第一章 分子动理论 章末检测 -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 分子动理论 章末检测试卷(一) (满分：100分) 一、选择题(本题12小题) 1．下列关于布朗运动的说法，正确的是(　　) A．液体温度越低，悬浮颗粒越大，布朗运动越剧烈 B．布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的 C．布朗运动就是液体分子的无规则运动 D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的 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．气体温度降低，分子的平均动能可能不变 3．关于分子动理论基本观点和实验依据，下列说法正确的是(　　) A．随着分子间距离增大，分子势能一定增大 B．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动 C．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA＝ 4．根据以下哪组数据可以估算出阿伏加德罗常数(　　) A．一定量氧气的质量与体积 B．氧气的摩尔质量与分子质量 C．氧气的摩尔体积与分子体积 D．一定量氧气的体积与摩尔体积 5．如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃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，下列说法错误的是(　　) A．虚线对应的温度为0 ℃ B．100 ℃的氧气速率大的分子比例较多 C．0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点 D．在0 ℃和100 ℃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相等 6．若某种实际气体分子间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是(　　) A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大 B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减小 C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变 D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减小 7.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，选项中四个图中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(　　) 8．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数．若已知n滴油酸的总体积为V，一滴油酸形成的油膜面积为S，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d和阿伏加德罗常数NA分别为(球的体积公式V＝πR3)(　　) A．d＝，NA＝ B．d＝，NA＝ C．d＝，NA＝ D．d＝，NA＝ 9.(多选)观察布朗运动的实验过程中，每隔5 s记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．由图可以看出布朗运动是无规则的 B．图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹 C．若对比不同温度下的轨迹，可以看出温度高时布朗运动显著 D．若对比不同颗粒大小时的轨迹，可以看出颗粒小时布朗运动显著 10．(多选)相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气，下列说法中正确的是(　　) A．温度高的容器中氢分子的平均动能更大 B．两个容器中氢分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律 C．温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率 D．单位时间内，温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大 11．(多选)下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表： 月份/月 1 2 3 4 5 6 7 平均最高气温/ ℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8 平均气压/105Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.9984 0.9960 7月份与1月份相比较，正确的是(　　) A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变 B．空气分子无规则热运动加强了 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 12.(多选)如图所示，为分子力随分子间距离的变化关系图．设r0为A、B两分子间引力和斥力平衡时的位置，现将A固定在O点，将B从与A相距r0处由静止释放，在B远离A的过程中，下列说法正确的是(　　) A．B速度最大时，分子势能最小 B．B在运动过程中分子势能一直减小 C．B速度最大时，A对B的分子力为零 D．引力和斥力均减小，但引力减小得更快 二、实验题：(2小题) 13．分子间作用力F与分子间距r的关系如图5所示，r＝ r1时，F＝0.分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零．若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零． 14．某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验用油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中含有纯油酸1 mL,1 mL上述溶液有50滴，实验中用滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有爽身粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶液． (1)该实验中的理想化假设是________． A．将油膜看作单分子层油膜 B．不考虑油酸分子间的间隙 C．不考虑油酸分子间的相互作用力 D．将油酸分子看成球体 (2)实验描出油酸薄膜轮廓如图，已知每一个小正方形的边长为2 cm，则该油酸薄膜的面积为________ m2(结果保留一位有效数字)． (3)经计算，油酸分子的直径为________ m(结果保留一位有效数字)． (4)实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，原因是______________． 三、计算题：(4小题) 15．如图所示，IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈，形成半径为7.13 nm的“原子围栏”，相邻铁原子间有间隙．估算原子平均间隙的大小，结果保留一位有效数字．已知铁的密度是7.8×103 kg/m3，摩尔质量是5.6×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02× 1023 mol－1. 16．嫦娥五号返回器带着1.731 kg的月球土壤顺利在内蒙古预定区域着陆．月球土壤中的氦－3蕴藏量大，它是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全的核聚变原料．若每千克月球土壤中含有氦－3的质量为m，氦－3的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA(均为国际单位)，求：(1)每个氦－3分子的质量m0； (2)嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦－3分子总个数． 17．在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的水蒸气，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Vmol，求：(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系； (2)它们中各有多少水分子； (3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离． 18．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，利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V＝56 L，囊中氮气密度ρ＝2.5 kg/m3，已知氮气摩尔质量M＝0.028 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1.试估算：(结果均保留1位有效数字)(1)囊中氮气分子的总个数N； (2)囊中氮气分子间的平均距离． 参考答案： 1.答案　D解析　液体温度越低，悬浮颗粒越大，布朗运动越缓慢，故A错误；布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由于液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的，布朗运动反映了液体中分子的无规则运动，故B、C错误，D正确． 2.答案　A解析　温度是分子平均动能的标志，标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，A项正确；内能是物体内所有分子的分子热运动动能和分子势能的总和，B项错误；气体压强不仅与气体分子的平均动能有关，还与气体分子的数密度有关，C项错误；气体温度降低，则分子的平均动能变小，D项错误． 3.答案　C解析　若分子力表现为引力，分子间距离增大，分子力做负功，分子间势能增大，若分子力表现为斥力，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小，A错误．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到尘埃的运动，不是布朗运动，是由于空气的流动引起的，B错误．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，C正确．若气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，由于气体分子之间的距离远大于分子的直径，所以阿伏加德罗常数不能表示为NA＝，D错误． 4.答案　B解析　知道一定量氧气的质量与体积，可以求出氧气的密度，不能计算出阿伏加德罗常数，故A错误；氧气的摩尔质量除以氧气分子的质量等于阿伏加德罗常数，故B正确；利用氧气分子占据空间的体积和氧气的摩尔体积，可求出阿伏加德罗常数，气体分子间隙较大，利用氧气分子的体积和氧气的摩尔体积，不能求出阿伏加德罗常数，故C错误；知道一定量氧气的体积与摩尔体积，能求出氧气的摩尔数，不能求出阿伏加德罗常数，故D错误． 5.答案　A 6.答案　A解析　若保持气体的体积不变，则分子势能不变，温度升高，分子的平均动能变大，故气体的内能增大，A正确，B错误；若保持气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，体积增大，分子间的引力做负功，分子势能增大，故气体的内能增大，选项C、D错误． 7.答案　B解析　乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，故B正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能为负值，故D错误． 8.答案　B解析　一滴油酸体积为，故直径d＝；油酸的摩尔体积为Vmol＝，一个油酸分子体积为V0＝πd3＝，故NA＝＝，故B正确． 9.答案　ACD解析　由于是每隔5 s记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，但并不知道这5 s时间内颗粒的运动轨迹(其实这5 s内的轨迹也是无规则的)，所以记录下的并不是颗粒的实际运动轨迹，温度越高，颗粒越小，布朗运动越显著．选项A、C、D正确，B错误． 10.答案　ABD解析　温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，A正确；由不同温度下的分子速率分布曲线可知，两个容器中氢分子的速率都呈现“中间多、两头少”的分布规律，B正确；温度升高，并不是所有分子的速率都增大，C错误；温度升高则分子运动的剧烈程度增大，则单位时间内撞击容器壁的分子数增加，故对容器壁单位面积的平均作用力更大，D正确． 11.答案　BD解析　温度越高，分子无规则热运动越剧烈.7月份与1月份相比较，平均气温升高了，所以空气分子无规则热运动加强了，故A错误，B正确；温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，知气体分子的数密度减小，则单位时间内空气分子对单位面积器壁的撞击次数减少，故C错误，D正确． 12.答案　AC解析　由0.5r0到r0过程中，分子力表现为斥力，距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，B的动能增加；当r＞r0时，分子力表现为引力，分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，B的动能减小，所以r＝r0时，B的动能最大，速度最大，此时B的分子势能最小，A、C正确，B错误；B从与A相距0.5r0处由静止释放，B远离A的过程中，距离增大，引力和斥力均减小，但斥力减小较快，D错误． 13.答案　减小　减小　小于 解析　分子势能与分子间距离变化的关系图像如图所示，两分子间距减小到r2的过程中和由r2减小到r1的过程中，分子力做正功，分子势能减小；在间距等于r1处，分子势能最小，小于零． 14.答案　(1)ABD　(2)3×10－2　(3)7×10－10　(4)油酸酒精溶液中的酒精溶于水中 解析　(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子层分布的；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间的空隙，故A、B、D正确． (2)由于每格边长为2 cm，则每一格就是4 cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出75格，则油酸薄膜面积为75×4 cm2＝300 cm2＝3×10－2 m2. (3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积：V＝× mL＝2×10－5 mL，由于油膜是单分子紧密排列的，因此分子直径为：d＝＝ m≈7×10－10 m. (4)实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，原因是油酸酒精溶液中的酒精溶于水中． 15.答案　6×10－10 m 解析　一个铁原子的体积V＝ 铁原子的直径D＝ 围栏中相邻铁原子的平均间隙l＝－D 解得l≈6×10－10 m． 16.答案　(1)　(2) 解析　(1)每个氦－3分子的质量为m0＝ (2)每千克月球土壤中含有质量为m的氦－3，则1.731 kg月球土壤中含有氦－3的质量为1.731m，则嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦－3分子总个数为N＝NA＝ 17.答案　(1)相同　(2)NA　NA　(3)　 解析　(1)由于在标准状况下水和水蒸气的温度相同，所以分子的平均动能相同． (2)体积为V的水，质量为m＝ρV， 分子个数为：n1＝NA＝NA. 体积为V的水蒸气，分子个数为：n2＝NA (3)将水分子视为球形模型，则两个水分子间距离为分子的直径．一个水分子的体积为V0＝＝ 设水分子的平均直径为d1， 则d1＝＝ 设两个水蒸气分子间的平均距离为d2，将气体分子占据空间视为立方体模型，则两个分子间的平均距离为：d2＝. 18.答案　(1)3×1024个　(2)3×10－9 m 解析　(1)设N2的物质的量为n，则n＝ 氮气的分子总数N＝NA 代入数据得N＝3×1024个 (2)每个氮气分子所占的空间为V0＝ 设氮气分子间平均距离为a 则有V0＝a3 即a＝＝ 代入数据得a≈3×10－9 m 学科网（北京）股份有限公司 $