第一章 分子动理论 练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

分子动理论答案 1.C A．分子很小，在显微镜下不能看到水分子，能看到悬浮的小炭粒，故A错误； B．小炭粒在不停地做无规则运动，这是布朗运动，不是炭微粒分子炭微粒分子，故B错误； C．图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，即不是固体颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故C正确； D．颗粒越小，液体分子对颗粒的撞击越不平衡，布朗运动越明显。由图可知，乙图中颗粒b的布朗运动更不明显，所以水温相同，则乙图中炭微粒b较大，故D错误。 2.B A．分子间同时存在引力和斥力，原子渗透是因分子热运动，故A错误； B．温度升高，原子热运动加剧，扩散速率加快，故B正确； C．原子永不停息地做无规则运动，扩散完成后仍会运动，故C错误； D．温度升高，平均动能增大，并非所有原子动能均增大，故D错误。 3.D A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒，受到液体或气体分子的无规则撞击所做的无规则运动，用肉眼无法观察到布朗运动，沙尘暴的运动是气流运动形成的，不是布朗运动，故A错误； B．从低温到高温，内能增加，内能的宏观表现是温度，温度越高，内能越大，故B错误； C．氧分子尺寸的数量级为，而是指空气中直径小于或等于，故C错误； D．在空气中的运动是布朗运动，由空气中大量空气分子无规则运动对其撞击的不平衡性引起的，故D正确。 4.D A．1摩尔铜原子的体积为，则1个铜原子的体积为，选项A错误； B．铜的物质的量为，则其中所含的原子数为，选项B错误； C．1kg铜的物质的量为，其中所含的原子数为，选项C错误； D．将铜原子看作球体，则1个铜原子的体积 解得1个铜原子的直径为 选项D正确。 A． B． C． D． 5.B AB．分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，则有： 故A错误，B正确； CD．由于油酸分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有 故CD错误． 6.C 【详解】A．水蒸气的摩尔质量除以水蒸气分子的质量M0等于阿伏加德罗常数，则有 故A错误； B．但由于水蒸气分子间距远大于分子直径，则 故B错误； C．水分子的质量M0等于摩尔质量M除以阿伏加德罗常数NA，则有 故C正确； D．由于摩尔体积V远大于NAV0，则 故D错误。 7.AD AB．大气中的压强由大气的质量产生，即 则地球大气层空气分子总数为 A正确， B错误； CD．大气的体积为 则气体分子之间的距离为 C错误，D正确。 8.C 【详解】A．图中曲线峰值所对应的分子速度越大，温度越高，所以小于，故A错误； B．同一温度下，氧气分子的速率分布呈现出“中间多，两头少”的分布规律，故B错误； C．实线1与横轴围成的面积等于实线2与横轴围成的面积，故C正确； D．温度为的氧气的分子速率分布规律曲线应该位于实线1与实线2之间，不可能为图中虚线，故D错误。 9.A AB．气体压强的定义是大量气体分子对器壁单位面积的平均作用力，故A正确，B错误； C．气体压强取决于分子平均动能（与速率平方相关）和单位体积分子数，平均速率减小但若分子数密度增大或体积变化，压强可能不变或增大，故C错误； D．单位体积分子数增加，若温度降低则分子平均动能减小，可知压强可能不变或减小，故D错误。 10.B A．温度降低，气体分子的平均速率减小，模拟温度降低对气体压强的影响时，应该降低释放位置。而增加黄豆数量是模拟提高气体分子密度对气体压强的影响，故A错误； B．温度升高，气体分子的平均速率增大，模拟温度升高对气体压强的影响时，应将释放位置升高，故B正确； C．体积减小，气体分子密度增大，模拟体积减小对气体压强的影响时，应该增加黄豆数量。而升高释放位置则是模拟增大气体分子的平均速率对气体压强的影响，故C错误； D．体积增大，气体分子密度减小，模拟体积减小对气体压强的影响时，应该减少黄豆数量，故D错误。 11.C 【详解】ABC．两部分气体达到平衡状态时，压强、温度、密度都相同，因此A、B两部分容器内分子的数密度相同、平均动能相等、单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等，故AB错误，C正确； D．由于最终两部分气体压强相等，则A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小相等，故D错误。 12.C 【详解】分子Q由A运动到C的过程中，两分子一直受吸引力作用，速度一直增加，动能增加，分子势能减小，在C点的分子势能最小，选项A错误；分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，分子了先是吸引力先增后减，然后到C点左侧时分子力为斥力逐渐变大，故加速度先增大后减小再增大，选项B错误；分子Q在C点时受到的分子力为零，故Q在C点时加速度大小为零，选项C正确；该图只能表示固、液两种状态下分子力随分子间距变化的规律，气体分子距离一般大于10r0，选项D错误 点睛：本题主要考查分子间的作用力的变化规律，要明确F-r图象的含义，知道斥力变化的快．在分子力为零的位置分子势能最小． 13.B 【详解】A．当分子b运动到Q点时，两分子间的分子力为零，则当分子b向Q点运动的过程中，分子间作用力表现为引力，分子间作用力做正功，分子势能减小，由于规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零，故b运动到Q点时，分子势能小于零，故A错误； B．分子间的引力和斥力随分子间的距离减小都增大，则从点运动到点的过程中，、间引力一直增大，故B正确； C．分子b从点运动到点的过程中，两分子之间同时存在着引力和斥力，C错误； D．当分子b运动到Q点时，两分子间的分子力为零，无穷远处两分子间的分子力也为零，则从点运动到点的过程中，分子力先增大后减小，故D错误。 14.B 【详解】A．r0的数量级为 10-10m，选项A错误； B．随分子距离的增加引力减小的慢，斥力减小的快，则ab 为引力曲线，cd 为斥力曲线，选项B正确； C．当两个分子间距离等于 r0 时，分子力为零，选项C错误； D．当分子间的距离小于r0时，当距离增大时分子力减小；当分子间的距离大于r0时，当距离增大时分子力先增加后减小，选项D错误； 15.BD 【详解】A．图甲中分子间距从到，分子间的力表现为引力，故A错误； B．分子b从到和从到两过程，若图像与横轴所围面积相等，则分子力做功为0，动能变化量为0，分子b在和两位置时动能可能相等，故B正确； C．图甲中处分子力合力为0，分子b在此处分子势能最小，应对应图乙中处，即图乙中一定小于图甲中，故C错误； D．若图甲中阴影面积，则分子b从到过程分子力做功为0，分子b在处速度不为0，则分子b在r1处速度不为0，将继续运动，靠近分子a，故D正确。 16.B 【详解】A．乙分子从A处由静止释放，运动方向始终不变，即速度没有正负的转换，故A错误； B．加速度与力的大小成正比，方向与力的方向相同，加速度等于0的是C点，故B正确； C．乙分子从A处由静止释放，分子力先是引力后是斥力，分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，在C点分子势能最小，故C错误； D．分子动能不可能为负值，故D错误。 17.B 【详解】在x1处速度最大，加速度为0，即两分子间的作用力为0，根据运动的对称性可知，此时A、B分子间的距离为2x1，A、B两分子间的平衡距离为2x1。 18.D 【详解】A．物体的内能与宏观物体的运动速度无关，故A错误； B．物体分子势能与宏观物体的高度无关，故B错误； CD．物体的内能由物体的温度和体积共同决定，故C错误，D正确。 19.A 【详解】海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ，设该状态下气体体积为V，则海面处容器内二氧化碳气体的质量为 容器内二氧化碳气体的物质的量为 则在2500m深海中二氧化碳的体积为 可知该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为原来体积的倍。 20.D 【详解】A．单个铁原子的质量 铁质晶须单位体积内铁原子的个数为 故A错误； B．铁的摩尔体积 单个分子的体积 又 所以分子的半径 分子的直径 故B错误； C．分子的最大截面积 断面内铁原子的个数为 故C错误； D．相邻铁原子之间的相互作用力为 故D正确。 21 C ④①②⑤③ 9.5×10-10 偏大 C 22． 【详解】（1）根据动量定理有 解得 （2）在空间截取边长为的正方体，其所含分子数为 由于向各个方向运动的气体分子数目几乎相等，则在时间t内正方体内与其中一个面撞击的分子数占总分子数的，根据动量定理有 气体压强为 解得 （3） 所以温度是分子平均动能的标志。 （4）对于一定量的气体，若仅升高温度，气体分子运动的平均速率增大，气体分子撞击器壁的平均作用力增大，则压强增大，若仅减小体积，则气体分子分布的密集程度增大，单位时间撞击器壁单位面积的分子数目增大，则气体压强增大。 23.（1）吸烟者一根烟吸入的总气体体积为 含有空气分子数为 （2）密闭空间单位体积内含有的被污染空气分子数为 每个污染空气分子所占的空间体积为 不吸烟者一次呼吸吸入的被污染过的空气分子个数为个 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 分子动理论 1.把墨汁用水稀释后取出一滴，放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．在光学显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭微粒 B．布朗运动就是炭微粒分子的无规则运动 C．乙图中记录的不是两个炭微粒的实际运动轨迹 D．若水温相同，则乙图中炭微粒b较小 2.在工业生产中，为增强两块金属部件间的结合强度，常采用“扩散焊”技术：将两部件紧密贴合后，在高温、高压环境下保持一段时间，使两金属界面处的原子相互渗透。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．两金属原子能够相互渗透，说明分子间只有引力没有斥力 B．温度越高，金属原子的热运动越剧烈，越有利于扩散过程 C．扩散完成后，金属部件交界处的原子停止无规则运动 D．温度升高，所有金属原子动能均增大 3.AQI指数中一项重要指标就是大家熟知的PM2.5指数，PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5 μm的悬浮颗粒物，飘浮在空中，很难自然沉降到地面。对于上述天气现象下列说法正确的是(　　) A．中北部地区出现的沙尘暴中的沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动 B．一团质量不变的沙尘暴从温度较低的地区吹到温度较高的地区，温度升高风速减小，其内能逐渐减小 C．PM2.5颗粒的尺寸与空气中氧气分子的尺寸数量级相同 D．PM2.5颗粒在空气中的无规则运动是由于大量空气分子无规则运动对其撞击的不平衡性引起的 4.已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为，阿伏加德罗常数为。下列正确的是（　　） A．1个铜原子的体积为 B．铜中所含的原子数为 C．1kg铜中所含的原子数为 D．1个铜原子的直径为 5.已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA。若用m表示一个油酸分子的质量，用V0表示一个油酸分子的体积，则下列表达式中正确的是(　　) A．m＝　　　　B．m＝ C．V0＝ D．V0＝ 6.若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质量，M0表示一个水分子的质量，V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式中正确的是(　　) A．NA＝ B．V0＝ C．M0＝ D．ρ＝ 7.(多选)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气的平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面处大气压强为p0，重力加速度大小为g。由此可估算得(　　) A．地球大气层空气分子总数为 B．地球大气层空气分子总数为 C．空气分子之间的平均距离为 D．空气分子之间的平均距离为 8.1934年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律。氧气在不同温度下的分子速率分布规律如图所示，图中实线1、2对应氧气的温度分别为，，下列说法正确的是（    ） A．大于 B．同一温度下，氧气分子的速率分布呈现出“中间少，两头多”的分布规律 C．实线1与横轴围成的面积等于实线2与横轴围成的面积 D．温度为的氧气的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线 9.下列说法正确的是（　　） A．气体对器壁的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间内作用在器壁上的平均作用力 C．气体分子热运动的平均速率减小，气体的压强一定减小 D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 10.用如图所示的装置探究气体压强的产生机理，将黄豆从秤盘上方一定高度处均匀连续倒在秤盘上，观察秤的指针摆动情况．下列说法正确的是（   ） A.模拟温度降低对气体压强影响时应增加黄豆数量 B.模拟温度升高对气体压强影响时应将释放位置升高 C.模拟体积减小对气体压强影响时应将释放位置升高 D.模拟体积增大对气体压强影响时应增加黄豆数量 11.如图所示，一个密闭绝热容器用固定挡板隔开分成A、B两部分，容器中的气体为同种气体，它们的压强、温度。打开挡板上的开关K，使两部分互通，经过足够长的时间，再闭合开关。此时关于A、B两部分容器，下列说法正确的是（　　） A．A、B两部分容器内分子的数密度不相同 B．A、B两部分容器内分子的平均动能不相等 C．A、B两部分容器壁单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等 D．A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小不相等 12.将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．分子Q由A运动到C的过程中先加速再减速 B．分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小 C．分子Q在C点时加速度大小为零 D．该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律 13.如图所示，若一分子a固定于坐标原点O，另一分子b从x轴上P点沿x轴向O点运动，当b运动到Q点时，两分子间的分子力为零，规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零。下列说法正确的是（　　） A．b运动到Q点时，分子势能大于零 B．b从P点运动到Q点的过程中，a、b间引力一直增大 C．b从P点运动到Q点的过程中，两分子之间只存在引力作用 D．b从P点运动到Q点的过程中，分子力先减小后增大再减小 14.如图纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（　　） A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为 B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为 C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力 D．若两个分子间距离大于e点的横坐标，且间距增大时，则分子力的合力增大 15.(多选)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，分子间的作用力表现为斥力 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．若图甲中横轴上下阴影面积S1＝S2，则两分子间最小距离小于r1 16.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、动能、势能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是(　　) 17.如图甲所示，将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的−x0和x0处由静止释放，之后用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子力作用下的运动，获得B分子的速度v随位置x的变化关系如图乙所示。取A、B两分子间隔无限远时分子间的势能为零，则A、B两分子间的平衡距离为（　　） A．2x0 B．2x1 C．2（x1−x0） D．2（x1+x0） 18.关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．物体运动的越快，其内能一定越大 B．物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能也越大 C．物体的温度越高，内能越大 D．物体的温度不变时，内能可能增加 19.已知二氧化碳摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，在海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ，在深海中，二氧化碳浓缩成近似固体的硬胶体。若二氧化碳固体分子的体积为，则该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为原来体积的（　　） A． B． C． D． 20.晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细、非常完整的丝状（横截面为圆形）晶体。现有一根铁质晶须，直径为d，用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形。已知铁的密度为，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，铁质晶须内的铁原子可看作紧密排列的小球，则下列说法中正确的是（  ） A．铁质晶须单位体积内铁原子的个数为 B．铁原子的直径为 C．断面内铁原子的个数为 D．相邻铁原子之间的相互作用力为 21.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上； ②用注射器将油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ③将玻璃板平放在坐标纸上，已知小方格的边长为1cm计算出油酸分子直径的大小； ④将1mL的油酸溶于酒精，制成103mL的油酸酒精溶液；用注射器将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，测得80滴为1mL； ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 则:(1)实验中将油酸分子看成是球形，采用的方法是______； A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想模型法 D.比值定义法 (2)上述步骤中，正确的顺序是 ；（填写步骤前面的数字） (3)估算油酸分子的直径为 m；（结果保留2位有效数字） (4)若80滴油酸酒精溶液的体积略小于1mL，则油酸分子直径的测量值 。（填“偏大”或“偏小”） (5)估测的分子直径明显偏小，可能是由于______。（选填选项前的字母） A．油酸膜没有充分展开 B．油酸中含有大量的酒精 C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴 D．计算油酸膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格 22.从分子动理论的观点来看，一个密闭容器中气体分子的运动是杂乱无章的，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎相等，如图所示。为简化问题，假定：气体分子的大小可以忽略，速率均为v，每次分子与器壁碰撞作用时间为Δt，碰撞前后气体分子的速度方向都与器壁垂直，且速率不变。已知每个分子的质量为m，单位体积内分子数量n为恒量。利用所学力学知识，回答以下问题： （1）选择一个与器壁发生正碰的气体分子为研究对象，求碰撞过程气体分子对器壁的作用力 F0的大小； （2）推导出器壁单位面积受到的压力p的表达式； （3）若一定量的气体压强p与热力学温度T的关系式为（k为常数），试推导说明温度是分子平均动能（即）的标志。 （4）对于一定量的气体，从宏观上看，仅升高温度或仅减小体积都会使气体压强增大，请从微观角度说明原因。 23．人正常呼吸一次吸入气体的体积约为300cm3，若一位吸烟者一根烟大约吸10次，一次吸入气体的体积约为450cm3，在标准状况下，空气的摩尔体积为22.4×10-3m3/mol，可认为吸入烟的体积等于呼出烟的体积，阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023mol-1。 (1)估算标准状况下吸烟者每吸一根烟被污染的空气分子数（结果保留两位有效数字）； (2)一位不吸烟者与一位吸烟者共处28m3的密闭空间，标准状况下吸烟者吸完一根烟，不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子（假设呼出的烟均匀分布，结果保留两位有效数字）。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $