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

**基本信息** 高中物理分子动理论单元检测卷，涵盖选择、实验、解答题，注重基础概念与科学探究结合，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|布朗运动、分子动能、气体压强、分子势能等|结合“全碳气凝胶”科技情境（第5题），考查物质观念；通过分子势能图像（第6、10题）深化能量观念| |实验题|2题/16分|油膜法估测分子大小|考查理想模型法（第12题）及误差分析（如痱子粉影响、浓度变化），培养科学探究能力| |解答题|3题/38分|分子数计算、分子大小估算、分子力与弹簧类比|第15题将分子力与弹簧弹力类比，体现模型建构的科学思维；结合能量守恒（分子动能与势能转化）强化科学推理|

第一章 分子动理论 单元检测 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．下列说法正确的是（    ） A．太空中的空间站内的气体分子不再做无规则运动 B．物体的温度升高时，物体内所有分子的运动速率均增大 C．扩散现象是化学反应的结果 D．布朗运动可以反映分子运动的无规则性 2．关于分子动能，正确的说法是（　　） A．某种物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零 B．物体温度升高时，每个分子的动能都增大 C．物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多 D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高 3．某同学利用花粉颗粒观察布朗运动，并提出以下观点，正确的是（     ） A．布朗运动指的是花粉微粒的无规则运动 B．布朗运动指的是液体分子的无规则运动 C．温度为0℃时，液体分子的平均动能为零 D．花粉微粒越大，其无规则运动越剧烈 4．关于气体的压强，下列说法正确的是（　　） A．气体压强是由分子间的斥力引起的 B．气体压强是由分子频繁撞击器壁引起的 C．分子的平均动能越小，气体的压强就越小 D．单位体积内的分子数越多，气体的压强就越大 5．中国某大学制备出了一种超轻气凝胶，这种固态材料在弹性和吸油能力方面令人惊喜，被称为“全碳气凝胶”。设该气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常量为，则下列说法正确的是（    ） A．a克气凝胶所含的分子数 B．气凝胶的摩尔体积 C．每个气凝胶分子的体积 D．每个气凝胶分子的直径 6．如图所示为分子势能随分子间距离r变化的图像，取r趋近于无穷大时为零。现有甲、乙两分子，将甲分子固定于O点，若仅考虑这两个分子间的作用，下列说法中正确的是（　　） A．当乙分子位于处时，分子间没有相互作用力 B．将乙分子从处由静止释放，它们将相互靠近 C．将乙分子从处由静止释放，当时乙分子的动能为 D．将乙分子从处由静止释放，乙分子可到达处 7．关于热现象，下列说法正确的是（　　） A．液体分子的无规则运动称为布朗运动 B．气体对容器壁的压强源于大量分子对器壁持续、频繁的碰撞 C．给自行车胎打气，越打越费力是因为分子间存在斥力 D．气体在100℃时每个分子的动能均大于其在50℃时每个分子的动能 8．下列说法正确的有（ ） A．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越明显 B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．当分子间距离减小时，分子间的斥力增大，引力减小 9．下列说法正确的是（　　） A．甲图测量油膜分子直径时，为了避免油酸挥发带来影响，在滴完油酸之后要立即测量油膜的面积 B．乙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，撞击的不平衡性越明显，布朗运动越显著 C．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等于图像与坐标轴包围的面积 D．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 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“用油膜法估测分子的大小”实验中，所选用的油酸酒精溶液的浓度为每溶液中含有纯油酸5mL。用注射器测得1mL上述溶液有75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，测得水面稳定后的油膜面积为，可算出一滴溶液中含有纯油酸的体积为______ml，油酸分子的直径约为______m。（结果均保留一位有效数字） ②某同学最终得到的油酸分子直径数值和其他同学相比明显偏大，其原因可能是______。 A．水面上痱子粉撒的较多，油膜未充分展开 B．使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液 C． 计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整方格处理 D．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为纯油酸的体积进行计算 12．（10分）某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。实验主要步骤如下： ①向体积为1mL的油酸中加酒精，直至总量达到； ②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入50滴时，测得其体积恰好是1mL； ③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在边长为1cm的正方形小格坐标纸上，如图所示。 (1)该实验中，使用到的研究方法是______。 A．等效替代法 B．理想模型法 C．微小量放大法 D．控制变量法 (2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为______mL；油膜面积为______。 (3)油酸分子直径的大小______。（结果保留一位有效数字） (4)如果在“用油膜法估测分子的直径”实验中，计算结果明显偏大，可能的原因有______。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格 C．在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数 D．配好的油酸酒精溶液长时间放置后再使用，由于酒精挥发使浓度发生了变化 三、解答题 13．（8分）180g水中含有多少个水分子？若一个人每分钟数200个分子，需要数多长时间？（已知水的摩尔质量为18g/mol，NA≈6.0×1023mol－1） 14．（14分）已知水的密度，水的摩尔质量。（阿伏加德罗常数NA取） (1)试求1cm3水中含有多少个水分子； (2)估算一下水分子的大小。 15．（16分）在物理学中，研究微观物理问题可以借鉴宏观的物理模型，可使问题变得更加形象生动。弹簧的弹力和弹性势能变化与分子间的作用力以及分子势能变化情况有相似之处，因此在学习分子力和分子势能的过程中，我们可以将两者类比，以便于理解。 (1)质量相等的两个小球用劲度系数为k，原长为l0的轻弹簧相连，并置于光滑水平面上。现给其中一个小球沿着弹簧轴线方向的初速度，整个系统将运动起来，已知在此后的运动过程中弹簧的弹性势能大小Ep与弹簧的长度l的关系如图甲所示。 ①请说明曲线斜率的含义； ②已知弹簧最小长度为l1，求弹簧的最大长度l2为多大？ (2)研究分子势能是研究物体内能的重要内容。已知某物体中两个分子之间的势能Ep与两者之间距离r的关系曲线如图乙所示。 ①由图中可知，两分子间距离为r0时，分子势能最小，请说出r=r0时两分子间相互作用力的大小，并定性说明曲线斜率绝对值的大小及正负的物理意义； ②假设两个质量相同的分子只在分子力作用下绕两者连线的中点做匀速圆周运动，当两者相距为r1时，分子的加速度最大，此时两者之间的分子势能为Ep1，系统的动能与分子势能之和为E。请在如图乙所示的Ep—r曲线图像中的r轴上标出r1坐标的大致位置，并求出此时两分子之间的分子作用力大小。 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 A B C C B AC CD BD 1．D 【详解】A．分子的无规则热运动永不停息，和所处环境是否失重无关，空间站内气体温度高于绝对零度，分子仍做无规则运动，故A错误； B．温度是分子平均动能的标志，温度升高时分子平均运动速率增大，属于统计规律，不代表所有分子运动速率均增大，仍存在部分分子速率减小的情况，故B错误； C．扩散现象是分子无规则热运动的宏观表现，属于物理过程，和化学反应无关，故C错误； D．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，由周围流体分子对微粒的撞击不平衡导致，可以反映分子运动的无规则性，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，但0℃（273 K）并非绝对零度（0 K），此时分子平均动能不为零（分子热运动不会停止），故A错误； B．温度升高时，分子的平均动能增大，但这是统计平均概念，并非每个分子的动能都增大（个别分子动能可能减小），故B错误； C．温度升高时，分子速率分布遵循麦克斯韦-玻尔兹曼分布，平均速率增大，导致速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，故C正确； D．物体的运动速度是宏观机械运动，与分子热运动无关，温度反映分子热运动的剧烈程度，与宏观速度无直接联系，故D错误。 故选C。 3．A 【详解】A．布朗运动是指悬浮在液体中的微粒（如花粉颗粒）因液体分子碰撞而产生的无规则运动，故A正确； B．布朗运动是微粒的运动，并非液体分子本身的运动，故B错误； C．分子的平均动能与热力学温度成正比，0℃（273 K）时平均动能不为零（绝对零度0 K时动能为零），故C错误； D．布朗运动的剧烈程度与微粒大小成反比，微粒越大，运动越不剧烈，故D错误。 故选A。 4．B 【详解】A．气体压强是由于大量分子频繁撞击器壁产生的，而非分子间的斥力，故A错误； B．根据气体动理论，气体压强是大量分子频繁撞击器壁的宏观表现，故B正确； C．压强由分子数密度和分子平均动能共同决定，仅平均动能减小，若分子数密度增大，压强可能不变或增大，故C错误； D．单位体积分子数多，但若分子平均动能（温度）较低，压强不一定大，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】A．a克气凝胶所含的分子数，故A错误； B．气凝胶的摩尔体积，故B错误； C．1mol气凝胶中包含NA个分子，则每个气凝胶分子平均占据空间 对固态材料来说，可认为分子是紧密排列的，每个气凝胶分子的体积与每个气凝胶分子平均占据空间相同，故C正确； D．设每个气凝胶分子的直径为d，则 解得，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．由图可知，在处分子势能最小，分子力为零；但仍存在引力和斥力，故A错误； B．将乙分子从处由静止释放，由于分子力为零，所以不会相互靠近，故B错误； C．将乙分子从处由静止释放，根据能量守恒定律，总能量 当乙分子运动到处时，势能 动能，故C正确； D．根据能量守恒，乙分子运动到动能为零时，势能等于总能量。由图可知，势能为的位置不到。乙分子从释放，不能到达处，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，并非液体分子本身的运动，故A错误； B．气体对容器壁的压强微观本质是大量气体分子对器壁持续、频繁碰撞产生的，故B正确； C．给自行车胎打气越费力，是因为胎内气体物质的量增多，压强增大，外界需要克服更大的气体压力做功，气体分子间距远大于分子间力作用范围，分子斥力可忽略，故C错误； D．温度是分子平均动能的统计规律，仅描述大量分子的平均动能情况，不代表每个分子的动能，温度升高分子平均动能增大，100℃的气体分子平均动能更大，但存在部分分子动能小于50℃气体的部分分子动能，故D错误。 故选B。 8．AC 【详解】A．温度越高，分子热运动越剧烈，悬浮在液体中的颗粒越小，撞击越不平衡，则它的布朗运动就越显著，A正确； B．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，B错误； C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，C正确； D．当分子间距减小时，分子间的引力和斥力都增大，D错误。 故选AC。 9．CD 【详解】A．甲图测量油膜分子直径时，在滴完油酸之后不能立即测量油膜的面积，应等油膜稳定后再测量油膜的面积，故A错误； B．乙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B错误； C．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C正确； D．丁图是分子间作用力示意图，在处引力和斥力等大，分子力表现为零，故D正确。 故选CD。 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． AD/DA 【详解】①[1]根据题意可知，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为 [2]则油酸分子的直径是 ②[3] A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则测得的油膜面积S偏小，直径d的测量值偏大，A正确； B．使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液，酒精挥发使溶液的浓度变大，则所含油酸体积偏大，则面积变大，则直径d的测量值偏小，B错误； C．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则测得的油膜面积S偏大，则直径d的测量值偏小，C错误； D．油酸分子直径为 可知，错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则体积V偏大，直径d的测量值偏大，D正确。 故选AD。 12．(1)B (2) （60~63均给分） (3) (4)AC 【详解】（1）该实验中，认为油酸分子为球形，且为单分子排列，使用到的研究方法是理想模型法，故选B。 （2）[1][2]一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为 正方形的个数约为62个，故油膜的面积约为 （3）油酸分子直径的大小 （4）A．油酸未完全散开，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，故A正确； B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格，则S测量值偏大，则直径测量值偏小，故B错误。 C．在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数，则滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积测量值偏大，则直径测量值偏大，故C正确； D．配好的油酸酒精溶液长时间后放置再使用，由于酒精挥发使实际浓度变大，则代入原标称浓度计算，结果将偏小，故D错误。 故选AC。 13．6.0×1024个水分子，约5.7×1016年 【详解】水分子物质的量 水分子数 数分子时间 14．(1)个 (2) 【详解】（1）水的摩尔体积为 1cm3水中水分子的数目为 （2）建立水分子的球体模型，有 所以水分子的大小为 15．(1)①弹簧的弹力，②l2=2 l0- l1；(2)①见解析，②图见解析， 【详解】(1)①曲线的斜率代表了弹簧的弹力 ②当弹簧最长或最短时，两球共速，由动量守恒定律得 mv0=2mv共 由能量守恒定律得 可得当弹簧最长和最短时，弹簧的弹性势能相等，因此弹簧的形变量相等，即有 l2- l0= l0- l1 得 l2=2l0- l1 (2)① r=r0时，分子间相互作用力大小为零；斜率绝对值的大小，反映分子间相互作用力的大小；斜率的正、负，反映分子间相互作用力是引力或斥力。 ② r1的坐标如图所示，是引力部分斜率最大的位置； 由能量守恒定律得 Ek+Ep1=E 其中Ek为系统的动能。 设分子的质量为m，则 对其中一个分子,由牛顿第二定律得 联立得 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 $