第一章 分子动理论 章末测评卷 -2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第三册

第一章 分子动理论 章末测评卷 (时间：75分钟　满分：100分) 一、选择题: 1.一个油轮装载着密度为900 kg/m3的原油在海上航行，由于某种事故而使原油发生部分泄漏，设共泄漏9 t，则这次事故可能造成的最大污染面积约为(　　) A.1011 m2 B.1012 m2 C.108 m2 D.1010 m2 2.运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是(　　) A.气体分子单位时间内和器壁单位面积碰撞的次数仅与温度有关 B.某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为 C.生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 D.水流流速越快，说明水分子的热运动越剧烈，但并非每个水分子运动都剧烈 3.下述现象中说明分子之间有引力作用的是(　　) A.两块纯净铅柱的接触面刮平整后用力挤压可以粘在一起 B.丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引轻小物体 C.磁铁能吸引小铁钉 D.自由落体运动 4.关于分子的热运动，以下叙述正确的是(　　) A.布朗运动就是分子的热运动 B.同种物质的分子的热运动激烈程度相同 C.气体分子的热运动不一定比液体分子激烈 D.物体运动的速度越大，其内部的分子热运动就越激烈 5.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力，F<0为引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中四个图中分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是(　　) 6.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和阿伏伽德罗常量NA分别为(球的体积公式V＝πR3)(　　) A.d＝，NA＝ B.d＝，NA＝ C.d＝，NA＝ D.d＝，NA＝ 7.(多选)观察布朗运动的实验过程中，每隔5 s记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.由图可以看出布朗运动是无规则的 B.图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹 C.若对比不同温度下的轨迹，可以看出温度高时布朗运动显著 D.若对比不同颗粒大小时的轨迹，可以看出颗粒小时布朗运动显著 8.(多选)相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法中正确的是(　　) A.温度高的容器中氢分子的平均动能更大 B.两个容器中氢分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律 C.温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率 D.单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大 9.(多选)下列有关热现象和内能的说法中正确的是(　　) A.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 B.盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大 C.分子间作用力为零时，分子势能最小 D.在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小 10.(多选)如图所示，为分子力随分子间距离的变化关系图，设r0为A、B两分子间作用力为零的位置，F＞0为斥力，现将A固定在O点，将B从与A相距r0处由静止释放，在B远离A的过程中，下列说法正确的是(　　) A.B速度最大时，分子势能最小 B.B在运动过程中分子势能一直减小 C.B速度最大时，A对B的分子力为零 D.引力和斥力均减小，但引力减小得更快 　二、填空与实验题： 11.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零。 12.在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸1.0 mL注入2 500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2 500 mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒。记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL为止。恰好共滴了100滴； ③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状； ⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上。 (1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含油酸为________m3，油膜面积为________ m2，求得油酸分子直径为________ m(此空保留1位有效数字)。 (2)若阿伏伽德罗常量为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ，则下列说法正确的是________。 A.1 kg油酸所含有分子数为ρNA B.1 m3油酸所含分子数为 C.1个油酸分子的质量为 D.油酸分子的直径约为 三、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 13.如图所示，IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈，形成半径为7.13 nm的“原子围栏”，相邻铁原子间有间隙。估算原子平均间隙的大小(结果保留1位有效数字)。已知铁的密度是7.8×103 kg/m3，摩尔质量是5.6×10－2 kg/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6.02×1023 mol－1。 14.嫦娥五号返回器带着1.731 kg的月球土壤顺利在内蒙古预定区域着陆，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，阿伏伽德罗常量为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分子总个数。 15.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，阿伏伽德罗常量为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)说明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。 16.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，利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊。若氮气充入后安全气囊的容积V＝56 L，囊中氮气密度ρ＝2.5 kg/m3，已知氮气摩尔质量M＝0. 028 kg/mol，阿伏伽德罗常量NA＝6×1023 mol－1。试估算：(结果均保留1位有效数字) (1)囊中氮气分子的总个数N； (2)囊中氮气分子间的平均距离。 参考答案: 1.答案A解析　原油体积为V＝＝ m3＝10 m3，污染的海洋面积S＝＝ m2＝1011 m2，故选项A正确。 2.答案　C解析　气体分子单位时间与器壁单位面积碰撞的次数不仅与温度有关，还与单位体积内的分子数有关，故A错误；由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，气体分子之间的距离大于分子直径，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常量，故B错误；扩散可以在固体中进行，生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故C正确；水流速度是机械运动的速度，不能反映水分子的热运动情况，故D错误。 3.答案　A解析　把接触面磨平，使两个铅块的距离接近分子间引力发生作用的距离，两个铅块就会结合在一起，两个铅块的分子之间就存在着引力，故A正确；丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引轻小物体是静电吸附，故B错误；磁铁能吸引小铁钉，为磁场力作用，故C错误；自由落体运动为万有引力作用，故D错误。 4.答案　C解析　布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒做的无规则运动，由于小颗粒是由大量分子构成的，所以布朗运动不是分子的运动，故A项错误；同种物质的分子若温度不同，其热运动的剧烈程度也不同，故B项错误；温度是分子热运动激烈程度的反映，温度越高，分子热运动越激烈，与物体运动的速度无关，由于气体和液体的温度高低不确定，所以气体分子的热运动不一定比液体分子激烈，故C正确，D错误。 5.答案　B解析　乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，故B正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能为负值，故D错误。 6.答案　B解析　一滴油酸体积为，故直径d＝；油酸的摩尔体积为Vmol＝，一个油酸分子体积为V0＝πd3＝，故NA＝＝，故B正确。 7.答案　ACD解析　由于是每隔5 s记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，但并不知道这5 s时间内颗粒的运动轨迹(其实这5 s内的轨迹也是无规则的)，所以记录下的并不是颗粒的实际运动轨迹，温度越高，颗粒越小，布朗运动越显著。选项A、C、D正确，B错误。 8.答案　ABD解析　温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，A正确；由不同温度下的分子速率分布曲线可知，两个容器中氢分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，B正确；温度升高，并不是所有分子的速率都增大，C错误；温度升高则分子运动的剧烈程度增大，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，故对容器壁单位面积的平均作用力更大，D正确. 9.答案　CD解析　液体中的扩散现象是由于物质分子无规则热运动产生的分子迁移现象，不是液体的对流形成的，选项A错误；气体的内能由温度决定，与物体的宏观速度大小无关，故B错误；当分子间作用力为零时，分子处于平衡位置，分子势能最小，故C正确。当分子间距离等于r0时，它们之间引力和斥力的大小相等，方向相反，合力为零，较远处分子间作用力为零，故当两个分子间的距离由较远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间相互作用力先增大后减小，表现为引力，选项D正确。 10.答案　AC解析　由0. 5r0到r0过程中，分子力表现为斥力，距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，B的动能增加；当r＞r0时，分子力表现为引力，分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，B的动能减小，所以r＝r0时，B的动能最大，速度最大，此时B的分子势能最小，A、C正确，B错误；B从与A相距0.5r0处由静止释放，B远离A的过程中，距离增大，先斥力减小，后是引力先增大后减小，D错误。 11.答案　减小　减小　小于 解析　若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子力做正功，势能减小；由r2减小到r1的过程中，分子力仍做正功，势能仍减小；在间距为r1处，势能小于零。 12.答案　(1)4×10－12　1.14×10－2　4×10－10　(2)BC 解析(1)一滴油酸的酒精溶液含油酸为 V＝××1.0×10－6 m3＝4×10－12 m3 油膜面积为S＝格数×1×10－4 m2＝114×1×10－4 m2＝1.14×10－2 m2 求得油酸分子直径为D＝＝ m＝3.5×10－10 m。 (2)1 kg油酸所含有分子数为N＝NA＝，故A错误；1 m3油酸所含分子数为N＝NA＝，故B正确；1个油酸分子的质量为m0＝，故C正确； 假设油酸分子为球形，其直径为d，则一个油酸分子的体积为V0＝π()3 油酸的摩尔体积为V＝ 根据阿伏伽德罗常量的桥梁作用，有NA＝，联立可得d＝，故D错误。13.答案　6×10－10 m 解析　一个铁原子的体积V＝ 铁原子的直径D＝ 围栏中相邻铁原子的平均间隙l＝－D 解得l≈6×10－10 m。 14.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＝。 15.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n2＝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＝。 16.答案　(1)3×1024个　(2)3×10－9 m 解析　(1)设N2的物质的量为n，则n＝，氮气的分子总数N＝NA 代入数据得N＝3×1024个。 (2)每个氮气分子所占的空间为V0＝ 设氮气分子间平均距离为a 则有V0＝a3 代入数据得a≈3×10－9 m。 学科网（北京）股份有限公司 $