第一章 分子动理论 章末模拟检测卷 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 聚焦分子动理论单元核心，通过基础辨析、概念深化、综合应用三层设计，实现从物理观念建构到科学思维提升的巩固路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|布朗运动、油膜法实验、气体压强产生机理|选择题1-6题，以概念辨析为主，强化物质观念与运动观念| |提升层|分子速率分布、分子势能与距离关系|选择题7-11题，结合图像分析，培养科学推理与模型建构能力| |综合层|阿伏加德罗常数应用、分子数量/体积估算|非选择题12-16题，实验与计算结合，体现科学探究与定量分析|

第一章　分子动理论 (时间:75分钟 满分:100分) 一、单项选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分) 1.(2025江浦高级中学等六校联考)关于分子热运动和布朗运动,下列说法正确的是(　　) A.布朗运动是指在显微镜下看到的液体分子的无规则运动 B.布朗运动间接地反映了分子在永不停息地做无规则运动 C.当物体温度达到0 ℃时,物体分子的热运动就会停止 D.悬浮颗粒越大,某一瞬间与它碰撞的液体分子越多,布朗运动越显著 2.(2024盐城三校联考)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,下列说法正确的是(　　) A.为便于形成单分子油膜,配成的油酸酒精溶液浓度要低一些 B.为使油酸和酒精充分混合,配成的溶液需静置较长时间 C.为清晰显示油膜的边界,滴入油酸酒精溶液后再撒上爽身粉 D.为减小实验误差,选用的玻璃板上正方形方格要大一些 3.近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线,受影响最严重的是京津冀地区,雾霾笼罩,大气污染严重。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物,其悬浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法正确的是(　　) A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当 B.温度越低,PM2.5运动越剧烈 C.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 D.PM2.5中颗粒大一些的,其颗粒的运动比其他颗粒的运动更为剧烈 4.关于气体的压强,下列说法正确的是(　　) A.气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 B.气体分子的平均速率增大,气体的压强一定增大 C.气体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 D.当某一容器自由下落时,容器中气体的压强将变为零 5.如图所示是模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下:①把一颗豆粒从距秤盘20 cm处松手让它落到秤盘上,观察电子秤指针摆动的情况;②再把100颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上,观察电子秤指针摆动的情况;③使100颗左右的豆粒从更高的位置均匀连续地倒在秤盘上,观察电子秤指针摆动的情况。下列说法正确的是(　　) A.步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均动能的关系 B.步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系 C.步骤②和③模拟的是大量气体分子分布所服从的统计规律 D.步骤①和②模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性 6.一位同学用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体),然后将它们放置在水平木板上,再在气球的上方平放一块轻质塑料板,如图所示。这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中,气球一直没有破裂,球内气体温度可视为不变。下列说法正确的是(　　) A.气球内气体的压强是由气体重力产生的 B.由于该同学挤压气球,球内气体分子间表现为斥力 C.气球内气体分子平均动能不变 D.气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和 7.体积都是1 L的两个容器,装着质量相等的氧气,其中一个容器内的温度是0 ℃,另一个容器内的温度是100 ℃。如图所示,这是根据两种不同情况下的分子速率分布情况绘制出的图像。下列说法正确的是(　　) A.a线对应的温度是100 ℃ B.b线表示的氧气分子的平均动能更大 C.a线对应的单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数多 D.这两个温度下具有最大比例的速率区间是相同的 8.石墨是碳原子按图甲所示排列形成的,其微观结构为层状结构。图乙所示为石墨烯的微观结构,单碳层石墨烯是单层的石墨,厚1毫米的石墨包含大约三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。则(　　) 甲 乙 A.石墨中的碳原子静止不动 B.碳原子的直径大约为3×10-9 m C.石墨烯碳原子间只存在分子引力 D.石墨烯的熔化过程中,碳原子的平均动能不变 9. 如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,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。下列说法正确的是(　　) A.乙分子在Q点(x=x1)时,分子动能最大 B.乙分子在P点(x=x2)时,加速度最大 C.乙分子在Q点(x=x1)时,分子势能最小 D.乙分子在P点(x=x2)时,分子动能最大 10.已知地球大气层的厚度h远小于地球的半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g。由此估算得(　　) A.地球大气层空气的总重力为2πR2p0 B.地球大气层空气分子总数为 C.每个空气分子所占空间为 D.空气分子之间的平均距离为2 11.用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子间作用力时的运动。将两个质量均为m的A、B分子分别从x轴上的-x0和x0处由静止释放,如图甲所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图乙所示。取无穷远处势能为零,下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A.A、B间距离为x1时分子间作用力为零 B.A、B间距离为2(x1-x0)时分子间作用力为零 C.A、B系统的分子势能最小值为 D.释放时A、B系统的分子势能为m 二、非选择题(本题共5小题,共56分。请按题目要求作答) 12.(15分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,有下列实验步骤: ①往浅盆里倒入适量的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的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,计算出油膜的面积,从而估算出油酸分子直径的大小。 ④将8 mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液,用注射器将溶液一滴一滴地滴入量筒中,每滴入100滴,量筒内的溶液增加1 mL。 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。 (1)上述步骤正确的顺序是④①　　　　(填写步骤前面的数字,前两步已给出);  (2)完成本实验需要几点假设,以下假设与本实验无关的是　　　　;  A.将油酸分子视为球形 B.油膜中分子沿直线排列 C.将油膜看成单分子层 D.油酸分子紧密排列无间隙 (3)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,体现的物理思想方法是　　　　;(用序号字母填写)  A.理想模型法　　　　　　　　　B.控制变量法　　　　　　　　　C.等效替代法 (4)油膜形状稳定后,油膜所占格数约为128格,已知坐标纸正方形小方格的边长为1 cm,则可估算出油酸分子的直径约为　　　　 m(保留一位有效数字);  (5)实验后,某小组发现自己所测得的分子直径d明显偏小,出现这种情况的可能原因是　　　　。  A.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开 B.求每滴溶液体积时,1 mL溶液的滴数计多了 C.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 D.油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 13.(6分)(2024盐城三校联考)已知阿伏加德罗常数是NA(单位为mol-1),铜的摩尔质量为M(单位为g/mol),铜的密度为ρ(单位为g/cm3),试求: (1)10 g铜中含有的铜原子的个数; (2)铜原子之间的距离。 14.(8分)地球到月球的平均距离为s。已知铁的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA。若把铁分子(将分子看成球体)一个紧挨一个地单列排起来,筑成从地球通往月球的“分子大道”。 (1)这条“分子大道”共需多少个铁分子? (2)这条“分子大道”的质量为多少? 15.(12分)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液为50滴。把1滴该溶液滴入盛有水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长为20 mm。 (1)油膜的面积是多少? (2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少? (3)根据上述数据,估测油酸分子的直径。(计算结果保留一位有效数字) 16.(15分)(2025海安高级中学月考)体积为V的容器中充满了某种气体,已知气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA。 (1)气体分子的平均质量是多大? (2)容器内含有的分子数为多少? (3)若容器内的气体完全变为液体,液体分子的平均直径为d(球体模型),求这些气体完全变为液体后的体积。 参考答案 1.B　解析 布朗运动是指在显微镜下看到的固体小颗粒的无规则运动,是液体分子撞击颗粒所做的运动。布朗运动间接地反映了分子在永不停息地做无规则运动,故A项错误,B项正确;物体分子做永不停息的热运动,温度即使为0 ℃,分子热运动也不会停止,故C项错误;悬浮颗粒越大,同一时刻与它碰撞的液体分子越多,颗粒就越容易达到受力平衡,布朗运动越不显著,故D项错误。 2.A　解析 为便于形成单分子油膜,配成的油酸酒精溶液的浓度要低一些,A项正确;为了减小误差,溶液应现配现用,故B项错误;正确操作步骤应为在水面上先撒上爽身粉,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定,故C项错误;为减小实验误差,选用的玻璃板上正方形方格要小一些,故D项错误。 3.C　解析 “PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物,PM2.5尺度远大于空气中氧分子的尺寸的数量级,故A项错误;PM2.5受到大量空气分子的无规则的碰撞,温度越高,空气分子对颗粒的撞击越剧烈,则PM2.5的运动越激烈,故B项错误;PM2.5在空气中的运动是固体颗粒、分子团的运动,属于布朗运动,故C项正确;PM2.5中颗粒小一些的,空气分子对颗粒的撞击越不均衡,其颗粒的运动比其他颗粒的更为剧烈,故D项错误。 4.C　解析 气体的压强是由于大量气体分子频繁地撞击器壁产生的,等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,A项错误,C项正确;气体分子的平均速率增大,若气体体积增大,气体的压强不一定增大,B项错误;当某一容器自由下落时,容器中气体分子的运动不受影响,气体的压强不为零,D项错误。 5.D　解析 步骤①和②豆粒都从相同的高度下落,不同的是豆粒的个数,故它模拟的是气体压强与分子密集程度的关系,也说明大量的豆粒连续地作用在秤盘上能产生持续的作用力;而步骤②和③的豆粒个数相同,让它们从不同的高度落下,豆粒撞击的速率不同,所以它们模拟的是气体压强与分子速率的关系,或者说是气体压强与气体分子平均动能的关系;故选D。 6.C　解析 密闭容器内的气体压强是由大量气体分子频繁地撞击器壁产生的,故A项错误;该同学挤压气球,气体分子间距离仍然较大,气体分子间的作用力几乎为零,故B项错误;气球内气体温度可视为不变,所以气球内气体分子平均动能不变,故C项正确;气体分子间空隙很大,所以气球内气体的体积远大于所有气体分子的体积之和,故D项错误。 7.B　解析 温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大,分子的平均动能是统计规律,所以温度为100 ℃的氧气比0 ℃的氧气中速率大的分子所占百分比大,这两个温度下具有最大比例的速率区间是不相同的,b线对应温度较高,即b线对应的温度是100 ℃,其表示的氧气分子的平均动能更大,故A、D项错误,B项正确;体积都是1 L的两个容器,装着质量相等的氧气,所以分子密集程度一样,但是b线对应的温度较高,分子平均速率较大,容器内气体压强较大,则单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数多,故C项错误。 8.D　解析 石墨中的碳原子是运动的,A项错误;由题可知各层石墨烯间的距离为d= m≈3×10-10 m,且层与层之间有间距,B项错误;石墨烯碳原子间不仅存在分子引力,同时也存在分子斥力,C项错误;石墨烯是晶体,在熔化过程中,温度不变,故碳原子的平均动能不变,D项正确。 9.D　解析 分子间同时存在相互作用的引力和斥力,乙分子在P点(x=x2)时,分子间距离为平衡距离,引力与斥力大小相等,加速度为零;当分子间距离变大或变小时,分子间作用力都会做负功,分子势能变大,乙分子在P点分子势能最小,动能最大,故A、B错误,D正确。当乙分子运动至Q点(x=x1)时,其分子势能为零,势能是标量,势能为负值时比零小,故C错误。 10.B　解析 大气压强由大气的重力产生,则mg=p0S=p0·4πR2=4πR2p0,A错误;地球大气层空气分子总数为N=NA=,B正确;地球大气层空气的总体积为V=4πR2h,每个空气分子所占空间为V0=,C错误;气体分子之间的距离为d=,D错误。 11.D　解析 由题图乙可知,B分子在x0~x1过程中做加速运动,说明开始时两分子间作用力为斥力,在x1处速度最大,加速度为零,即两分子间的作用力为零,根据运动的对称性可知,此时A、B分子间的距离为2x1,故A、B错误;由题图乙可知,两分子运动到无穷远处的速度为v2,在无穷远处的总动能为2×=m,由题意可知,无穷远处的分子势能为零,由能量守恒可知,释放时A、B系统的分子势能为m,故D正确;由能量守恒可知,当两分子速度最大即动能最大时,分子势能最小,则最小分子势能为Epmin=m-2×=m-m,故C错误。 12.(1)②⑤③　(2)B　(3)A　(4)6×10-10　(5)BD 解析 (1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤:配制油酸酒精溶液④→准备浅水盆,撒上痱子粉①→滴入油酸酒精溶液,形成油膜②→描绘油膜边缘⑤→测量油膜面积,计算分子直径③,故正确顺序为④①②⑤③。 (2)该实验中的理想化假设:把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜;不需要考虑分子间隙,把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子;将油酸分子视为球体模型。故选B。 (3)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,体现的物理思想方法是理想化模型法。故选A。 (4)一滴油酸酒精溶液的体积为V0= mL 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 V1= mL=8×10-6 mL=8×10-12 m3 油膜的面积为S=128×1×1 cm2=1.28×10-2 m2 油酸分子的直径为d= m≈6×10-10 m。 (5)水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开,则测量的面积S偏小,导致结果偏大,故A项错误;求每滴溶液体积时,1 mL溶液的滴数计多了,则一滴油酸的体积减小了,会导致计算结果偏小,故B项正确;将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算,则计算时所用的体积数值偏大,会导致结果偏大,故C项错误;油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度变大,则会导致计算结果偏小,故D项正确。 13.(1)　(2) 解析 (1)根据摩尔质量公式,可得10 g铜的物质的量为,所以10 g铜中含有铜原子个数n=。 (2)一个铜原子的质量为m= 一个铜原子的体积为V0= 设铜原子之间的距离为d,又有=V0 得d=。 14.(1)s　(2)s 解析 (1)铁分子的摩尔体积VM==NA 解得铁分子直径d= 这条“分子大道”铁分子个数N==s。 (2)单个分子的质量为m0= 这些分子的总质量为m=Nm0=s。 15.(1)2.32×10-2 m2　(2)1.2×10-5 mL　(3)5×10-10 m 解析 (1)轮廓包围方格约为58个,则油膜的面积S=58×(2×10-2)2 m2=2.32×10-2 m2 。 (2)每一滴溶液中含有纯油酸的体积V= mL=1.2×10-5 mL。 (3)油酸分子直径d=≈5×10-10 m。 16.(1)　(2)　(3) 解析 (1)气体分子的平均质量为m0=。 (2)分子数为N=。 (3)每个液体分子的体积V0= 液体分子的体积V'=NV0=。 学科网（北京）股份有限公司 $