第1章 运动的描述 测评卷（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）

( 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) 第一章　分子动理论 注意事项 1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。 2.无特殊说明,本试卷中g取10 m/s2。 一、单项选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求) 1.如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情境,以下关于布朗运动的说法正确的是(　　) A.悬浮微粒越大,液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显 B.布朗运动就是液体分子的无规则运动 C.悬浮微粒的无规则运动,是悬浮微粒分子的无规则运动的结果 D.液体温度越高,悬浮微粒运动越剧烈 2.关于水杯里40 ℃的热水和高压锅内110 ℃的水蒸气,下列说法正确的是(　　) A.热水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能大 B.相同质量的热水的内能比水蒸气的内能大 C.热水中的每个分子的速率一定比水蒸气中的分子速率小 D.水蒸气中的分子热运动比热水中的分子热运动剧烈 3.关于物体的内能,下列说法正确的是(　　) A.水的内能比冰的内能大 B.物体所处的位置越高,分子势能越大 C.一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰,内能一定减少 D.相同质量的两个同种物体,运动物体的内能一定大于静止物体的内能 4.小明在显微镜下观察水中悬浮的小炭粒的运动。从A点开始,他把小炭粒每隔30 s的位置记录在坐标纸上,依次得到B、C、D、…、J点,把这些点按照时间顺序连线形成如图所示的折线图,则关于该小炭粒的运动,下列说法正确的是(　　) A.该折线图是小炭粒的运动轨迹 B.小炭粒的无规则运动是分子运动 C.小炭粒的无规则运动是热运动 D.经过H点10 s后,小炭粒可能在HG的中点处 5.双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等,双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比,夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体(　　) A.分子平均动能变小　　　　B.单位体积内分子的个数变少 C.分子间距离都变小　　　　D.所有分子的运动速率都变小 6.绿氢是指利用可再生能源分解水得到的氢气,其燃烧时只产生水,从源头上实现了二氧化碳零排放,是纯正的绿色新能源,在全球能源转型中扮演着重要角色。已知气体的摩尔体积为22.4 L/mol,氢气摩尔质量为2 g/mol,阿伏加德罗常数为6×1023 mol-1,由以上数据不能估算出氢气(　　) A.每个分子的质量 B.每个分子占据的空间体积 C.每个分子的体积 D.1 kg所含的分子个数 7.钻石是首饰、高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3),摩尔质量为M(单位为g/mol),阿伏加德罗常数为NA。已知1克拉等于0.2克,则(　　) A.a克拉钻石所含有的分子数为 B.a克拉钻石所含有的分子数为aNA C.每个钻石分子直径的表达式为(单位为m) D.每个钻石分子直径的表达式为(单位为m) 二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分) 8.南宋爱国诗人陆游的《村居书喜》中有名句“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”,描写了鸟语花香的山村美景,流露出诗人欢欣喜悦之情。对于花香扑鼻,下列说法正确的是(　　) A.由于花粉颗粒在空中运动,使人们闻到了花香 B.温度越高,分子运动越剧烈,空气中的花香扩散得越快 C.空气中的花香向外扩散是由于分子之间存在斥力 D.空气中的花香向外扩散,说明分子永不停息地做无规则运动 9.如图所示,两个分子A和B,设开始时它们相距无穷远,取分子相距无穷远时势能为零。现让分子B逐渐靠近分子A,则在这个过程中,下列说法正确的是(　　) A.分子间作用力先表现为引力后表现为斥力,分子势能先减小后增大 B.当分子间距离等于平衡距离r0时,分子间作用力为零,分子势能也为零 C.当分子间距离小于r0后,继续靠近,分子间作用力做正功,分子势能增大 D.分子间的作用力是由分子内部带电粒子的相互作用引起的 10.若以M表示水的摩尔质量,V表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状况下水蒸气的密度,NA为阿伏加德罗常数,m、ΔV分别表示每个水分子的质量和体积,下面关系正确的是(　　) A.NA=　　　B.ρ=　　　C.m=　　　D.ΔV= 三、非选择题(本大题共5小题,共54分) 11.(7分)某实验小组完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 (1)该小组进行下列实验操作,请选出需要的实验操作,并将它们按操作先后顺序排列:D　　　　C(用字母符号表示)。  　　 　　　　 (2)某次实验时,滴下油酸酒精溶液后,爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案,出现该图样的可能原因是(　　) A.浅盘中装的水量太多 B.爽身粉撒得太多,且厚度不均匀 C.浅盘太小,导致油酸无法形成单分子层 (3)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验,但都出现了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是(　　) A.甲同学在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒少了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些 B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,滴一滴油酸酒精溶液在水面上时不小心拿错了注射器,这个拿错的注射器的针管比原来的细,滴出的一滴油酸酒精溶液的体积比原来的小 C.丙在计算油膜面积时,把凡是不足一格的都不计,导致计算的面积比实际面积小一些 12.(9分)(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为A,N滴溶液的总体积为V。在浅盘中的水面上均匀撒上爽身粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示),测得油膜占有的正方形小格个数为x。用以上字母表示一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为　　　　,油酸分子直径约为　　　　。  (2)已知水的密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,水的摩尔质量为M,在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V,相同体积的水和水蒸气(标准状况下)中所含的分子数之比为　　　　。  13.(10分)一滴露珠的体积是1.8×10-3 cm3,已知水的密度是1.0×103 kg/m3,摩尔质量是18 g/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1。求: (1)水的摩尔体积是多少? (2)若露珠在树叶上每分钟蒸发4.0×1018个水分子,则这一滴露珠需要多少分钟蒸发完? 14.(12分)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,已知阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,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)。 15.(16分)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,器壁给分子的冲量的大小。 (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,请计算正方体内能与某个器壁发生一次碰撞的总分子个数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 1.D 2.D 3.C 4.D 5.A 6.C 7.C 8.BD 9.AD 10.AC 1.D　悬浮微粒越大,同一时刻撞击微粒的液体分子数越多,液体分子对悬浮微粒的撞击作用的不平衡性表现得越不明显,故A错误;布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,是液体分子对悬浮微粒撞击力不平衡造成的,所以布朗运动说明了液体分子在不停地做无规则运动,布朗运动不是液体分子的无规则运动,也不是悬浮微粒的分子的无规则运动的结果,故B、C错误;液体温度越高,液体分子的无规则运动越剧烈,液体分子对悬浮微粒的撞击越剧烈,悬浮微粒运动越剧烈,故D正确。 2.D　温度是分子平均动能的标志,温度越低,分子的平均动能越小,故热水中的分子平均动能比水蒸气中的分子平均动能小,故A错误;对于相同质量的题述的热水和水蒸气来说,热水的温度比水蒸气的低,所以热水中分子的总动能小于水蒸气中分子的总动能,同时,热水中分子的平均距离(约等于平衡距离)小于水蒸气中分子的平均距离,所以热水中分子的总势能也小于水蒸气中分子的总势能,所以热水的内能比水蒸气的内能小,故B错误;热水中分子的平均动能比水蒸气中分子的平均动能小,则热水中分子的平均速率比水蒸气中分子的平均速率小,但热水中某个分子的速率可能比水蒸气中某个分子的速率大,故C错误;温度越高,分子热运动越剧烈,故水蒸气中的分子热运动比热水中的分子热运动剧烈,故D正确。 3.C　物体的内能由温度、体积和物质的量共同决定,由于水与冰的温度、体积、物质的量关系不确定,可知水与冰的内能大小关系也不能确定,故A错误;物体所处的位置越高,重力势能越大,分子势能是物体内能的一部分,与物体所处位置的高度无关,故B错误;一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰,需向外释放能量,可知内能一定减少,故C正确;物体的内能由温度、体积和物质的量共同决定,与物体的运动状态无关,可知相同质量的两个同种物体,运动物体的内能与静止物体的内能大小关系不确定,故D错误。 4.D　该折线图不是小炭粒的实际运动轨迹,而是位置的连线,A错误;小炭粒的无规则运动不是分子运动,即小炭粒的无规则运动不是热运动,B、C错误;小炭粒受到水分子的碰撞,做无规则运动,所以小炭粒的无规则运动反映了水分子的无规则运动,由于运动的无规则性,所以经过H点10 s后,无法确定小炭粒的位置,小炭粒可能在HG的中点处,D正确。 5.A　双层玻璃间密闭气体的温度在夜晚低于白天,温度是分子平均动能的标志,温度降低时,分子的平均动能减小,故A正确;气体密闭,体积不变,分子总数n不变,因此单位体积内分子数不变,分子间距不变,故B、C错误;温度降低,分子的平均速率变小,但并非所有分子的速率都变小,故D错误。 6.C　每个氢气分子的质量等于氢气的摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值,即可以估算每个分子的质量,故A不符合题意;气体分子的间距较大,摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值表示每个分子占据的空间体积,即可以估算每个氢气分子占据的空间体积,故B不符合题意;气体分子的体积很小,远远小于气体分子之间的平均距离,所以,由题中数据不能估算出每个氢气分子的体积,故C符合题意;氢气质量与摩尔质量的比值表示氢气的物质的量,氢气的物质的量与阿伏加德罗常数的乘积表示氢气中所含的分子个数,故可以估算1 kg氢气中所含的分子个数,故D不符合题意。故选C。 7.C　a克拉钻石所含有的分子数为n=NA,故A、B错误;每个钻石分子的体积为V0=,由于钻石分子模型为球体,则V0=πd3,解得每个钻石分子直径d=(单位为m),故C正确,D错误。 8.BD　由于分子不停地做无规则运动,使人们闻到了花香,温度越高,分子运动越剧烈,空气中的花香扩散得越快,花粉颗粒的运动不是分子运动,故A错误,B正确;空气中的花香向外扩散是由于花香分子不停地做无规则运动,故C错误,D正确。 9.AD　当r>r0时分子间作用力表现为引力,r<r0时分子间作用力表现为斥力,分子B从无穷远处逐渐靠近分子A,分子势能先减小后增大,故A正确;当分子间距离等于平衡距离r0时,分子势能最小,但不为零,而是小于零,故B错误;当分子间距离小于r0后,分子间作用力表现为斥力,继续靠近时分子间作用力做负功,分子势能增大,故C错误;分子间作用力的本质是电磁相互作用,是由内部带电粒子的相互作用引起的,故D正确。 10.AC　ρV表示摩尔质量,与单个分子的质量之比等于阿伏加德罗常数,故A正确;对水蒸气,由于分子间距较大,NAΔV并不等于摩尔体积,则表达式ρ=不成立,故B错误;摩尔质量与阿伏加德罗常数之比等于单个分子的质量,故C正确;求出的是水蒸气中一个水分子占据的空间体积,而不是一个水分子的体积,故D错误。 11.答案　(1)BFE(3分)　(2)B(2分)　(3)A(2分) 解析　(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为:用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;往浅盘里倒入适量水,水面稳定后将适量爽身粉均匀撒在水面上;用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定后,将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上;计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为DBFEC。 (2)出现该图样的可能原因是爽身粉撒得太多,且厚度不均匀,导致油酸没有充分展开,故选B。 (3)甲同学在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒少了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大了一些,算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小,由d=可知所测的油酸分子直径d偏小,故A符合题意;乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,滴一滴油酸酒精溶液在水面上时,不小心拿错了注射器,这个拿错的注射器的针管比原来的细,一滴油酸酒精溶液的实际体积变小,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小,对应的油膜面积S变小,但体积V还是按原来的计算,由d=可知所测的油酸分子直径d偏大,故B不符合题意;丙在计算油膜面积时,把凡是不足一格的都不计,导致计算的油膜面积比实际面积小一些,由d=可知所测的油酸分子直径d偏大,故C不符合题意。 12.答案　(1)(3分)　(3分)　(2)(3分) 解析　(1)一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为V0=,油膜的面积为S=xa2,则油酸分子直径约为d==。 (2)体积为V0的水中含有水分子数为n1=NA,体积为V0的水蒸气中含有水分子数为n2=NA,则=。 13.答案　(1)1.8×10-5 m3/mol　(2)15 min 解析　(1)水的摩尔体积为Vmol=(2分) 代入数据解得Vmol=1.8×10-5 m3/mol(2分) (2)一滴露珠中含有的水分子总数为N=NA(2分) 代入数据解得N=6.0×1019(个)(2分) 则这一滴露珠蒸发完所用时间为t= min=15 min(2分) 14.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(2分) 解得h≈1.1×104 m(2分) (2)对流层空气的摩尔质量M=29×10-3 kg/mol=2.9×10-2 kg/mol(2分) 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棱长为d的立方体,则有N=NA(2分) d3=(2分) 解得d≈4×10-9 m(2分) 15.答案　(1)2mv　(2)na3　(3)见解析 解析　(1)以某个气体分子为研究对象,以分子碰撞器壁前的速度方向为正方向, 根据动量定理,有-I=-mv-mv=-2mv(3分) 所以一个分子与器壁碰撞一次,器壁给分子的冲量的大小为I=2mv(3分) (2)由题设条件可知,正方体内的分子有六分之一与某个器壁发生碰撞, 碰撞的分子总数N=na3(4分) (3)在Δt时间内,设气体分子对面积为S的器壁产生的平均作用力大小为F,则撞击器壁的分子数N'=nSvΔt(1分) 分子对器壁产生的冲量大小为FΔt=N'I(2分) 压强p==nkT(2分) 所以mv2=kT(1分) 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 $