最大能到38.5N的原因是浮力消失 D．图乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子与钢板分子之间存在引力 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共15分。 11．（6分）甲、乙两小组按如下步骤完成“用油膜法估测油酸分子大小”的实验。 （1）将体积为的纯油酸溶于酒精，配制成体积为的油酸酒精溶液。 （2）用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器的刻度读出该段溶液的总体积为，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数为。该步骤体现的物理思想方法是 ； A．累积法    B．控制变量法    C．等效替代法 （3）在浅盘内盛水，将痱子粉撒在水面上，用注射器向水面滴入1滴油酸酒精溶液，待油膜稳定后，甲、乙两组同学得到的油膜轮廓分别如图所示。对比两个图样，你认为哪组的操作方式较规范？请分别说明两个图样的形成原因 ； （4）将带有方格坐标的玻璃板轻放在操作方式较规范的那个浅盘上，用彩笔描绘出油膜轮廓，坐标纸方格边长为，数出轮廓内有效方格数为，可计算得出油酸薄膜的面积 ，油酸分子的直径 （用、、、、、表示）； （5）操作方式不规范，会对测量结果产生较大误差。现利用另一组油膜图样进行测量与计算，得到油酸分子直径的测量值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 12．（9分）科学研究中，科学家经常通过宏观世界中某些事物遵循的规律来类比研究微观世界。 (1)我们都知道，弹簧振子在只有弹簧弹力做功的情况下，物体的动能和弹簧的弹性势能发生相互转化，系统总机械能保持不变。若弹性势能表达式（为弹簧的劲度系数，为形变量）。如图1所示，一个与已知劲度系数为的轻质弹簧连接的物块B，质量为，静止于光滑水平面上，轻质弹簧另一端固定。现将物块B拉离平衡位置，然后释放，忽略空气阻力，B的运动为简谐运动，求物块B在运动过程中获得的最大动能 。 (2)如图2所示，、为某种双原子分子中的两原子，以原子为坐标原点，沿两原子连线建立直线坐标系。如果选取两个原子相距无穷远时的势能为零，则两个原子之间的势能与它们之间距离的关系图线如图3所示。关系图线的切线斜率的绝对值表示 ，斜率为负表示 ； (3)由图3可知，两原子间距离为时，势能最小，假设原子固定不动，原子在附近的振动近似看作简谐运动，其振动的范围为，其中远小于。已知在点附近随变化的规律可近似写作，式中和均为常量且已知。计算原子在其振动范围内的最大动能 （用和表示），若某时刻原子的动能为，则此时的势能 （用、、和表示）。 三、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）沙尘暴天气时，空气中的悬浮微粒的浓度达到，悬浮微粒的密度为，其中悬浮微粒的直径小于的称为“可吸入颗粒物”，对人体的危害最大。设悬浮微粒中总体积的为可吸入颗粒物，并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为。求的空气中所含可吸入颗粒物的数量。（计算时可把可吸入颗粒物视为球体，计算结果保留一位有效数字） 14．（13分）随着中国科技的进步，中国科学家不断实现着“上天、入地、下海”的梦想。2025年2月20日塔里木盆地，我国把入地的“亚洲深度”，标注在号称“死亡之海”的塔克拉玛干沙漠腹地，首次实现在地下10910米完钻。如图所示，为科学家们对地球内部的猜想模型，在距离地表近3000千米古登堡面附近，存在着很薄的气态圈层。为研究气态圈层压强，某科学家建立如下模型方案：设想在该气态圈层内气体为理想气体，在圈层放置正方体容器，并假定每个气体分子质量均为m，速率大小都为v，只与各个面发生垂直的弹性碰撞且机会均等。（已知阿伏加德罗常数为NA） (1)若该气体摩尔体积为Vmol，，求该气体密度ρ、单位体积分子数n； (2)若该气体单位体积分子数n已知，写出气态圈层压强p的微观表达式。 15.（16分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。 在正方体密闭容器中有大量某种气体的分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；分子速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；分子与器壁碰撞前后瞬间，速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 （1）求一个气体分子与器壁碰撞一次，器壁给分子的冲量的大小； （2）每个分子与器壁各面碰撞的机会均等，则正方体的每个面有六分之一的几率。如图若正方形边长为a，忽略分子间相互碰撞，请计算正方体内能与某个器壁（例如图中阴影部分器壁）发生一次碰撞的总分子个数N； （3）大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。若已知一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。分析说明：温度是分子平均动能（即）的标志。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元检测卷 第一章·素养提升 一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C A D C D D C AC BD AD 二、实验题：本题共2小题，共15分。 11． （2）A （1分） （3）甲组操作方式比较规范。甲组痱子粉撒得均匀，乙组痱子粉撒得厚且不均匀（2分） （4）（1分） （2分） （5）偏大（1分） 12．(1)（2分）；(2) 分子力的大小（1分） ， 分子间为斥力（1分）；(3) （2分） （3分） 三、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）沙尘暴天气时，的空气中所含悬浮微粒的总体积为 （2分） 那么的空气中所含可吸入颗粒物的体积为 （2分） 又因为每一个可吸入颗粒物的体积为 （2分） 所以空气中所含的可吸入颗粒物的数量为 个（2分） 故的空气中所含可吸入颗粒物的数量为 个（2分） 14．（13分）（1）设该理想气体摩尔质量为Mmol，根据密度定义式有（2分） 其中（1分） 整理可得（2分） 单位体积的分子数为（1分） （2）设正方体的边长为L，△t时间内与其中一个面发生碰撞的气体分子个数为N，则有（1分），（1分） 取碰前速度方向为正，设气体分子作用在其中一个面压力大小为F，由动量定理可得（2分） 又因为（1分） 联立解得（2分） 15．（16分）（1）以气体分子为研究对象，以分子碰撞器壁时的速度方向为正方向（1分），根据动量定理，有 （3分） 所以一个分子与器壁碰撞一次器壁给分子的冲量的大小为 （2分） （2）如图所示，以器壁的面积S为底，以vΔt为高构成柱体 由题设条件可知，柱体内的分子在Δt时间内有六分之一与器壁S发生碰撞，碰撞分子总数为 （3分） （3）在Δt时间内，设N个分子对面积为S的器壁产生的作用力为F，N个分子对器壁产生的冲量为 （2分） 根据压强的定义 （2分） 所以 （2分） 由此可知，温度是分子平均动能的标志。（1分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元检测卷 第一章·素养提升 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．图（a）和图（b）是关于布朗运动和扩散现象的两幅图，下列叙述正确的是（　　） A．扩散现象的快慢仅和温度有关 B．扩散现象的成因是分子间存在斥力 C．图（a）说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的 D．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 2．双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 3．以下说法正确的是（　　） A．随风而起的沙尘在空中所做的运动是布朗运动 B．夏季来临，气温升高，周围所有空气分子热运动都更剧烈 C．无人机表演时，随着无人机高度的上升，其内能必然增加 D．中国空间站在太空中视为完全失重状态，舱内气体对内壁仍有压强 4．下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法不正确的是（　　） A．甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移 B．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 C．乙图为某气体在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在0℃时的情形 D．乙图中图像与横轴所围面积为1 5．用如图所示装置模拟气体压强产生及变化的机理。从台秤上方20cm或30cm两个不同高度，均匀连续把豆粒较快或较慢地倒在秤盘上，观察各种情况下指针摆动情况。下列说法正确的是（　　） A．台秤显示的示数是落在台秤上豆粒的重力 B．均匀连续地把豆粒倒在台秤上时，台秤指针会不断来回摆动 C．把豆粒分别从两不同高度较快倒在台秤上，可模拟气体的等压变化 D．把豆粒从相同高度分别较快或较慢倒在台秤上，可模拟气体的等温变化 6．下列各图为教材中图像的简化示意图，则（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭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F>0，即表现为引力 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 7．某密封钢瓶的体积为V，内装有密度为ρ的氮气，已知氮气的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，则下列说法正确的是（　　） A．钢瓶中氮气的物质的量为 B．钢瓶中氮气的分子数为 C．每个氮气分子的质量为 D．只要知道氮气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出氮气的分子体积 8．某人用“超级显微镜”观察高真空度的空间，发现有一对分子A和B环绕一个共同的“中心”旋转，从而形成一个“类双星”体系，并且发现此“中心”离A分子较近，这两个分子之间的距离用r表示。已知当时，两分子间的分子力为零，则在上述“类双星”体系中，对A、B两分子有（　　） A．间距 B．间距 C．A的质量大于B的质量 D．A的速率大于B的速率 9．图为A、B两分子间的作用力随分子间距的变化规律，表示分子间作用力表现为斥力，表示分子间作用力表现为引力。现将A分子固定在坐标原点，分子从轴上距坐标原点为的位置静止释放，仅考虑分子间作用力，取时分子势能为0，关于分子的动能和势能随坐标的变化规律，下面图像正确的是（　　） A． B． C． D． 10．建设大桥的过程中需要将重达千余吨的钢梁用钢索从水中吊起，为了探究在吊起钢梁过程中钢索的拉力变化，某研究小组做了模拟实验：在始终保持钢板水平的情况下，将钢板用轻绳从水下缓慢吊起，如图甲所示。在该过程中细绳拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．钢板在水面以下时的浮力约为2.0N B．在吊起钢板的过程中，钢板所受的拉力始终大于钢板的重力 C．图乙中拉力F最大能到38.5N的原因是浮力消失 D．图乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子与钢板分子之间存在引力 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共15分。 11．（6分）甲、乙两小组按如下步骤完成“用油膜法估测油酸分子大小”的实验。 （1）将体积为的纯油酸溶于酒精，配制成体积为的油酸酒精溶液。 （2）用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器的刻度读出该段溶液的总体积为，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数为。该步骤体现的物理思想方法是 ； A．累积法    B．控制变量法    C．等效替代法 （3）在浅盘内盛水，将痱子粉撒在水面上，用注射器向水面滴入1滴油酸酒精溶液，待油膜稳定后，甲、乙两组同学得到的油膜轮廓分别如图所示。对比两个图样，你认为哪组的操作方式较规范？请分别说明两个图样的形成原因 ； （4）将带有方格坐标的玻璃板轻放在操作方式较规范的那个浅盘上，用彩笔描绘出油膜轮廓，坐标纸方格边长为，数出轮廓内有效方格数为，可计算得出油酸薄膜的面积 ，油酸分子的直径 （用、、、、、表示）； （5）操作方式不规范，会对测量结果产生较大误差。现利用另一组油膜图样进行测量与计算，得到油酸分子直径的测量值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 12．（9分）科学研究中，科学家经常通过宏观世界中某些事物遵循的规律来类比研究微观世界。 (1)我们都知道，弹簧振子在只有弹簧弹力做功的情况下，物体的动能和弹簧的弹性势能发生相互转化，系统总机械能保持不变。若弹性势能表达式（为弹簧的劲度系数，为形变量）。如图1所示，一个与已知劲度系数为的轻质弹簧连接的物块B，质量为，静止于光滑水平面上，轻质弹簧另一端固定。现将物块B拉离平衡位置，然后释放，忽略空气阻力，B的运动为简谐运动，求物块B在运动过程中获得的最大动能 。 (2)如图2所示，、为某种双原子分子中的两原子，以原子为坐标原点，沿两原子连线建立直线坐标系。如果选取两个原子相距无穷远时的势能为零，则两个原子之间的势能与它们之间距离的关系图线如图3所示。关系图线的切线斜率的绝对值表示 ，斜率为负表示 ； (3)由图3可知，两原子间距离为时，势能最小，假设原子固定不动，原子在附近的振动近似看作简谐运动，其振动的范围为，其中远小于。已知在点附近随变化的规律可近似写作，式中和均为常量且已知。计算原子在其振动范围内的最大动能 （用和表示），若某时刻原子的动能为，则此时的势能 （用、、和表示）。 三、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）沙尘暴天气时，空气中的悬浮微粒的浓度达到，悬浮微粒的密度为，其中悬浮微粒的直径小于的称为“可吸入颗粒物”，对人体的危害最大。设悬浮微粒中总体积的为可吸入颗粒物，并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为。求的空气中所含可吸入颗粒物的数量。（计算时可把可吸入颗粒物视为球体，计算结果保留一位有效数字） 14．（13分）随着中国科技的进步，中国科学家不断实现着“上天、入地、下海”的梦想。2025年2月20日塔里木盆地，我国把入地的“亚洲深度”，标注在号称“死亡之海”的塔克拉玛干沙漠腹地，首次实现在地下10910米完钻。如图所示，为科学家们对地球内部的猜想模型，在距离地表近3000千米古登堡面附近，存在着很薄的气态圈层。为研究气态圈层压强，某科学家建立如下模型方案：设想在该气态圈层内气体为理想气体，在圈层放置正方体容器，并假定每个气体分子质量均为m，速率大小都为v，只与各个面发生垂直的弹性碰撞且机会均等。（已知阿伏加德罗常数为NA） (1)若该气体摩尔体积为Vmol，，求该气体密度ρ、单位体积分子数n； (2)若该气体单位体积分子数n已知，写出气态圈层压强p的微观表达式。 15.（16分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。 在正方体密闭容器中有大量某种气体的分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；分子速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；分子与器壁碰撞前后瞬间，速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 （1）求一个气体分子与器壁碰撞一次，器壁给分子的冲量的大小； （2）每个分子与器壁各面碰撞的机会均等，则正方体的每个面有六分之一的几率。如图若正方形边长为a，忽略分子间相互碰撞，请计算正方体内能与某个器壁（例如图中阴影部分器壁）发生一次碰撞的总分子个数N； （3）大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。若已知一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。分析说明：温度是分子平均动能（即）的标志。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元检测卷 第一章·素养提升 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．图（a）和图（b）是关于布朗运动和扩散现象的两幅图，下列叙述正确的是（　　） A．扩散现象的快慢仅和温度有关 B．扩散现象的成因是分子间存在斥力 C．图（a）说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的 D．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 【答案】C 【详解】A．扩散现象的快慢不仅与温度有关，还与物质种类、浓度差等因素有关，故A错误； B．扩散现象根本原因是分子不停地进行无规则热运动，而非因为分子间存在斥力，故B错误； C．根据布朗运动产生的原因分析，可知图（a）能说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的，故C正确； D．布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒所表现出的无规则运动，不是液体分子的运动，故D错误。 故选C。 2．双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 【答案】A 【详解】A．双层玻璃间密闭气体的温度在夜晚低于白天。根据分子动理论，温度是分子平均动能的标志，温度降低时，分子的平均动能减小，故A正确； B．气体密闭，体积不变，分子总数不变，因此单位体积内分子数不变，故B错误； C．分子间距由体积决定，体积不变则平均间距不变，故C错误； D．温度降低仅使平均速率减小，而非所有分子速率都变小，故D错误。 故选 A。 3．以下说法正确的是（　　） A．随风而起的沙尘在空中所做的运动是布朗运动 B．夏季来临，气温升高，周围所有空气分子热运动都更剧烈 C．无人机表演时，随着无人机高度的上升，其内能必然增加 D．中国空间站在太空中视为完全失重状态，舱内气体对内壁仍有压强 【答案】D 【详解】A．布朗运动是微小颗粒（如花粉）受液体或气体分子无规则撞击产生的无规则运动。沙尘颗粒较大，其运动主要由气流带动，属于宏观机械运动，而非布朗运动，故A错误； B．温度升高时，分子热运动的平均动能增大，但根据麦克斯韦速率分布，并非所有分子速率都增大，仍有部分分子动能较低，故B错误； C．内能由物体温度、质量及物态决定。无人机上升时，若仅重力势能增加而温度不变（如匀速上升），内能不会必然增加，故C错误； D．气体压强源于分子热运动对容器壁的碰撞。失重状态下，分子热运动仍存在，因此舱内气体对内壁有压强，故D正确。 故选D。 4．下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法不正确的是（　　） A．甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移 B．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 C．乙图为某气体在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在0℃时的情形 D．乙图中图像与横轴所围面积为1 【答案】C 【详解】A．根据单摆周期公式可知，增大摆长，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰值向左偏移，故A正确，不符合题意； B．系统做稳定受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与系统固有频率无关，故B正确，不符合题意； C．温度越高，分子无规则运动越剧烈，速率大的分子占的比率就越多，曲线越“宽而矮”，由于图中实线对于部分“宽而矮”，对于气体的温度较高，应为，故C错误，符合题意； D．根据分子速率分布曲线的意义可知，所有气体图像与横轴所围面积为1，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．用如图所示装置模拟气体压强产生及变化的机理。从台秤上方20cm或30cm两个不同高度，均匀连续把豆粒较快或较慢地倒在秤盘上，观察各种情况下指针摆动情况。下列说法正确的是（　　） A．台秤显示的示数是落在台秤上豆粒的重力 B．均匀连续地把豆粒倒在台秤上时，台秤指针会不断来回摆动 C．把豆粒分别从两不同高度较快倒在台秤上，可模拟气体的等压变化 D．把豆粒从相同高度分别较快或较慢倒在台秤上，可模拟气体的等温变化 【答案】D 【详解】A．单位时间器壁单位面积上受到的气体分子的撞击力等于气体的压强，所以台秤显示的示数不是落在台秤上豆粒的重力，而是碰撞台秤的力，故A错误； B．大量的豆粒连续地作用在盘子上能产生持续的作用力，台秤示数大约为一稳定值，指针不会不断来回摆动，故B错误； C．把豆粒分别从两不同高度较快倒在台秤上，碰撞的速率不同，模拟的是分子的速率与气体压强的关系，不是等压变化，故C错误； D．把豆粒从相同高度分别较快或较慢倒在台秤上，模拟的是分子数密度不同，碰撞的速率相同，平均动能相同，可模拟气体的等温变化，故D正确。 故选D。 6．下列各图为教材中图像的简化示意图，则（　　） A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B．图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭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F>0，即表现为引力 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】D 【详解】A．由图甲可知，状态①的分子平均速率较大，可知温度较高，则状态②的温度比状态①的温度低，选项A错误； B．图乙水中小炭粒在做永不停息的无规则运动，每个时刻的位置都是不确定的，则图乙每隔30s时间位置的连线并不能表示小炭粒做布朗运动的轨迹，选项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F>0，即表现为斥力，选项C错误； D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子势能减小，则分子力做正功，选项D正确。 故选D。 7．某密封钢瓶的体积为V，内装有密度为ρ的氮气，已知氮气的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，则下列说法正确的是（　　） A．钢瓶中氮气的物质的量为 B．钢瓶中氮气的分子数为 C．每个氮气分子的质量为 D．只要知道氮气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出氮气的分子体积 【答案】C 【详解】A．钢瓶中氮气的物质的量为 故A错误； B．钢瓶中氮气的分子数为 故B错误； C．每个氮气分子的质量为，故C正确； D．理想气体分子间的距离远大于气体分子的直径，不能认为分子是一个一个紧密相连的，知道氮气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，不能算出氮气的分子体积，故D错误。 故选C。 8．某人用“超级显微镜”观察高真空度的空间，发现有一对分子A和B环绕一个共同的“中心”旋转，从而形成一个“类双星”体系，并且发现此“中心”离A分子较近，这两个分子之间的距离用r表示。已知当时，两分子间的分子力为零，则在上述“类双星”体系中，对A、B两分子有（　　） A．间距 B．间距 C．A的质量大于B的质量 D．A的速率大于B的速率 【答案】AC 【详解】AB．分子A和B环绕一个共同的“中心”旋转，靠分子引力提供向心力，故两分子间的距离，故A正确，B错误； CD．根据 它们的角速度相同，向心力大小相等，因为，所以有。故C正确，D错误。 故选AC。 9．图为A、B两分子间的作用力随分子间距的变化规律，表示分子间作用力表现为斥力，表示分子间作用力表现为引力。现将A分子固定在坐标原点，分子从轴上距坐标原点为的位置静止释放，仅考虑分子间作用力，取时分子势能为0，关于分子的动能和势能随坐标的变化规律，下面图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】AB．B分子从到的运动过程中，分子力表现为引力，引力做正功，分子势能减小。在的运动过程中，分子力表现为斥力，斥力做负功，分子势能增加。所以在位置分子势能最小且为0，故A错误，B正确； CD． B分子从到的运动过程中，分子力表现为引力，引力做正功，分子动能增大；在的运动过程中，分子力表现为斥力，斥力做负功，分子动能减小，所以在位置分子动能最大，故C错误，D正确。 故选BD。 10．建设大桥的过程中需要将重达千余吨的钢梁用钢索从水中吊起，为了探究在吊起钢梁过程中钢索的拉力变化，某研究小组做了模拟实验：在始终保持钢板水平的情况下，将钢板用轻绳从水下缓慢吊起，如图甲所示。在该过程中细绳拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．钢板在水面以下时的浮力约为2.0N B．在吊起钢板的过程中，钢板所受的拉力始终大于钢板的重力 C．图乙中拉力F最大能到38.5N的原因是浮力消失 D．图乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子与钢板分子之间存在引力 【答案】AD 【详解】A．完全拉出水面时，拉力等于重力，拉力不在发生变化，可知钢板重力 钢板在水面以下时的浮力 故A正确； B．由图知，在吊起钢板的过程中，钢板所受的拉力不始终大于钢板的重力，故B错误； CD．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，图乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子与钢板分子之间存在引力，故C错误，D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共15分。 11．（6分）甲、乙两小组按如下步骤完成“用油膜法估测油酸分子大小”的实验。 （1）将体积为的纯油酸溶于酒精，配制成体积为的油酸酒精溶液。 （2）用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器的刻度读出该段溶液的总体积为，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数为。该步骤体现的物理思想方法是 ； A．累积法    B．控制变量法    C．等效替代法 （3）在浅盘内盛水，将痱子粉撒在水面上，用注射器向水面滴入1滴油酸酒精溶液，待油膜稳定后，甲、乙两组同学得到的油膜轮廓分别如图所示。对比两个图样，你认为哪组的操作方式较规范？请分别说明两个图样的形成原因 ； （4）将带有方格坐标的玻璃板轻放在操作方式较规范的那个浅盘上，用彩笔描绘出油膜轮廓，坐标纸方格边长为，数出轮廓内有效方格数为，可计算得出油酸薄膜的面积 ，油酸分子的直径 （用、、、、、表示）； （5）操作方式不规范，会对测量结果产生较大误差。现利用另一组油膜图样进行测量与计算，得到油酸分子直径的测量值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】 （2）A （3）甲组操作方式比较规范。甲组痱子粉撒得均匀，乙组痱子粉撒得厚且不均匀 （4） （5）偏大 【详解】[1]一滴液滴的体积很小，可以通过测量滴液滴的体积来计算一滴的体积，可以减小误差，体现的物理思想方法是累积法。 故选A。 [2]甲组的油膜轮廓清晰均匀，操作方式较规范。 形成原因：甲组痱子粉撒得均匀，乙组痱子粉撒得厚且不均匀，导致痱子粉未能完全散开。 [3]坐标纸方格边长为，可知一格对应的面积为，轮廓内有效方格数为，则油酸薄膜的面积 [4] 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 根据可知油酸分子直径 [5]利用另一组油膜图样进行测量与计算，可知油膜面积偏小，根据可知油酸分子直径的测量值偏大。 12．（9分）科学研究中，科学家经常通过宏观世界中某些事物遵循的规律来类比研究微观世界。 (1)我们都知道，弹簧振子在只有弹簧弹力做功的情况下，物体的动能和弹簧的弹性势能发生相互转化，系统总机械能保持不变。若弹性势能表达式（为弹簧的劲度系数，为形变量）。如图1所示，一个与已知劲度系数为的轻质弹簧连接的物块B，质量为，静止于光滑水平面上，轻质弹簧另一端固定。现将物块B拉离平衡位置，然后释放，忽略空气阻力，B的运动为简谐运动，求物块B在运动过程中获得的最大动能 。 (2)如图2所示，、为某种双原子分子中的两原子，以原子为坐标原点，沿两原子连线建立直线坐标系。如果选取两个原子相距无穷远时的势能为零，则两个原子之间的势能与它们之间距离的关系图线如图3所示。关系图线的切线斜率的绝对值表示 ，斜率为负表示 ； (3)由图3可知，两原子间距离为时，势能最小，假设原子固定不动，原子在附近的振动近似看作简谐运动，其振动的范围为，其中远小于。已知在点附近随变化的规律可近似写作，式中和均为常量且已知。计算原子在其振动范围内的最大动能 （用和表示），若某时刻原子的动能为，则此时的势能 （用、、和表示）。 【答案】(1)；(2) 分子力的大小 ， 分子间为斥力；(3) 【详解】（1）根据机械能守恒定律，弹簧为原长时弹性势能最小，动能最大，可得 （2）根据 图像的斜率的绝对值表示分子力的大小，斜率为正值表示分子间为引力，斜率为负值表示分子间为斥力。 （3）由题意可知，当原子B处于r1=r0处时，系统的动能最大，设为Ek1，系统的势能最小，设为Ep1，则有 当原子B处于r2=r0-b处时，系统的动能为0，系统的势能最大，设为Ep2，则有 根据能量守恒定律可得 联立解得 若某时刻原子B的动能为Ek，则此时的势能 三、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）沙尘暴天气时，空气中的悬浮微粒的浓度达到，悬浮微粒的密度为，其中悬浮微粒的直径小于的称为“可吸入颗粒物”，对人体的危害最大。设悬浮微粒中总体积的为可吸入颗粒物，并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为。求的空气中所含可吸入颗粒物的数量。（计算时可把可吸入颗粒物视为球体，计算结果保留一位有效数字） 【答案】个 【详解】沙尘暴天气时，的空气中所含悬浮微粒的总体积为 那么的空气中所含可吸入颗粒物的体积为 又因为每一个可吸入颗粒物的体积为 所以空气中所含的可吸入颗粒物的数量为 个 故的空气中所含可吸入颗粒物的数量为 个 14．（13分）随着中国科技的进步，中国科学家不断实现着“上天、入地、下海”的梦想。2025年2月20日塔里木盆地，我国把入地的“亚洲深度”，标注在号称“死亡之海”的塔克拉玛干沙漠腹地，首次实现在地下10910米完钻。如图所示，为科学家们对地球内部的猜想模型，在距离地表近3000千米古登堡面附近，存在着很薄的气态圈层。为研究气态圈层压强，某科学家建立如下模型方案：设想在该气态圈层内气体为理想气体，在圈层放置正方体容器，并假定每个气体分子质量均为m，速率大小都为v，只与各个面发生垂直的弹性碰撞且机会均等。（已知阿伏加德罗常数为NA） (1)若该气体摩尔体积为Vmol，，求该气体密度ρ、单位体积分子数n； (2)若该气体单位体积分子数n已知，写出气态圈层压强p的微观表达式。 【答案】(1),；(2) 【详解】（1）设该理想气体摩尔质量为Mmol，根据密度定义式有 其中 整理可得 单位体积的分子数为 （2）设正方体的边长为L，△t时间内与其中一个面发生碰撞的气体分子个数为N，则有， 取碰前速度方向为正，设气体分子作用在其中一个面压力大小为F，由动量定理可得 又因为 联立解得 15.（16分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。 在正方体密闭容器中有大量某种气体的分子，每个分子质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略；分子速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；分子与器壁碰撞前后瞬间，速度方向都与器壁垂直，且速率不变。 （1）求一个气体分子与器壁碰撞一次，器壁给分子的冲量的大小； （2）每个分子与器壁各面碰撞的机会均等，则正方体的每个面有六分之一的几率。如图若正方形边长为a，忽略分子间相互碰撞，请计算正方体内能与某个器壁（例如图中阴影部分器壁）发生一次碰撞的总分子个数N； （3）大量气体分子对容器壁持续频繁地撞击就形成了气体的压强。若已知一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。分析说明：温度是分子平均动能（即）的标志。 【答案】（1）2mv；（2）；（3）见解析 【详解】 （1）以气体分子为研究对象，以分子碰撞器壁时的速度方向为正方向，根据动量定理，有 所以一个分子与器壁碰撞一次器壁给分子的冲量的大小为 （2）如图所示，以器壁的面积S为底，以vΔt为高构成柱体 由题设条件可知，柱体内的分子在Δt时间内有六分之一与器壁S发生碰撞，碰撞分子总数为 （3）在Δt时间内，设N个分子对面积为S的器壁产生的作用力为F，N个分子对器壁产生的冲量为 根据压强的定义 所以 由此可知，温度是分子平均动能的标志。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $