第一章 分子动理论 单元检测（二) -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 单元检测（二) 第I卷（选择题） 一、选择题（共46分，本题共10小题，1-7题每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，8-10题每小题6分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）。 1．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动越明显 B．当分子间的距离减小时，分子间作用力一定增大 C．物体的温度升高，物体内每个分子的动能都增大 D．温度是分子热运动剧烈程度的标志 2．概率统计的方法是科学研究中的重要方法之一，以下是某一定质量的氧气（可看成理想气体）在0℃和100℃时统计出的速率分布图，由图像分析以下说法正确的（　　） A．其中某个分子，100℃时的速率一定比0℃时要大 B．100℃时图线下对应的面积比0℃时要小 C．如果两种情况气体的压强相同，则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时少 D．如果两种情况气体的体积相同，则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数与0°C时相同 3．分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间实际表现出的作用力是引力与斥力的合力。图甲是分子引力、分子斥力随分子间距离r的变化图像，图乙是实际分子力F随分子间距离r的变化图像（斥力以正值表示，引力以负值表示）。将两分子从相距r=r2处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A．从r=r2到r=r0分子力表现为斥力 B．从r=r2到r=r1分子间的作用力的大小先减小后增大 C．从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大 D．从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小 4．氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（　　） A．图中两条曲线与速率围成的面积，实线的面积较大 B．图中虚线对应的气体分子平均速率较大 C．图中实线对应的是100℃时情形 D．图中虚线表示的氧气分子占比极大值相对实线的速率较大 5．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子在沿x轴距离甲分子很远的地方由静止向甲分子运动，过程中乙分子仅受到二者之间的分子间相互作用力，且乙分子出发时二者势能大小可忽略不计。两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为-E0。下列说法正确的是（　　） A．乙分子在P点（x=x2）时，加速度最大 B．乙分子在P点（x=x2)时，其动能为E0 C．乙分子在Q点（x=x1）时，处于平衡状态 D．当x>x1时，分子间的作用力表现为引力 6．两分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图所示，图线最低点对应的横坐标为r2。若规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，当两分子间距离r从无穷远逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（　　） A．从r3到r2，分子间引力和斥力都减小 B．从r2到r1，分子间引力、斥力与合力都增大 C．r=r1时，分子势能等于零 D．从r2到r1，分子势能一直减小 7．为研究气体压强，可建立如下理想模型：内部为正方体的汽缸内，每个气体分子质量均为m，其平均动能为，忽略气体分子大小。根据统计规律作简化分析，分子与器壁各面碰撞的机会均等，即有的气体分子以动能向右撞击器壁。若碰撞前、后瞬间分子速率不变，速度方向均与器壁垂直，分子数密度（单位体积内分子数）为n。说法正确的是（　　） A．一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 B．一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 C．汽缸内气体压强大小为 D．汽缸内气体压强大小为 8．钻石是首饰、高强度钻头和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＝0.2 g，则下列选项正确的是（   ） A．a克拉钻石物质的量为 B．a克拉钻石所含有的分子数为 C．每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m) D．a克拉钻石的体积为 9．下列有关热现象说法错误的是（　　） A．图甲为布朗运动产生原因的示意图，微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显 B．图乙中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为引力才使得水黾可以停在水面上 C．丁图是分子间作用力与分子间距离示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小 D．丙图是气体分子速率分布图，由图可知代表的温度小于代表的温度，但图像与坐标轴包围的面积大于图像与坐标轴包围的面积 10．如图为以无穷远为零势能点的分子势能随分子间距的变化关系。若一个分子固定于原点O，另一个分子从距O点很远处（分子势能可视为零），仅在分子间作用力下由静止开始向O点运动至不能再靠近。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．分子在处于平衡状态 B．在此过程中，分子的加速度先变大，后变小再变大 C．分子在处分子势能最大 D．分子在处动能减为零 第II卷（非选择题） 本题共5小题，共54分。 二、实验题 11．（4分）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中 (1)以下说法正确的是________ A．图示油膜形状是由于撒粉太少引起的 B．按图示油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏大 C．油酸酒精溶液放置长时间后使用，测得油酸分子直径偏大 (2)测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V，根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，数出轮廓范围内正方形的个数，整格的为个，多于半格不足整格的数量为个，已知每格的面积为S，则油酸分子的直径为________。 12．（8分）做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 (1)下列实验步骤的正确顺序是____________（填写实验步骤前的序号）。 a．往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 b．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定 c．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小 d．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，记下量筒内每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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积 e．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 (2)实验中，所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积的上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积__________；可求得油酸分子的直径为___________（用、n、S表示）。 (3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为___________。 A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 三、解答题 13．（12分）已知氧气分子的质量，标准状况下氧气的密度，则在标准状况下，的氧气中含有多少个氧气分子？每个氧气分子的平均占有体积是多大？ 14．（14分）环境问题与我们的生活息息相关。比如说公共场所禁止吸烟，我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更大。试估算一个高约2.8m，面积约的办公室，若只有一人吸了一根烟，求：（人正常呼吸一次吸入气体，一根烟大约吸10次，标准状态下气体的摩尔体积为22.4L） (1)被污染的空气分子间的平均距离。 (2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子。 15．（16分）一个边长为的立方体中有个理想气体的气体分子，每个气体分子质量为，已知气体分子的平均动能（为玻尔兹曼常量），在温度为时，回答下列问题： (1)假设气体分子与立方体容器发生的碰撞均为弹性碰撞，求单个分子对容器器壁发生碰撞时，对容器的作用力大小以及求出气体压强； (2)若此容器以水平速度匀速运动，某时刻突然停止下来，求该容器中气体温度变化。（不与外界发生热交换） 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D C B D B ABC AD BD 1．D 【详解】A．根据布朗运动的特点可知，颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显，故A错误； B．分子间距离为平衡位置时，分子力为零，所以当分子间的距离减小，分子间作用力不一定增大，还要看分子间距离与平衡位置的大小关系，故B错误； C．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大，但不是物体内每个分子的动能都增大，故C错误； D．温度是分子热运动剧烈程度的标志，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．由图可知，100℃时的分子速率有时比0℃时要小，故A错误； B．速率分布曲线的面积的意义，就是将每个单位速率的分子数占总分子数的百分比进行累加，累加的结果都是1，面积相等，故B错误； C．如果两种情况气体的压强相同，由于100℃时分子的平均动能比较大，所以单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时少，故C正确； D．如果两种情况气体的体积相同，则气体分子数密度相同，温度高时分子的平均动能大，则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时多，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】AB．由题图可知，从r=r2到r=r0分子力表现为引力，且大小先增大后减小；从r=r0到r=r1分子力表现为斥力，且大小逐渐增大，故AB错误； C．从r=r2到r=r0分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能逐渐减小，故C错误； D．从r=r2到r=r1分子力先表现为引力，后表现为斥力，分子力先做正功，后做负功，分子动能先增大后减小，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．由于纵坐标指单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，单位为s/m，横坐标指分子速率，单位为m/s，则两条曲线与速率围成的面积均为1，即图中两条曲线与速率围成的面积相等，故A错误； C．温度升高，速率大的分子数占总分子数的百分比增大，速率小的分子数占总分子数的百分比减小，可知，图中实线对应的是100℃时情形，故C正确； B．结合上述，实线对应温度比虚线对应温度高，则图中实线对应的氧气分子平均速率较大，故B错误； D．根据图示可知，图中虚线表示的氧气分子占比极大值相对实线的速率较小，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】AC．乙分子在x2时，分子势能最小，分子间距离为平衡距离，分子力为零，故加速度为零，此时速度最大，动能最大，故AC错误； B．由于乙分子在沿x轴距离甲分子很远的地方由静止向甲分子运动，仅在分子间相互作用力下沿x轴运动，其分子势能和动能之和始终为零，在x2处电势能为-E0，则此时动能等于E0，故B正确； D．在x2>x>x1范围内，随着距离减小，分子势能增大，即分子力做负功，分子间的作用力表现为斥力，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．从r3到r2，分子间引力和斥力都增大，故A错误； B．从r2到r1，分子间引力、斥力都增大，但合力减小，故B错误； C．规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，两分子从相距无穷远减小到r1的过程中，分子引力对分子做正功，分子势能减小，故在r=r1时，分子势能小于零，故C错误； D．从r2到r1，分子力做正功，分子势能一直减小，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】AB．碰撞前、后瞬间气体分子速度大小不变、方向相反，根据动量定理有 又 解得一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为 故A错误，B正确； CD．在时间内能达到面积为S容器壁上的粒子所占据的体积为 由于粒子有均等的概率与容器各面相碰，即可能达到目标区域的粒子数为 根据动量定理得 则得面积为S的器壁受到的粒子的压力为 气体分子对器壁的压强为 所以汽缸内气体压强大小为 故CD错误。 故选B。 8．ABC 【详解】A．a克拉钻石物质的量为 故A正确； B．a克拉钻石所含有的分子数为 故B正确； C．每个钻石分子直径设为d，则有 又 解得 故C正确； D．a克拉钻石的体积为 故D错误； 故选ABC。 9．AD 【详解】A．甲图是布朗运动示意图，悬浮在液体中的颗粒越大，某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多，撞击的不平衡性越不明显，布朗运动越不显著，故A错误； B．图乙中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为表面张力为引力才使得水黾可以停在水面上，故B正确； C．丁图是分子间作用力示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小，故C正确； D．丙图是气体分子速率分布图，温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比更大，则代表的温度小于代表的温度；但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积，均为1，故D错误。 故AD。 10．BD 【详解】A．图中处，分子势能增加，分子力做负功，即为斥力，故A错误； B．在靠近过程中，分子力先表现为引力，随着距离的减小先增大后减小到零（处），再表现为斥力，随着距离的减小而增大，故B正确； C．分子势能是标量，正负表示大小，所以处的分子势能最小，故C错误； D．根据能量守恒，势能和动能的总和保持不变，开始时，分子动能、分子势能均为零，即二者之和为零，所以当分子势能为零时，分子动能也为零，故D选项正确。 故选BD。 11．(1)B (2) 【详解】（1）A．撒粉太少会导致油膜扩散时没有足够阻力，可能扩散得过大甚至溢出，或者边界模糊不清；而图中油膜呈现“尖刺”、“星芒”状，通常是撒粉太多或不均匀，导致油膜在局部被阻挡，无法均匀铺展，从而形成这种不规则形状，故A错误； B．按图示油膜面积计算时，测量的面积比实际油膜的面积会更小，根据 可知测得油酸分子直径偏大，故B正确； C．油酸酒精溶液放置长时间后使用，因为酒精的挥发，在溶液中的油酸浓度会偏大，油酸的体积会偏大，但实际计算时仍按原来的浓度计算，则计算所用的油酸体积偏小，根据 可知测得油酸分子直径偏小，故C错误。 故选B。 （2）多于半格不足整格的按整格计算，故总的格子数为，则总面积为 则油酸分子直径为 12．(1)dabec (2) (3)BC 【详解】（1）实验过程应先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，记下量筒内每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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积，后往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上，再用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，随后将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，最后将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。即实验步骤的正确顺序是dabec。 （2）[1]根据数格子的办法，多于半格算一格，少于半格舍去，油膜的总格数为71格，则油膜总面积为 [2]由于所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，则溶液的浓度为 用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有n滴，则一滴溶液中纯油酸的体积为 油酸分子直径为 联立解得 （3）根据 A．油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油膜面积测量值偏大，则油酸分子直径测量值偏小，故A错误； B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏大，故B正确； C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏大，故C正确； D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，导致油酸体积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏小，故D错误。 故选BC。 13．个 【详解】氧气的密度不能理解为氧分子的密度，这是因为氧分子间的距离较大，所有氧分子的体积总和比氧气的体积小。在标准状况下，氧气的质量 的氧气中含有氧气分子的个数 （个） 每个氧气分子的平均占有体积 14．(1) (2)个 【详解】（1）吸烟者吸一根烟吸入气体的总体积为 含有空气分子数为 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 每个污染分子所占体积为 所以平均距离 （2）被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为 15．(1)， (2) 【详解】（1）假设气体分子在x、y、z三个方向上的速度为vx、vy、vz，根据题意有 取平均值，有 考虑一个分子在x方向上与容器碰撞的情况，分子从处出发，到达处后反弹，再回到处。一个完整周期的时间为 由动量定理有 解得 对于全部分子来说，因为其在三个方向上的运动概率相等，所以每个分子对x方向上的贡献都是三分之一，则单位面积的压强为，， 解得 （2）容器突然停止，其动能转化为气体的内能，有 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $