第一章 分子动理论 单元测试 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第一章综合测试 2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册 学号： 班级： 姓名： 一、 单项选择题 1 (2024宿迁开学测试)一定质量的气体，保持温度不变、仅减小体积之后，气体的压强会增大．用分子动理论的观点分析，这是因为(　　) A. 气体分子的总数增加 B. 气体分子的平均速率增大 C. 气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大 D. 单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多 2 (2024南通海门期中)人们常把瘪的乒乓球放入热水中使其恢复为球形，把乒乓球放入热水后，球内的气体(视为理想气体)(　　) A. 分子的平均动能增大 B. 每个分子速率都增大 C. 单位体积的分子数增加 D. 内能减小 3 把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮在液体中的小炭粒在不同时刻的位置，每隔一定时间把炭粒的位置记录下来，最后按时间先后顺序把这些点进行连线，得到如图所示的图像，对于这一现象，下列说法正确的是(　　) A. 炭粒的无规则运动，说明碳分子运动也是无规则的 B. 越小的炭粒，受到撞击的分子越少，作用力越小，炭粒的不平衡性表现得越不明显 C. 观察炭粒运动时，可能有水分子扩散到载物片的玻璃中 D. 将水的温度降至零摄氏度，炭粒会停止运动 4 (2025南通海门阶段测试)物体是由大量分子组成的．关于分子，下列说法中正确的是(　　) A. 密闭容器中，PM2.5微粒漂浮在气体中做无规则运动，若抽出部分气体，微粒的无规则运动一定变弱 B. 压在一起的铁块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部，表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动 C. 给自行车轮胎打气时，气筒压下后反弹是由分子间的斥力造成的 D. 分子间的距离为平衡位置r0时，分子间的作用力为0，分子势能最大 5 (2023南京模拟)雾霾天气是一种大气污染状态，霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001 μm到10 μm，平均直径大约在1～2 μm左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物．从物理学的角度认识雾霾，下列说法正确的是(　　) A. 雾霾天气中霾粒子的运动是布朗运动 B. 霾粒子的运动是分子的运动 C. 霾粒子的扩散形成霾 D. 霾粒子的运动与温度无关 6 (2024南通阶段测试)以μ表示水的摩尔质量，V0表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V分别表示单个水分子的质量和体积，下面四个关系式正确的是(　　) A. NA＝ B. m＝ C. V＝ D. ρ＝ 7 (2025南京开学考试)关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是(　　) 甲 乙 丙 A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动反而越不明显 B. 图乙说明固体间不能发生扩散现象 C. 由图丙可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功 D. 图丙中分子间距为r1时分子力为0 8 (2025南通海门抽测)分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间实际表现出的作用力是引力与斥力的合力．图甲是分子引力、分子斥力随分子间距离r的变化图像，图乙是实际分子力F随分子间距离r的变化图像(斥力以正值表示，引力以负值表示).将两分子从相距r＝r2处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A. 从r＝r2到r＝r0，分子力表现为斥力 B. 从r＝r2到r＝r1，分子间的作用力的大小先减小后增大 C. 从r＝r2到r＝r0，分子势能先减小后增大 D. 从r＝r2到r＝r1，分子动能先增大后减小 9 (2023南通中学期中)我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律．如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线1、2对应的温度分别为T1、T2.下列说法正确的是(　　) A. 温度T1大于温度T2 B. T1、T2温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同 C. 将T1、T2温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线1和曲线2下方的面积之和 D. 将T1、T2温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 10 (2024扬州阶段测试)如图所示，将甲分子固定于坐标原点，乙分子从a处由静止释放(仅考虑分子间作用力)，下列说法正确的是(　　) A. 乙分子从a到b分子势能增加 B. 乙分子从b到c分子间作用力减小 C. 乙分子位于b处时，速度最大 D. 乙分子可以以b为平衡位置在a、c间做往复运动 二、 非选择题 11 (2025扬州阶段测试)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的简要步骤如下： A. 向1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到500 mL.用滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，当滴入50滴时，测得其体积恰好是0.5 mL； B. 用浅盘装入约2 cm左右深的水，然后将爽身粉或石膏粉均匀地撒在水面上； C. 将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上； D. 将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S； E. 用公式d＝，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小． (1) 在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是________． A. 等效替代法 B. 类比法 C. 理想模型法 D. 控制变量法 (2) 在步骤B中滴入盛水浅盘中的一滴油酸酒精溶液所含的纯油酸的体积为________m3，将画有油膜轮廓的玻璃板放在方格边长为1 cm的坐标纸上，水面上散开的油膜轮廓如图所示，该油膜面积为________m2，油酸分子直径约为________m(此空的结果保留三位有效数字). (3) 某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较结果明显偏小，可能是由于________． A. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B. 求每滴溶液中纯油酸的体积时，0.5 mL溶液的滴数多记了10滴 C. 计算油酸膜面积时，错将不完整的方格均作舍去处理 12 如图所示，一个高约为2.8 m，面积约为10 m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟．(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3，一根烟大约吸10次，标准状况下空气的摩尔体积Vmol＝22.4 L/mol，阿伏加德罗常数取6.02×1023 mol-1)求： (1) 估算被污染的空气分子间的平均距离； (2) 另一个不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子．(结果均保留两位有效数字) 13 如图所示，石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，结构非常稳定．已知：单层石墨烯的厚度约为0.33 nm，每个六边形的面积约为5.2×10-20 m2，碳的摩尔质量为12 g/mol，阿伏加德罗常数取6×1023 mol-1.对质量为1 g的单层石墨烯，试估算： (1) 包含的碳原子个数； (2) 所占有的空间体积．(结果均保留2位有效数字) 14 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(NaN3)产生气体(假设都是N2)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NA，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． 1. D　一定质量的气体，则气体分子的总数保持不变；保持温度不变，则气体分子的平均动能不变，气体分子的平均速率不变，气体分子每次碰撞器壁的平均作用力不变；仅减小体积之后，单位体积内的分子数量变多，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，气体的压强会增大．D正确． 2. A　将乒乓球中的气体看作理想气体，温度升高，内能增大，分子的平均动能增大，并不是每个分子速率都增大，A正确，B、D错误；乒乓球中气体质量不变，温度升高，体积增大，密度减少，单位体积的分子数减少，C错误． 3. C　图中的折线是每隔一定的时间炭粒的位置的连线，是由于水分子撞击做无规则运动而形成的，说明水分子的无规则运动，不能说明碳分子运动也是无规则的，A错误；炭粒越小，在某一瞬间跟它相撞的水分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，B错误；扩散可发生在液体和固体之间，故观察炭粒运动时，可能有水分子扩散到载物片的玻璃中，C正确；将水的温度降低至零摄氏度，炭粒的运动会变慢，但不会停止，D错误． 4. B　大量气体分子对PM2.5无规则碰撞，使PM2.5做无规则永不停息的布朗运动，布朗运动的剧烈程度与温度和微粒大小有关，若抽出部分气体，微粒的无规则运动不一定变弱，故A错误；压在一起的铁块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部，表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动，故B正确；给自行车轮胎打气时，气筒压下后反弹是由于内部气体压强大于外部气体压强造成的，故C错误；分子间的距离为平衡位置r0时，分子间的作用力为0，分子势能最小，故D错误． 5. A　雾霾天气中霾粒子的运动是由气体分子撞击霾粒子的不平衡性而产生的布朗运动，不是分子的运动，故A正确，B错误；霾粒子的布朗运动形成霾，故C错误；霾粒子的运动与温度有关，温度越高，霾粒子的运动越剧烈，故D错误． 6. A　由于μ＝ρV0，则NA＝＝，变形得 m＝，A正确，B错误；由于分子之间有空隙，所以NAV<V0，即 V<，水蒸气的密度为ρ＝<，C、D错误． 7. A　布朗运动是液体分子无规则运动对悬浮微粒撞击不平衡造成的，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，各个方向的撞击力越容易平衡，布朗运动就越不明显，故A正确；铝块与金块叠在一起，经过一段时间后，它们会彼此进入对方，这就是固体间的扩散现象，说明固体间也能发生扩散，故B错误；从r1变到r2的过程中，分子间距增大，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误；图丙中分子间距为r2时，分子势能最小，此时分子力为0，故D错误． 8. D　由图乙可知，从r＝r2到r＝r0分子力表现为引力，且大小先增大后减小；从r＝r0到r＝r1分子力表现为斥力，且大小逐渐增大，故A、B错误；从r＝r2到r＝r0分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能逐渐减小，故C错误；从r＝r2到r＝r1分子力先表现为引力，后表现为斥力，分子力先做正功，后做负功，分子动能先增大后减小，故D正确． 9. B　温度越高，分子热运动越激烈，速率大的分子所占的比例大，由图可知曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大，故温度T2高于温度T1，A错误；T1、T2温度下，实线1、2相交于一点，即该速率区间的分子数占比相同，B正确；由图可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，故将T1、T2温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积仍为1，C错误；将T1、T2温度下的氧气混合后，温度不会比T1的温度更低，故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线，D错误． 10. C　由图像可知，乙分子从a到b分子势能减小，A错误；乙分子从b到c分子间作用力先增大后减小，B错误；从a到b甲分子对乙分子力的合力为斥力，做正功，动能增大，速度增大，从b到c，甲分子对乙分子力的合力为引力，做负功，动能减小，速度减小，则乙分子位于b处时，速度最大，C正确；乙分子到达无限远时速度为零，乙分子不会以b为平衡位置在a、c间做往复运动，D错误． 11. (1) C　(2) 2×10-11　1.37×10-2　1.46×10-9　(3) B 解析：(1) 实验中把分子看作小球，认为油酸分子能够一个一个紧密排列，在水面上形成单分子油膜层，都是采用了理想模型法，故C正确，A、B、D错误． (2) 一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V＝××10-6 m3＝2×10-11 m3，根据大于半个方格的计为一个，小于半个方格的不计的原则，可得油膜形状占据的方格数约为N＝137，所以油膜的面积为S＝137×10-4 m2＝1.37×10-2 m2，油酸分子的直径为d＝＝ m＝1.46×10-9 m． (3) 计算油酸分子直径的依据是d＝，错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则一滴溶液中纯油酸的体积偏大，导致油酸分子直径计算值偏大，故A错误；求每滴溶液中纯油酸的体积时，0.5 mL溶液的滴数多记了10滴，则导致一滴溶液体积计算值偏小，则一滴溶液中纯油酸计算体积偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，故B正确；计算油酸膜面积时，错将不完整的方格均作舍去处理，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，故C错误． 12. (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 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 个/m3≈2.9×1021个/m3， 每个被污染的分子所占体积为 V＝ m3， 所以平均距离L＝＝7.0×10-8 m. (2) 被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为 N＝2.9×1021×300×10-6个＝8.7×1017个． 13. (1) 由题意得，1 g的单层石墨烯含有碳原子的物质的量为n＝＝ mol， 则包含的碳原子个数为N＝nNA＝5.0×1022. (2) 因为石墨烯最小的六元环上有6个碳原子，每个碳原子被3个环占有，所以每个最小六元环占有2个碳原子，所以1 g的单层石墨烯含有六元环的个数为N′＝＝2.5×1022个，又因为单层石墨烯的厚度约为0.33 nm，每个六边形的面积约为5.2×10-20 m2，所以1 g的单层石墨烯所占有的空间体积为V＝N′Sd＝2.5×1022×5.2×10-20×0.33×10-9 m3≈4.3×10-7 m3. 14. (1) 设氮气物质的量为n，则n＝， 该气囊中氮气分子的总个数 N＝nNA＝NA. (2) 每个氮气分子所占的空间V0＝， 设氮气分子间的平均距离为d，则有V0＝d3， 则该气囊中氮气分子间的平均距离 d＝＝. 学科网（北京）股份有限公司 $