第一章 分子动理论 单元检测（三)-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（三) 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．甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离的关系图像如图中曲线所示，，分子间作用力表现为斥力；，分子间作用力表现为引力．a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（　　） A．乙分子从a运动到b的过程中，分子间作用力表现为斥力 B．乙分子从a运动到c的过程中，两分子间的作用力先减小后增大 C．乙分子从a运动到c的过程中，一直加速 D．乙分子从a运动到b的过程中加速，从b运动到c的过程中减速 2．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，所对应的温度分别为TⅠ、TⅠⅠ、TⅠⅠⅠ，下列说法错误的是（　　） A．TⅠ>TⅠⅠ>TⅠⅠⅠ B．温度高的气体，速率大的分子比例较多 C．从图象中可以直观体会到温度越高，分子运动越剧烈 D．气体速率均呈“中间多、两头少”的分布，但是最大比例的速率区间是不同的 3．下列说法不正确的是（　　） A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B．图乙水中小炭粒每隔一定时间位置的连线不能表示小炭粒做布朗运动的轨迹 C．由图丙可知，当分子间的距离r=r0时，分子间的作用力为零 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功 4．一定质量的气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是（　　） A．此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变 B．此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变 C．此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变 D．此过程中，温度升高，分子的平均速率增大；只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变 5．下列有关热现象的说法正确的是（　　） A．当物体温度为0℃时，物体的内能为零 B．分子间作用力随分子间距离增大，一定先减小后增大 C．气体分子的速率有大有小，但大量气体分子的速率呈“中间多、两头少”的规律分布 D．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数减少 6．已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为，重力加速度大小为g。由以上数据可估算（　　） 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 7．分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示，如果用横轴表示分子间的距离，纵轴表示分子力或分子势能，下列说法正确的是（　　） A．如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示斥力与分子间距的关系，曲线C表示引力与分子间距的关系，曲线D表示合力与分子间距的关系 B．如果纵轴表示分子势能，则曲线B表示分子势能与分子间距的关系 C．分子间距离无穷远时，分子势能最小 D．教室内空气的分子势能趋于零 8．浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为，则下列说法正确的是（　　） A．a千克气凝胶所含的分子数 B．气凝胶的摩尔体积 C．每个气凝胶分子平均占据空间 D．每两个相邻气凝胶分子平均间距 9．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比,由图可知（　　） A．两种温度下相比较,在①状态下,氧气分子中速率大的分子占总分子的比例相对较大 B．两种状态氧气分子的平均速率不相等 C．随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D．①状态的温度比②状态的温度低 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．（6分）(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸加入酒精中，制成总体积为的油酸酒精溶液，测得1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S。已知1滴该油酸酒精溶液的体积为，则油酸分子的直径______。（用、、和S表示） (2)图1是探究加速度与力之间关系的实验装置示意图。两辆相同的小车放在木板上，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板匀速运动。用细线跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放不同的重物，打开夹子，两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后合上夹子，两辆小车同时停下来。测出两辆小车的位移大小分别为和，则两辆小车的加速度之比______。 (3)某同学利用如图2所示的电路进行实验，闭合开关后，发现灯泡不发光。为查找故障，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。若电路中仅有一处故障，则故障为______。（选填选项前的字母） A．间断路 B．间断路 C．间断路 D．间断路 12．（6分）用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_______________________________________________．实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_____________________________________________________________．为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_________________________________． 三、解答题 13．（12分）水是生命之源，已知水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的密度为，阿伏加德罗常数为。 (1)求质量为m的水中的水分子的数目N； (2)求标准状况下水蒸气中相邻两个水分子之间的平均距离d。 14．（14分）早在史前时代，人类就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿。已知铜的摩尔质量为，铜的密度为，阿伏加德罗常数为。求： (1)1kg铜所含的原子数和铜所含的原子数； (2)铜原子的直径。 15．（16分）气体压强与温度对于同一个物理问题，常常可以从宏观和微观两个不同角度进行研究。 （1）如图所示，棱长为d的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：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，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， ①求一个粒子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I； ②导出容器壁单位面积所受粒子压力f。 （2）“温度是分子平均动能的标志”可以表示为（为物理常量）。 查阅资料还可得到信息： 第一，理想气体的模型为气体分子可视为质点，分子间除了相互碰撞外，分子间无相互作用力； 第二，一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。 请根据上述信息并结合第（1）问的信息完成证明：，并求出的表达式。 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 C A D D C C D ABC BD BD 1．C 【详解】A．乙分子从运动到的过程中，由题图可知，，分子间作用力表现为引力，故A错误； BCD．乙分子从运动到的过程中，由题图可知，两分子间的作用力先增大后减小，且一直表现为引力，则乙分子一直做加速运动，故BD错误，C正确。 故选C。 2．A 【详解】气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；最大比例的速率区间是不同的，温度高，最大峰值向速度较大的方向移动，速率大的分子比例较多，分子运动越剧烈，则TⅠ<TⅠⅠ<TⅠⅠⅠ。 本题选择错误选项； 故选A。 3．D 【详解】A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高，A正确，不符合题意； B．图乙水中小炭粒每隔一定时间位置的连线只是记录了粒子的位置变化，并不能反映其真实的运动轨迹，B正确。不符合题意； C．由图丙可知，当分子间的距离r=r0时，分子间的作用力为零，C正确，不符合题意； D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子势能减小，分子力做正功，D错误，符合题意。 故选D。 4．D 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，但这不是压强保持不变得原因，故A错误； B．温度升高，分子的平均动能增大，每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力增大，但这不是压强保持不变得原因，故B错误； C．压强与单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数以及分子碰撞器壁的平均冲击力有关。温度升高，分子平均冲击力增大，要使压强不变，单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数需减少，故C错误； D．温度升高，分子的平均速率增大，分子碰撞器壁的平均冲击力增大；而气体体积增大，分子的密集程度减小，单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数减少，这样才能保持压强不变，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．温度为0℃的物体，分子不停地做无规则的运动，分子动能不为零，分子间存在相互作用的引力与斥力，分子势能不为零，故温度为0℃的物体的内能不为零，故A错误； B．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，斥力减小得快。当分子间距离小于r0时，分子间斥力大于引力，分子力表现为斥力，随分子间距离的增大而减小；当分子间距离大于r0时，分子间斥力小于引力，分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，故B错误； C．气体分子的速率有大有小，但大量气体分子的速率呈“中间多、两头少”的规律分布，故C正确； D．一定质量的气体温度不变时，气体平均分子动能不变，体积减小，气体分子密度增大，则压强将增大，故每秒撞击单位面积器壁的分子数增加，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】AB．大气中的压强由大气的质量产生，即 而 地球大气层空气分子总数为 联立解得 故AB错误； CD．大气体积为 则气体分子之间的距离为 故C正确，D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示斥力与分子间距的关系，曲线C表示引力与分子间距的关系，曲线B表示合力与分子间距的关系，A错误； B．如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系，B错误； C．分子间距离为时，分子势能最小，C错误； D．教室内空气分子间距可视为，分子势能趋于零，D正确。 故选D。 8．ABC 【详解】A．气凝胶的摩数为 则气凝胶所含有的分子数为 A正确； B．气凝胶的摩尔体积为 故B正确； B正确， C．气凝胶中包含个分子，故每个气凝胶分子的平均占据空间为 C正确： D．设每两个相邻气凝胶分子平均间距为d，则有 解得 D错误。 故选ABC。 9．BD 【详解】A．由图可知，②中速率大的分子占据的比例较大，A错误； BD．由气体分子运动速率分布规律可知②对应的温度较高，②状态氧气分子的平均速率较大，BD正确； C．由图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，C错误。 故选BD。 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) (2) (3)B 【详解】（1）所制成的油酸酒精溶液油酸的浓度为，一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为，所以油酸分子的直径为。 （2）两辆小车都做初速度为零的匀加速直线运动，运动时间相等，根据，得 所以 即 （3）当黑表笔分别接触B、C时，示数均为，说明BC间是完好的，CD间、DE间、EF间、AF间有断路；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0，且电路中仅有一处故障，说明CD间断路。 故选B。 12． 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积 油膜稳定后得表面积S． 【详解】油膜法测量分子大小需要形成单分子油膜，故而需要减少油酸浓度；一滴油酸的体积非常微小不易准确测量，故而使用累积法，测出N滴油酸溶液的体积V，用V与N的比值计算一滴油酸的体积；由于形成单分子油膜，油膜的厚度h可以认为是分子直径，故而还需要测量出油膜的面积S，以计算厚度. 13．(1) (2) 【详解】（1）质量为m的水物质的量为n，则 水分子数 解得 （2）水蒸气体分子所占有空间视为立方体 解得 14．(1) (2) 【详解】（1）1kg铜的物质的量为 所含原子数为 铜的质量为 则铜所含原子数为 （2）1个铜原子的体积为 设铜原子的直径为，则有，则 15．（1）①，②；（2）见解析， 【详解】（1）①对与器壁碰撞的一个粒子，由动量定理可得 ① ②设正方体容器某一侧壁面积为，则时间内碰壁的粒子数为 ② 由动量定理得 ③ 由牛顿第三定律可得，器壁受到的压力 ④ 容器壁单位面积所受粒子压力由压强的定义式得 ⑤ 联立①②③④⑤得 ⑥ （2）由于压强和温度的关系式为 ⑦ 联立⑥⑦可得 ⑧ 由⑧与题中信息 可得 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 $