单元检测卷(一) 分子动理论与气体实验定律-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（鲁科版）

该高中物理单元复习课件系统梳理了分子动理论与气体实验定律的核心内容，涵盖分子数估算、内能、布朗运动、分子力及气体实验定律等知识，通过概念辨析、规律推导与实验探究串联，构建从微观分子运动到宏观气体状态变化的完整知识网络。 其亮点在于注重科学思维与科学探究的培养，如设计油膜法估测分子大小、DIS研究气体等温变化等实验，结合氧气瓶、喷壶等生活实例，通过选择、计算等分层题型，帮助学生深化物理观念，提升问题解决能力，也为教师提供精准复习的教学支持。

单元检测卷(一)　分子动理论与气体实验定律 　　　　 第1章　分子动理论与气体实验定律 1．已知标准状态下气体的摩尔体积VA＝ 22.4 L/mol，阿伏伽德罗常数NA＝6.02×1023 mol-1，估算标准状态下，1 cm3气体中的分子数最接近 A．2.7×1018个　　　　　 B．2.7×1019个 C．2.7×1020个 D．2.7×1021个 1 cm3等于0.001 L，在标准状态下，空气的摩尔体积为22.4 L/mol，故0.001 L的气体的物质的量为n＝ mol＝4.5×10-5 mol，分子数N＝nNA＝2.7×1019，选项B正确。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2．下列说法正确的是 A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关 D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变 温度是分子平均动能的宏观表现，温度越高，分子热运动越剧烈，选项A正确；物体的内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能之和，选项B错误；气体压强与温度和体积有关，体积大小影响分子密度，选项C错误；气体温度降低，分子平均动能一定减小，选项D错误。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3．某物理兴趣小组为更准确地测出气体的压强，用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的p-V图像如图所示，则分子平均动能 A．一直减小 B．先增大后减小 C．先减小后增大 D．一直增大 温度是分子平均动能的标志，分析分子平均动能发生了怎样的变化，即分析气体温度的变化。将实验气体视为理想气体，则＝常量，即T∝pV，由题图知状态A和B时pV相等，而中间态pV较大，即温度先升高后降低，故分子平均动能先增大后减小。故选B。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4．关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是 A．布朗运动和扩散现象都可以在气、液、固体中发生 B．布朗运动和扩散现象都是固体小颗粒的运动 C．布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显 D．布朗运动和扩散现象都说明物体在不停地运动 扩散现象在固、液、气体中都能发生，但布朗运动只能发生在气体或液体 中，A错误；扩散现象是分子的运动，而布朗运动是固体颗粒的运动，B错 误；温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象越显著，同时液体或气体分子对固体颗粒的撞击力越大，颗粒的不平衡性越明显，布朗运动越显著，C正 确；布朗运动和扩散现象都说明分子在永不停息地做无规则热运动，D错误。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 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 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 乙分子的运动方向始终不变，即速度没有正负的转换， 故A错误；加速度与力成正比，方向相同，故B正确； 乙分子势能不可能增大到正值，故C错误；乙分子动 能不可能为负值，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6．某医用氧气瓶的容积为40 L，瓶内装有7.2 kg的氧气。使用前，瓶内氧气的压强为1.45×107 Pa，温度为37 ℃。当患者消耗该氧气瓶内氧气的质量为3.48 kg时，瓶内氧气的压强变为7.25×106 Pa，T＝t＋273 K，则此时瓶内气体的温度为 A．33 ℃ B．31 ℃ C．29 ℃ D．27 ℃ 瓶内剩余气体质量为7.2 kg－3.48 kg＝3.72 kg，消耗前3.72 kg氧气的体积V1＝×40 L＝ L，根据理想气体状态方程有＝，即＝，解得t＝27 ℃，故气体温度为27 ℃。故选D。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7．如图所示，一根上细下粗，粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开口、下端封闭，上端足够长，下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体。现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近下列哪个图像 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 气体缓慢加热的过程中，水银柱缓慢上升；刚开始，水银柱完全处在下端，气体的压强p1＝p0＋ρgh1保持不变，气体经历等压变化，此时V­-T图像是正比例函数图像，斜率k1∝；最终水银柱将完全处在上端，同理，此时气体的压强p2＝p0＋ρgh2保持不变，气体经历等压变化，此时V­-T图像也是正比例函数图像，斜率k2∝，显然，h1<h2，p1<p2，所以k1>k2，选项B、C可排除； 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 在水银柱经过粗细交接部位时，水银柱的长度由h1逐渐增大到h2，气体的压强也由p1逐渐增大到p2，气体的体积和温度也均在变化，显然，该过程不是等容过程，选项D错误。故正确选项为A。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8．某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看成理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p0的空气的体积为 A． B．V C．(＋1)V D．(－1)V 气体做等温变化，设充入体积为V1的气体，则有p0V＋p0V1＝ρV，解得V1＝V＝(－1)V，故D正确，A、B、C错误。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9．如图所示，质量为M、导热性能良好的气缸由一根平行于斜面的细线系在光滑斜面上。气缸内有一个质量为m的活塞，活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气。气缸内密封有一定质量的理想气体。如果大气压强增大(温度不变)，则 A．气体的体积减小 B．细线的张力增大 C．气体的压强增大 D．斜面对气缸的支持力增大 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 设大气压强为p0，封闭气体压强为p，活塞面积为 S，斜面倾角为θ，对活塞由受力平衡得pS＝p0S－ mg sin θ，故当p0增大时，p增大，由玻意耳定律得， 气体体积减小，故选项A、C正确；对于封闭气体 和气缸及活塞所组成的整体受力平衡可知，细线的拉力、斜面对气缸的支持力与大气压强的变化没有关系，即细线的张力、斜面对气缸的支持力不变，故选项B、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10．如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4 L，打气筒每次可将压强为1.0× 105 Pa、体积为0.02 L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过5.0×105 Pa；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为3.0×105 Pa，当壶内空气压强降至1.0×105 Pa时便不能向外喷水。现装入1.2 L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为1.0×105 Pa。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是 A．为了保证喷水效果，打气筒最少打气20次 B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打入的空气质量与喷壶 中原来气体质量之比为4∶1 C．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向 外喷出水的体积为0.8 L D．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1 L √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 为了保证喷水效果，设打气筒最少打气n次，则有p0V0＋np0ΔV＝p1V0，其中p0＝1.0×105 Pa，V0＝1.4 L－1.2 L＝0.2 L，ΔV＝0.02 L，p1＝3.0×105 Pa，解得n＝20，A正确；为了保证喷壶安全，设打气筒最多打气m次，则有p0V0＋mp0ΔV＝p2V0，其中p2＝5.0×105 Pa，则m＝40，由于打入的空气与壶内空气初态的压强、温度均相同，即密度相同，则打入的空气质量与喷壶中原来气体质量之比＝＝，B正确；若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，设可向外喷出水的体积为Vx，则有p2V0＝p0(V0＋Vx)，解得Vx＝0.8 L，C正确，D错误。故选ABC。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11．如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则 A．弯管左管内外水银面的高度差为h B．若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大 C．若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管 壁上升 D．若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 对右管中的水银分析知，管中气体压强比大气压强高 h cmHg，所以弯管左管内外水银面的高度差为h，故 A正确；弯管上下移动，封闭气体温度和压强不变， 体积不变，故B错误；封闭气体温度和压强不变，体 积不变，所以弯管向下移动少许，则右管内的水银柱 沿管壁上升，故C正确；环境温度升高，封闭气体压强不变，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12．下列图像与实际不相符的是 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 温度越高，则速率较大的分子所占的百分比越大，故A图像不符合实际；气体由状态A变化到B的过程中，pV先增大后减小，则气体的温度先升高后降低，故气体分子平均动能先增大后减小，选项B正确；当r＝r0时分子力表现为零，分子引力和斥力都随分子间距离增大而减小，选项C正确；根据＝C可知，气体的等容变化图像应该过热力学温度的零点，图像D不符合实际。故选A、D。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 13．(6分)利用油膜法估测分子的大小实验时，现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。 请补充下述估测分子大小的实验步骤： (1)_______。(需测量的物理量用字母表示) 用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2)用滴管将1滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)，则油膜面积为_______。 由图可查得面积为105S。 105S 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (3)估算油酸分子直径的表达式为d＝____________。 1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 V′＝， 油膜面积S′＝105S，由d＝， 得d＝。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14．(8分)用DIS研究一定质量的气体， 在温度不变时，压强与体积关系的实验 装置如图所示，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间位置， 将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p； ③用V-­图像处理实验数据，得出如图所示图线。 (1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是______________ _______________； 塞上涂润滑油 在注射器活 通过涂润滑油可使注射器不漏气。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_________________ 和_______________________________； 缓慢移动活塞是为了有足够的时间使封闭气体与外界热交换，不能用手握住注射器封闭气体部分也是为了不使手上的热量传递给气体。 移动活塞要缓慢 不能用手握住注射器封闭气体部分 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (3)如果实验操作规范正确，但如图所示的V-­图线不过原点，则V0代表_______ _________________________________。 注射器与压强传感器连接部位有气体，从而使图线不过原点。 注射器与压强传感器连接部位的气体体积 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 15．(9分)(海南高考)如图，一封闭的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，一重量不可忽略的光滑活塞将容器内的理想气体分为A、B两部分，A体积为VA＝4.0×10-3 m3，压强为pA＝47 cmHg；B体积为VB＝6.0×10-3 m3，压强为pB＝52 cmHg。现将容器缓慢转至水平，气体温度保持不变，求此时A、B两部分气体的体积。 答案：3.76×10-3 m3　6.24×10-3 m3 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 设容器缓慢转至水平时A、B两部分气体的压强为p， 由气体的等温变化可得 对于A：pAVA＝pVA′ 对于B：pBVB＝pVB′＝p(VA＋VB－VA′) 代入数值可得VA′＝3.76×10-3 m3，VB′＝6.24×10-3 m3。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16．(11分)如图所示，横截面积为S的气缸导热性能良好、内 壁光滑，气缸上端开口，有一阀门K连接进气口。原长2l、 劲度系数k＝的轻弹簧一端固定在气缸底部，另一端连接 质量为m＝的活塞，外界大气压强p0已知。现气缸内封闭 一定质量的空气，此时活塞距气缸底部的距离为。 (1)求气缸中气体的压强p1。 答案：p0 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 对活塞受力分析如图所示： 根据平衡条件有mg＋p0S＝p1S＋k 解得p1＝p0。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2)进气口连接打气筒，打开阀门K，给气缸缓慢打气，每次打入气体压强为p0、体积为V＝，为使气缸中弹簧恢复原长，需要打气几次？(设环境温度不变，打入的气体及气缸内已有的气体均可视为理想气体) 答案：28次 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 设弹簧恢复原长时气缸内气体的压强为p2 根据平衡条件有mg＋p0S＝p2S 可得p2＝2p0 设打气筒打气n次，对于打入的气体及气缸内原有的 气体有p1·Sl＋np0V＝p2·2Sl 解得n＝28，故需要打气28次。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17．(12分)千余年来，景德镇制瓷业集历 代名窑之大成，汇各地技艺之精华，形成 了独树一帜的手工制瓷工艺生产体系，创 造了中国陶瓷史上最辉煌灿烂的一段历史。 瓷器的烧制可以采用窑炉，如图甲所示。 图乙是窑炉的简图，上方有一单向排气阀，当窑内气压升高到3p0(p0为大气压强)时，排气阀才会开启，压强低于3p0时，排气阀自动关闭，某次烧制过程，初始时窑内温度为t1＝27 ℃，窑内气体体积为V0，压强为p0。已知烧制过程中窑内气体温度均匀且缓慢升高。不考虑瓷胚体积的变化，气体可视为理想气体，绝对零度取－273 ℃。 (1)求排气阀开始排气时，窑内气体温度； 答案：627 ℃　 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 对封闭在气窑内的气体，排气前体积 为V0且不变，烧制前温度为T0＝(273 ＋27) K＝300 K 排气阀开启前，气体升温过程中发生 等容变化，根据查理定律有＝ 解得T1＝900 K。 此时窑内气体温度t1＝(900－273) ℃＝627 ℃。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2)求窑内温度为1 227 ℃时，排出气体质量与窑内原有气体质量的比值。 答案： 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 当气体温度为1 227 ℃，压强为3p0时，设体积为V2 根据理想气体状态方程有＝ 解得V2＝V0 又V排＝V2－V0＝V0 所以＝＝。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18．(14分)如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨 化加工的装置，主体为一导热良好的钢制罐体，罐体 的容积为4×10-3 m3，两端分别焊接了支撑轴和摇柄。 在p0＝1 atm(1个标准大气压)的气压，27 ℃的干燥环 境下打开阀门向罐体内放入1×10-3 m3的谷物，关闭阀门，将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，谷物内部分水分汽化成高压水蒸气与罐内空气形成混合气体(可视为理想气体)。当罐内混合气体温度为 327 ℃、压强达5 atm时，打开阀门，因为压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果。忽略谷物间隙气体的体积和在罐体内加热过程中谷物体积的变化。已知绝对零度为－273 ℃。求： 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (1)从开始加热到压强变为5 atm时，罐体内水蒸气的分压强。(已知混合气体的压强等于在同温度同体积条件下组成混合气体的各成分单独存在时的分压强之和) 答案：3 atm　 对原有空气，根据查理定律有＝ 其中T0＝(27＋273) K＝300 K，T1＝(327＋273)K＝600 K 联立解得p1＝2p0＝2 atm 从开始加热到压强变为5 atm时，罐体内水蒸气的分压强为p′＝5p0－p1＝3 atm。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (2)打开阀门后的混合气体迅速膨胀使得谷物全部喷出，当混合气体温度为127 ℃，罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比。 答案：40% 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 设罐体的容积为V0，对混合气体分析，由理想气体状态方程可得＝ 其中T2＝(127＋273) K＝400 K 可得V2＝10×10-3 m3 则有罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比为×100%＝×100%＝40%。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 谢 谢 观 看 单元检测卷(一)　分子动理论 与气体实验定律 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 $