第1章 分子动理论 综合拔高练（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（教科版）

综合拔高练 高考真题练 考点1　分子热运动 1.(2023北京,1)夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比,夜间轮胎内的气体(　　) A.分子的平均动能更小 B.单位体积内分子的个数更少 C.所有分子的运动速率都更小 D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大 2.(2025江苏,8)一定质量的理想气体,体积保持不变。在甲、乙两个状态下,该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比,该气体在状态乙时(　　) A.分子的数密度较大 B.分子间平均距离较小 C.分子的平均动能较大 D.单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 考点2　分子力与分子势能 3.(2025山东,2)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示,若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为零,则(　　) A.只有r大于r0时,Ep为正 B.只有r小于r0时,Ep为正 C.当r不等于r0时,Ep为正 D.当r不等于r0时,Ep为负 4.(2023海南,5)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(　　) A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力 B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大 C.分子势能在r0处最小 D.分子间距离小于r0且减小时,分子势能在减小 强基计划 5.(多选题)(2024浙江强基计划)假想的气体分子,其速率分布如图所示,横坐标表示速率,纵坐标表示单位速率区间内出现的分子数。a为已知常量,当v>5v0时分子数为零。则(　　) A.总分子数N=8av0 B.分子在2v0到3v0区间出现的概率为 C.分子的平均速率为 D.在0~5v0区间内,分子出现的概率为1 E.3v0~4v0区间内与v0~2v0区间内的分子平均速率相等 高考模拟练 应用实践 1.(2025四川眉山彭山一中期中)下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是(　　) 甲　　乙 丙 丁 A.甲图是水分子的分子势能Ep随分子间距离r变化的关系图像,B点对应的位置水分子之间的相互作用总体上表现为引力 B.乙图中布朗颗粒越小,单位时间内受到液体分子撞击次数越少,布朗运动越明显 C.丙图显微镜下微粒运动的位置连线就是微粒的运动轨迹 D.丁图曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ描述了氧气分子分别在TⅠ、TⅡ和TⅢ时的速率分布,则TⅢ<TⅡ<TⅠ 2.(多选题)(2025河南信阳高级中学月考)如图所示,将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表示作用力表现为斥力,F<0表示作用力表现为引力,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,设两分子间距离无穷远时,Ep=0。下列选项中分别表示乙分子的加速度、速度、动能、势能与两分子间距离的关系,其中一定不正确的是(　　) A　　　　B C　　　　D 3.(2024江苏淮安月考)(1)“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤如图所示,将它们按操作先后顺序排列应是　　　　。  a　b　c　d (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,将油酸溶于酒精,其浓度为每1 000 mL溶液中有0.6 mL油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,画出油膜的形状。如图所示,坐标纸中正方形方格的边长为1 cm,试求: ①油膜的面积是　　　　cm2;  ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　;  ③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是　　　　m。(结果均保留两位有效数字)  (3)若阿伏伽德罗常量为NA,油酸的摩尔质量为M,密度为ρ。则下列说法正确的是　　　　。  A.1 kg油酸所含分子数为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 4.(2024河南驻马店月考)大气层是地球最外部包围着海洋和陆地的气体圈层,可分为对流层、平流层和高层大气,厚度在1 000千米以上,与液体中的压强类似,地球表面的大气压可认为是对流层空气受到地球的引力而产生的。地球可看作半径R=6 400 km的均质球体,测得地球表面的大气压p0=1.0×105 Pa,空气的平均相对分子质量为29,对流层空气的平均密度ρ=0.9 kg/m3,已知阿伏伽德罗常量NA=6.02×1023 mol-1,取重力加速度大小g=10 m/s2,求: (1)对流层的厚度h(保留两位有效数字); (2)对流层空气分子间的平均距离d(保留一位有效数字)。 迁移创新 5.(2024北京西城期中)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给器壁的冲量的大小; (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概率。如图,若正方体棱长为a,忽略分子间相互碰撞,请计算Δt时间内,与面积为S的器壁发生碰撞的分子个数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。若已知一定质量的气体,其压强p与热力学温度T的关系式为p=nkT,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mv2)的标志。 答案与分层梯度式解析 高考真题练 1.A 2.C 3.C 4.C 5.AD 1.A　温度是分子平均动能的标志,温度低,则分子平均动能小,A正确。汽车轮胎的容积可认为不变,分子数量一定,所以单位体积内分子数相等,B错误。气体分子的平均动能减小,并不是每一个分子的速率都减小,C错误。气体压强变小,则分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力变小,D错误。 2.C　分子的数密度n=,因为气体分子的个数和体积不变,故甲、乙两个状态下分子的数密度相同,A错误;分子间平均距离d=,两个状态下分子间平均距离一样大,B错误;乙状态的速率分布峰值在甲状态的速率分布峰值右侧,表明该气体在状态乙时分子的平均动能较大,且温度是理想气体分子平均动能的标志,故T乙>T甲,体积不变时,气体的温度升高,分子热运动更剧烈,则该气体在状态乙时单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较多,C正确,D错误。 3.C　根据分子间作用力做功与分子势能变化的关系,分子间作用力做正功,分子势能减少;分子间作用力做负功,分子势能增加。由题图可知,r=r0时分子间作用力为零,当分子间距离由r0开始增大或减小时,分子间作用力均做负功,分子势能增大,本题又规定分子间距离r=r0时分子势能Ep=0,故当分子间距离r>r0或r<r0时,分子势能均为正,C正确。 4.C　分子间距离大于r0时,分子间表现为引力,分子从无限远靠近到距离r0处过程中,引力做正功,分子势能减小,A、B错误;分子间距离小于r0且减小时,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大,则在r0处分子势能最小,C正确,D错误。故选C。 5.AD　总分子数N=av0×2+2av0×2+3a×v0=8av0,故A正确;分子在2v0到3v0区间出现的概率为p=,B错误;根据分布图线的对称性可知,分子的平均速率为2.5v0,故C错误;当v>5v0时分子数为零,则在0~5v0区间内,分子出现的概率为1,D正确;3v0~4v0区间内分子平均速率为3.5v0,而v0~2v0区间内的分子平均速率为1.5v0,E错误。故选A、D。 高考模拟练 1.B　甲图是水分子的分子势能Ep随分子间距离r变化的关系图像,B点对应的位置水分子之间的相互作用力为0,A错误;乙图中布朗颗粒越小,单位时间内受到液体分子撞击次数越少,布朗运动越明显,B正确;布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,丙图显示的是每隔一段时间悬浮微粒的位置连线,而不是运动轨迹,C错误;氧气分子在TⅢ时速率大的分子所占百分比较多,故TⅢ较高,可知TⅢ>TⅡ>TⅠ,D错误。故选B。 2.BCD　由牛顿第二定律可知,加速度与力的大小成正比,方向与力的方向相同,知a-x图线的形状与F-x图线相同,A正确,不符合题意;乙分子的运动方向始终不变,B错误,符合题意;分子的动能不可能为负值,C错误,符合题意;乙分子从A处由静止释放,根据能量守恒,其分子势能不可能增大到正值,D错误,符合题意。故选B、C、D。 3.答案　(1)bcad　(2)①1.3×102　②8.0×10-12 m3 ③6.1×10-10　(3)B 解析　(1)“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为:配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是bcad。 (2)①题图中油膜中大约有132个小方格,则油膜的面积为S=132×12 cm2=132 cm2≈1.3×102 cm2; ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V0=× m3=8.0×10-12 m3; ③油酸分子的直径为d== m≈6.1×10-10 m。 (3)1 kg油酸所含分子数为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错误;设油酸分子的直径为d,则有π=,解得d=,故D错误。 4.答案　(1)1.1×104 m　(2)4×10-9 m 解析　(1)由于大气压与液体中的压强类似,所以有p0=ρgh 解得h≈1.1×104 m。 (2)对流层空气的摩尔质量M=29×10-3 kg/mol=2.9×10-2 kg/mol 设1 m3内含有空气分子的个数为N,每个空气分子占据的体积是边长为d的立方体 则有N=NA d3= 解得d≈4×10-9 m。 5.答案　(1)2mv　(2)na3　(3)见解析 解析　(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-I'=-mv-mv=-2mv 器壁对分子的冲量与分子对器壁的冲量大小相等、方向相反 所以一个分子与器壁碰撞一次给器壁的冲量的大小为I=2mv (2)如图所示,以器壁的面积S为底,以vΔt为高构建柱体 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的面积S发生碰撞, 碰撞的分子总数为N=n·S·vΔt=nSvΔt (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FΔt=NI 根据压强的定义p==nkT 所以mv2=kT 由此可知,温度是分子平均动能的标志。 学科网（北京）股份有限公司 $