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（人教版）

第一章　分子动理论 综合拔高练 高考真题练 考点1　分子动理论的基本内容 1.(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 2.(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 3.[2021重庆,15(1)]图1和图2中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律①,r0为平衡位置。现有如下物理量:①分子势能,②分子间引力,③分子间斥力,④分子间引力和斥力的合力,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是(　　) 　 A.①③②　B.②④③　C.④①③　D.①④③ ①教材回溯　此处与教材P15图1.4-2类似。 4.(2023海南,5)如图为两分子靠近过程中的示意图,r0为分子间平衡距离,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处的过程中分子势能变大 C.分子势能在r0处最小 D.分子间距离在小于r0且减小时,分子势能在减小 5.(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①。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 ①教材回溯　此处与教材P11图1.3-2类似。 考点2　实验:用油膜法估测油酸分子的大小 6.[2023北京,15(1)]用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V,在水面上形成的单分子油膜面积为S,则油酸分子的直径d=　　　　。  自主招生 7.(多选题)(北京大学博雅计划)封闭容器内气体的温度为T0=273 K,气压为p0,若容器壁的温度突变为T1,下列说法正确的是(　　) A.若T1>T0,则容器内器壁附近气体压强将大于p0 B.若T1>T0,则容器内器壁附近气体压强将等于p0 C.若T1>T0,则容器内器壁附近气体压强将小于p0 D.若T1<T0,则容器内器壁附近气体压强将小于p0 高考模拟练 应用实践 1.(2025江西南昌期中)下面四幅图描述了不同情境及对应的现象,针对这些现象的说法正确的是(　　) 　 　 A.甲图中海绵泡沫体积变小,说明分子间有空隙 B.乙图中烟尘颗粒做无规则运动,说明烟尘分子在做无规则运动 C.丙图中AB线段表示炭粒在30 s内的轨迹 D.丁图中压紧的铅块会“粘”在一起,说明分子间存在引力 2.(多选题)(2025安徽合肥期中)一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度升高,压强增大的原因是(　　) A.温度升高后,单位体积内的分子数增多 B.温度升高后,气体分子的平均动能变大 C.温度升高后,分子撞击器壁的平均作用力增大 D.温度升高后,单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数不变 3.(2025江苏无锡期中)下面的表格是某地区1~7月份气温与气压的对照表,7月份与1月份相比较,正确的是(　　) 月份/月 平均最高气温/℃ 平均大气压/(105 Pa) 1 1.4 1.021 2 3.9 1.019 3 10.7 1.014 4 19.6 1.008 5 26.7 1.003 6 30.2 0.998 4 7 30.8 0.996 0 A.空气分子热运动的情况几乎不变 B.空气分子热运动减弱了 C.单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数增多了 D.单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了 4.(创新题·新情境)(2025湖北襄阳期中)某地某天的气温变化趋势如图甲所示,细颗粒物(PM2.5等)的污染程度为中度,出现了大范围的雾霾。在11:00和14:00的空气分子速率分布曲线如图乙所示,横坐标v表示分子速率,纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列说法不正确的是(　　) A.细颗粒物在大气中的移动是由于细颗粒物分子的热运动 B.9:00时空气分子的平均速率比10:00时大 C.图乙中实线表示14:00时的空气分子速率分布曲线 D.单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数,14:00时比12:00时多 5.(2025吉林通化期末)如图甲、乙所示,分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处,分子b从r=r4处以某一速度向分子a运动(运动过程中仅考虑分子间作用力),假定两个分子间的距离为无穷远时它们的分子势能为0,则(　　) 　　 A.图甲中分子间距从r2到r3,分子间的引力增大,斥力减小 B.分子b运动至r3和r1位置时动能可能相等 C.图乙中r5一定大于图甲中r2 D.若图甲中阴影面积S1=S2,则两分子间最小距离等于r1 迁移创新 6.(2025北京海淀期中)压强产生的原因有多种情况: (1)①正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题,我们假定:(a)粒子大小可以忽略,其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等;(b)与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。利用所学力学知识,推导出器壁所受压强p与m、n和v的关系。 ②理想气体不考虑分子间的相互作用,故可以忽略分子势能,气体内能可以近似等于所有气体分子动能的总和。“温度是分子平均动能的标志,即T=a(a为物理常量,为分子热运动的平均动能)”,推导气体内能U'与体积V和压强p气的关系。已知一定质量的理想气体,其压强与热力学温度T的关系为p=nkT,式中n为单位体积内气体的分子数,k为常数。不考虑气体分子的转动。 (2)伯努利原理:对于流动的气体或液体(即流体),流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。如图所示,一根水平放置的管道,从左往右逐渐变粗,流体从中流过。管内流体稳定流动时具有这样的特点:(a)管内各处流体体积无法压缩且密度均相同;(b)管内各处流体流速不随时间改变。选取横截面C和横截面D之间的流体为研究对象,当C处流体流动很小一段距离,到达C'处时,D处流体正好流动到D'处。设管道入口处横截面积为S1,压强为p1,流体流速为v1;管道出口处横截面积为S2,压强为p2,流体流速为v2。设流体密度始终为ρ,忽略流体的粘滞阻力和管壁对流体的阻力。与外界对气体做功的规律类似,极短时间Δt内,外界对流体做功可以通过W=-pΔV求得,其中p为流体压强,ΔV是Δt时间内被外力推动的流体体积大小,如图中横截面C与横截面C'之间的流体体积。请根据守恒思想和功能关系,推导压强与流速的关系满足:p1+ρ=p2+ρ。 答案与分层梯度式解析 高考真题练 1.C 2.A 3.D 4.C 5.C 7.AD 1.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。 名师点津 　　F-r图像与r轴围成的面积表示分子间作用力F做的功。 　　(1)当r增大时,面积在r轴上方,表示分子间作用力做正功;面积在r轴下方,表示分子间作用力做负功; 　　(2)分子间作用力做正功,动能增加,分子势能减少;分子间作用力做负功,动能减少,分子势能增加。 2.A　温度是分子平均动能的标志,温度降低,则分子平均动能变小,A正确。汽车轮胎的容积可认为不变,分子数量一定,所以密集程度是不变的,故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,故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,故D错误。 3.D　 考教衔接 　　本题以“描述某物理量随分子之间的距离变化的规律的三条曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”为情境,考查了分子势能、分子间引力、分子间斥力、分子间引力和斥力的合力与分子间距离r的关系图像的判断,是对教材P15图1.4-2进行的改编,考查学生对图像的分析能力。 根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为r0)时分子势能最小可知,曲线Ⅰ为分子势能随分子之间距离r变化的图线;根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为r0)时分子间的作用力为零,可知曲线Ⅱ为分子间的作用力(分子间引力和斥力的合力)随分子之间距离r变化的图线;结合曲线Ⅱ,可知曲线Ⅲ为分子间斥力随分子之间距离r变化的图线。选项D正确。 4.C　分子间距离大于r0时,分子间作用力表现为引力,A错误;分子从无限远靠近到距离r0处的过程中,分子间作用力做正功,分子势能减小,在r0处分子势能最小,分子间距离继续减小,分子间作用力表现为斥力,分子间作用力做负功,分子势能增大,C正确,B、D错误。 5.C　 考教衔接 　　本题考查了分子运动速率分布规律,由教材P11图1.3-2演变而来。教材中的图片展示了在0 ℃和100 ℃时氧气分子的速率分布情况。解答本题的关键是根据温度越高,速率大的分子所占比例越大判断出甲、乙两个状态气体的温度高低。 根据题意,一定质量的理想气体,甲、乙两个状态下气体的体积相同,所以分子的数密度相同、分子间平均距离相同,故A、B错误;乙状态下速率大的分子所占比例较大,则乙状态下气体温度较高,该气体在乙状态时分子的平均动能较大,故C正确;乙状态下气体温度较高,则乙状态下气体分子的平均速率较大,甲、乙两个状态下气体分子的数密度相等,则该气体在乙状态时单位时间内撞击单位面积容器壁次数较多,故D错误。 6.答案　 解析　水面上形成的油膜为单分子油膜,则油酸分子的直径等于油膜的厚度,1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V,在水面上形成的单分子油膜面积为S,则根据V=Sd可知,油酸分子的直径d=。 7.AD　若T1>T0,则容器壁的温度突变为T1时,容器内器壁附近分子热运动加剧,气体分子的平均速率增大,分子对容器壁撞击力增大,因此容器内器壁附近气体压强增大,即大于p0,故A正确,B、C错误;若T1<T0,则容器壁的温度突变为T1时,容器内器壁附近气体分子的平均速率减小,分子对容器壁撞击力减小,容器内器壁附近气体压强减小,即小于p0,故D正确。 高考模拟练 1.D 2.BC 3.D 4.A 5.B 1.D　甲图中海绵泡沫体积变小,说明海绵泡沫物质间存在空隙,不能说明分子间有空隙,故A错误;乙图中烟尘颗粒做无规则运动,说明烟尘颗粒周围的空气分子在做无规则运动,故B错误;丙图中AB线段表示炭粒在30 s内的初、末位置的连线,不能表示其轨迹,故C错误;丁图中压紧的铅块会“粘”在一起,说明分子间存在引力,故D正确。 2.BC　一定质量的气体,在体积不变的情况下,单位体积内的分子数不变,当温度升高时,气体分子的平均动能变大,气体分子的平均速率变大,则分子撞击器壁的平均作用力增大,单位时间内撞击到单位面积器壁上的分子数也会增加,使得气体压强增大,故选B、C。 3.D　由表中数据知,7月份与1月份相比,温度升高了,故气体分子热运动更加剧烈了,故A、B错误;由表中数据知,7月份与1月份相比,温度升高了,故气体分子的平均速率增大了,故每个气体分子单次撞击器壁的平均作用力增大了(破题关键),而压强减小了,可知单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少了,故C错误,D正确。 4.A　细颗粒物在大气中的移动是由于空气分子的热运动与气流的作用,故A错误;由图甲可知,9:00时的气温高于10:00时的气温,所以9:00时空气分子的平均速率比10:00时大,故B正确;由图乙可知实线对应的速率大的分子占的比例较大,对应的温度较高,所以图乙中实线表示14:00时的空气分子速率分布曲线,故C正确;14:00时的气温高于12:00时的气温,14:00时空气分子的平均速率较大,单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数较多,故D正确。所以选A。 5.B　图甲中分子间距从r2到r3,分子间距离变大,则分子间的引力和斥力都减小,A错误;分子b从r3位置运动至r1位置时,先是分子间的作用力表现为引力做正功,后是分子间的作用力表现为斥力做负功,若做的正功和负功相等,则分子b运动至r3和r1位置时动能相等,B正确;图甲中分子间距为r2时分子间的作用力为零,在此位置分子势能最小,则图甲中r2等于图乙中r6,则图乙中r5一定小于图甲中r2,C错误;因F-r图线与横轴围成的面积等于分子间的作用力的功,若图甲中阴影面积S1=S2,即分子b从r=r4处以某一速度(设为v0)开始运动至r=r1处的整个过程中,分子间的作用力做的正功和负功相等,则分子b到达r1位置时的速度仍为v0,此后两分子间距继续减小,则两分子间最小距离不等于r1,选项D错误。故选B。 6.答案　(1)①p=nmv2　②U'=　(2)见解析 解析　(1)①一个粒子每次与器壁碰撞过程对器壁的冲量为I0=mv-(-mv)=2mv 由于粒子与器壁各面碰撞的机会均等,则在时间Δt内,在靠近器壁处体积为S0vΔt的空间内,有的粒子在器壁面积S0上发生碰撞,此过程与器壁碰撞的粒子总数为N=nS0vΔt 则时间Δt内粒子给器壁的总冲量为I=NI0 根据冲量的定义有FΔt=I 器壁所受压强p= 解得p=nmv2 ②根据题意,气体分子的平均动能为= 气体分子的数目N0=nV 压强与热力学温度T的关系为p气=nkT 气体的内能U'=N0 解得U'= (2)在相同时间Δt内流过截面C的流体体积等于流过截面D的流体体积,有ΔV0=S1v1Δt=S2v2Δt 令流体从左往右流动,以上述流体为研究对象,截面C左侧流体对该对象做正功,为W1=p1ΔV0 截面D右侧流体对该对象做负功,为W2=-p2ΔV0 C、D间流体流动至C'、D'间,可等效为C'、D间流体不动,C、C'间流体流动至D、D'间(解题技法),C、C'间流体质量Δm=ρΔV0 由于管道水平放置,流体的重力势能不变,对该部分流体,根据动能定理有W1+W2=Δm-Δm 解得p1+ρ=p2+ρ 知识迁移 　　本题属于信息给予题。这类题将学生较为陌生的物理情境、概念、规律展现出来,考查学生的阅读能力和捕捉信息、利用信息的自学能力。本题第(2)问首先介绍了伯努利原理,其次总结了管内流体稳定流动时的特点,要求学生通过新的规律和结论解决相关问题,考查了学生的知识迁移能力。 13 学科网（北京）股份有限公司 $