寒假作业 第一章 分子动理论 （单元检测） 单元检测 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第三册

高中物理选择性必修第三册寒假作业 第一章《分子动理论》（单元检测） 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1．两分子间的距离为r，当r稍增大些(　　) A．分子力一定减小 B．分子力一定增大 C．分子力可能增大也可能减小 D．因为不知道r的大小，对分子力的变化无法判定 2.小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，并把相邻时间的点连接起来，如图所示．下列判断正确的是(　　) A．图中的折线就是粉笔末的运动轨迹 B．图中的折线就是水分子的运动轨迹 C．从整体上看粉笔末的运动是无规则的 D．图中折线表明水分子在短时间内的运动是规则的 3..设想把分子一个挨一个地排起来，如果排满1 m的长度大约需要的分子数为(　　) A.105 B.1010 C.1015 D.1020 4.如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅，铅中有金，对此现象说法正确的是(　　) A.属扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引 B.属扩散现象，原因是金分子和铅分子的运动 C.属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中 D.属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中 5．两分子间的作用力F与分子间距r的关系图线如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．当r<r1时，两分子间的引力为0 B．当r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大 C．当r＝r2时，两分子间的引力最大 D．当r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为0 6．已知在标准状况下，1 mol氢气的体积为22.4 L，则氢气分子间距的数量级约为(　　) A．10－9 m B．10－10 m C．10－11 m D．10－8 m 7．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏伽德罗常数．若已知n滴油酸的总体积为V，一滴油酸形成的油膜面积为S，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d和阿伏伽德罗常数NA分别为(球的体积公式：V＝πR3)(　　) A．d＝，NA＝ B．d＝，NA＝ C．d＝，NA＝ D．d＝，NA＝ 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示为一定质量的氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同情况下的速率分布情况，由图可以判断以下说法中正确的是(　　) A．温度升高，所有分子的运动速率均变大 B．温度越高，分子的平均速率越小 C．在0 ℃和100 ℃温度下，氧气分子的速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点 D．100 ℃的氧气与0 ℃的氧气相比，速率大的分子所占比例较大 9.如图所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开。对于抽去玻璃板后所发生的现象(已知二氧化氮的密度比空气的密度大)，下列说法正确的是(　　) A.当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色 B.二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶中不会出现淡红棕色 C.上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色 D.由于气体分子在永不停息地运动着，所以上面的空气会到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致 10.阿伏伽德罗常数为NA(单位为mol－1)，铜的摩尔质量为M(单位为kg/mol)，铜的密度为ρ(单位为kg/m3)，则下列说法正确的是(　　) A．1 m3铜所含有的原子数目是 B．1个铜原子的质量是 C．1个铜原子占有的体积是 D．1 kg铜所含有的原子数目是ρNA 3、 填空题（共计2题，共计16分） 11.我国桥梁建设取得了举世瞩目的成就．如图甲所示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___________________________． 12.在“用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，待薄膜形状稳定； 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痱子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，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，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)上述步骤的正确顺序是________． (2)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸1 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1 cm.则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______ mL，油酸膜的面积是______ cm2.根据上述数据，估测出油酸分子的直径是______ m(结果保留三位有效数字)． (3)某学生在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于________． A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格 四、解答题（共计3题，共计41分） 13.(10分)一场疫情给人们敲响了警钟，环境问题越来越与我们的生活息息相关。比如说公共场所禁止吸烟，我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更大。试估算一个高约2.8 m，面积约10 m2的办公室，若只有一人抽了一根烟(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3，一根烟大约抽10次)。 (1)估算被污染的空气分子间的平均距离(保留1位有效数字)； (2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子(保留2位有效数字)。 14.(14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，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，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，阿伏伽德罗常数NA＝6×1023 mol－1。试估算：(结果保留1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.(17分)已知氧气分子的质量m＝5.3×10－26 kg，标准状况下氧气的密度ρ＝1.43 kg/m3，阿伏伽德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，求：(计算结果均保留两位有效数字) (1)氧气的摩尔质量； (2)标准状况下氧气分子间的平均距离； (3)标准状况下1 cm3的氧气含有的氧气分子数． 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理选择性必修第三册寒假作业 第一章《分子动理论》（单元检测）答案 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1．两分子间的距离为r，当r稍增大些(　　) A．分子力一定减小 B．分子力一定增大 C．分子力可能增大也可能减小 D．因为不知道r的大小，对分子力的变化无法判定 答案　D 解析　分析分子力和分子势能随分子间距离的变化问题，首先要明确分子间的距离r是r>r0还是r<r0，题中没有说明r与r0的关系，故对分子力的变化无法判定，故D正确，A、B、C错误． 2.小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，并把相邻时间的点连接起来，如图所示．下列判断正确的是(　　) A．图中的折线就是粉笔末的运动轨迹 B．图中的折线就是水分子的运动轨迹 C．从整体上看粉笔末的运动是无规则的 D．图中折线表明水分子在短时间内的运动是规则的 答案　C 解析　题图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线，不是粉笔末的运动轨迹，也不是水分子的运动轨迹，故A、B错误；题图中的折线没有规则，说明粉笔末的运动是无规则的，水分子的运动也是无规则的，故C正确，D错误． 3..设想把分子一个挨一个地排起来，如果排满1 m的长度大约需要的分子数为(　　) A.105 B.1010 C.1015 D.1020 答案　B 解析　分子的直径大约为d＝10－10 m，排列成1 m长度分子的个数n＝＝＝1010，B正确。 4.如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅，铅中有金，对此现象说法正确的是(　　) A.属扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引 B.属扩散现象，原因是金分子和铅分子的运动 C.属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中 D.属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中 答案　B 解析　属扩散现象，是两种不同物质分子热运动引起的，不是分子间的相互吸引。故选B。 5．两分子间的作用力F与分子间距r的关系图线如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．当r<r1时，两分子间的引力为0 B．当r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大 C．当r＝r2时，两分子间的引力最大 D．当r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为0 答案　B 解析　分子间同时存在引力和斥力，当r<r1时，斥力大于引力，合力表现为斥力，故A错误；当r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大，在r轴下方表示分子力的合力表现为引力，故B正确；分子间同时存在引力和斥力，且均随着两分子间距离的减小而增大，当r＝r2时，分子间的引力不是最大，故C错误；当r>r2时，两分子间的引力随r的增大而减小，斥力不为0，故D错误． 6．已知在标准状况下，1 mol氢气的体积为22.4 L，则氢气分子间距的数量级约为(　　) A．10－9 m B．10－10 m C．10－11 m D．10－8 m 答案　A 解析　在标准状况下，1 mol氢气的体积为22.4 L，则每个氢气分子占空间的体积V0＝＝ m3＝3.7×10－26 m3.按立方体估算，氢气分子间距L＝＝ m＝3.3×10－9 m，故A正确． 7．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏伽德罗常数．若已知n滴油酸的总体积为V，一滴油酸形成的油膜面积为S，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d和阿伏伽德罗常数NA分别为(球的体积公式：V＝πR3)(　　) A．d＝，NA＝ B．d＝，NA＝ C．d＝，NA＝ D．d＝，NA＝ 答案　B 解析　一滴油酸的体积为，故直径d＝；油酸的摩尔体积为Vmol＝，一个油酸分子的体积为V0＝πd3＝，故NA＝＝，故B正确． 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示为一定质量的氧气分子在0 ℃和100 ℃两种不同情况下的速率分布情况，由图可以判断以下说法中正确的是(　　) A．温度升高，所有分子的运动速率均变大 B．温度越高，分子的平均速率越小 C．在0 ℃和100 ℃温度下，氧气分子的速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点 D．100 ℃的氧气与0 ℃的氧气相比，速率大的分子所占比例较大 答案　CD 解析　 温度升高，气体分子的平均速率增大，但有些分子的运动速率可能减小，从图中可以看出温度高时，速率大的分子所占比例较大，A、B错误，C、D正确． 9.如图所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开。对于抽去玻璃板后所发生的现象(已知二氧化氮的密度比空气的密度大)，下列说法正确的是(　　) A.当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色 B.二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶中不会出现淡红棕色 C.上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色 D.由于气体分子在永不停息地运动着，所以上面的空气会到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致 答案　AD 解析　抽去玻璃板后，空气与二氧化氮两种气体相互接触，发生扩散现象，过一段时间，空气、二氧化氮气体会均匀分布在上下两广口瓶中，颜色均匀一致，都呈淡红棕色，A、D正确，B、C错误。 10.阿伏伽德罗常数为NA(单位为mol－1)，铜的摩尔质量为M(单位为kg/mol)，铜的密度为ρ(单位为kg/m3)，则下列说法正确的是(　　) A．1 m3铜所含有的原子数目是 B．1个铜原子的质量是 C．1个铜原子占有的体积是 D．1 kg铜所含有的原子数目是ρNA 答案　ABC 解析　1 m3铜含有的原子数为，根据ρ＝，得＝，选项A正确；1个铜原子的质量为m0＝，选项B正确；1个铜原子所占的体积为，因为ρ＝，所以＝，选项C正确；1 kg铜所含有的原子数目为≠ρNA，选项D错误． 3、 填空题（共计2题，共计16分） 11.我国桥梁建设取得了举世瞩目的成就．如图甲所示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___________________________． 答案　(1)弹簧测力计　(2)0.60　0.35　(3)分子间存在引力，钢板与水的接触面积大 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，故需要弹簧测力计； (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 N－3.75 N＝0.60 N；当钢板完全浸没在水中时，有：浮力＋拉力＝重力， 完全拉出水面时，有：拉力＝重力， 即得F浮＝3.75 N－3.40 N＝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． 12.在“用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，待薄膜形状稳定； 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痱子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，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，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)上述步骤的正确顺序是________． (2)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸1 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1 cm.则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______ mL，油酸膜的面积是______ cm2.根据上述数据，估测出油酸分子的直径是______ m(结果保留三位有效数字)． (3)某学生在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，计算结果明显偏大，可能是由于________． A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格 答案　(1)④②①⑤③　(2)5×10－6　58 8.62×10－10　(3)AC 解析　(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤： 准备油酸酒精溶液④→准备带水的浅盘②→形成油膜①→描绘油膜轮廓⑤→计算分子直径③ 故正确的顺序为④②①⑤③. (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V＝× mL＝5×10－6 mL 面积超过正方形一半的正方形的个数为58个，故油膜的面积 S＝58×1×1 cm2＝58 cm2 油酸分子直径 d＝＝ m＝8.62×10－10 m (3)油酸未完全散开，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，选项A正确； 计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格，则S测量值偏大，则直径测量值偏小，选项B错误； 计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，选项C正确． 四、解答题（共计3题，共计41分） 13.(10分)一场疫情给人们敲响了警钟，环境问题越来越与我们的生活息息相关。比如说公共场所禁止吸烟，我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更大。试估算一个高约2.8 m，面积约10 m2的办公室，若只有一人抽了一根烟(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3，一根烟大约抽10次)。 (1)估算被污染的空气分子间的平均距离(保留1位有效数字)； (2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子(保留2位有效数字)。 答案　(1)7×10－8 m　(2)8.7×1017个 解析　(1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为10×300 cm3，含有空气分子数为 n＝×6.02×1023个＝8.1×1022个 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 n′＝个/米3＝2.9×1021个/米3 每个污染分子所占体积为 V＝ m3 所以平均距离为L＝＝7×10－8 m。 (2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为2.9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个。 14.(14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，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，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，阿伏伽德罗常数NA＝6×1023 mol－1。试估算：(结果保留1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 解析　(1)设氙气的物质的量为n，则n＝， 氙气分子的总数N＝NA＝4×1022个。 (2)每个分子所占的空间为V0＝ 设分子间平均距离为a，则有V0＝a3， 即a＝＝3×10－9 m。 15.(17分)已知氧气分子的质量m＝5.3×10－26 kg，标准状况下氧气的密度ρ＝1.43 kg/m3，阿伏伽德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1，求：(计算结果均保留两位有效数字) (1)氧气的摩尔质量； (2)标准状况下氧气分子间的平均距离； (3)标准状况下1 cm3的氧气含有的氧气分子数． 答案　(1)3.2×10－2 kg/mol　(2)3.3×10－9 m　(3)2.7×1019个 解析　(1)氧气的摩尔质量为M＝NAm＝6.02×1023×5.3×10－26 kg/mol＝3.2×10－2 kg/mol. (2)标准状况下氧气的摩尔体积V＝，所以每个氧气分子所占空间体积V0＝＝，而每个氧气分子所占的空间可以看成是棱长为a的立方体，即V0＝a3，则a3＝，故 a＝ ＝ m＝3.3×10－9 m. (3)标准状况下1 cm3氧气的质量为 m′＝ρV′＝1.43×1×10－6 kg＝1.43×10－6 kg 则标准状况下1 cm3氧气含有的氧气分子数为 N＝NA＝×6.02×1023个＝2.7×1019个． 学科网（北京）股份有限公司 $