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第一章 分子動理論 單元測試 -2024-2025學年高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是（ ）
A． B．
C． D．
2．對于一定質(zhì)量的實際氣體，下列說法正確的是（　　）
A．溫度不變、體積增大時，內(nèi)能一定減小
B．氣體的體積變化時，內(nèi)能可能不變
C．氣體體積不變，溫度升高，內(nèi)能可能不變
D．流動的空氣一定比靜態(tài)時內(nèi)能大
3．關(guān)于固體分子間的相互作用力，下列說法正確的是（ ）
A．固體被壓縮時，分子間引力為零，只存在斥力
B．固體被拉伸時，分子間斥力為零，只存在引力
C．固體不受外力作用時，分子間引力、斥力均為零
D．固體分子間的引力和斥力總是同時存在的
4．氧氣分子在和溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是（　　）
A．圖中兩條曲線下面積相等
B．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較大的情形
C．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子在時的情形
D．與時相比，時氧氣分子速率出現(xiàn)在區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大
5．已知地球大氣層的厚度h遠小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為，地面大氣壓強為，重力加速度大小為g。由此估算得（　　）
A．地球大氣層空氣的總重力為
B．地球大氣層空氣分子總數(shù)為
C．每個空氣分子所占空間為
D．空氣分子之間的平均距離為2
6．如圖所示，甲分子固定于坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲、乙兩分子間的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，為斥力，為引力。a、b、c、d為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)將乙分子從a點由靜止釋放，其移動到d的過程中，下列說法正確的是（　　）
A．從a到c過程中，分子力先表現(xiàn)為引力后表現(xiàn)為斥力
B．在c點處，乙分子的速度最大
C．在c點處，乙分子的加速度最大
D．從b到c過程中，兩分子間的分子力逐漸增大
7．一定質(zhì)量的理想氣體密閉在容器中，不同溫度下各速率區(qū)間分子數(shù)占分子總數(shù)比例隨速率v分布圖像如圖所示，則下列說法正確的是（　　）
A．如果氣體體積不變，則溫度T2時氣體分子撞到器壁單位面積上平均作用力比T1時小
B．溫度T1時氣體壓強一定比溫度T2時氣體壓強小些
C．圖中熱力學溫度T1D．圖中熱力學溫度T1>T2
二、多選題
8．關(guān)于分子動理論，下列說法正確的是（　　）
A．分子永不停息地做無規(guī)則運動
B．酒精和水混合后，總體積減小，是因為分子間有空隙
C．鐵塊不易被壓縮是因為在擠壓鐵塊時，分子間只有斥力沒有引力
D．分子間距離增大時，分子力也隨之增大
9．每年的立春時節(jié)，大地開始復蘇，地上的雪開始慢慢融化成水，在太陽的照射下再逐漸蒸發(fā)成水蒸氣。下列說法正確的是（　　）
A．雪融化成水的過程中，水分子的平均動能增大
B．一定質(zhì)量的雪融化成水的過程中，其內(nèi)能增大
C．水蒸發(fā)成水蒸氣的過程中，水分子的勢能不變
D．水蒸發(fā)成同質(zhì)量的水蒸氣的過程中，吸收的熱量大于內(nèi)能的增量
10．建設(shè)大橋的過程中需要將重達千余噸的鋼梁用鋼索從水中吊起，為了探究在吊起鋼梁過程中鋼索的拉力變化，某研究小組做了模擬實驗：在始終保持鋼板水平的情況下，將鋼板用輕繩從水下緩慢吊起，如圖甲所示。在該過程中細繩拉力F隨時間t的變化情況如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）
A．鋼板在水面以下時的浮力約為2.0N
B．在吊起鋼板的過程中，鋼板所受的拉力始終大于鋼板的重力
C．圖乙中拉力F最大能到38.5N的原因是浮力消失
D．圖乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子與鋼板分子之間存在引力
三、實驗題
11．（1）在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，如圖所示，理想的油膜形狀非常接近圓形，下列選項中會影響油膜形狀規(guī)整程度的是 。
A．注射器針管較大，但沒有超出實驗要求的范圍
B．滴入油酸酒精溶液時，注射器針頭明顯偏離淺盤中央
C．操作不仔細，缺乏耐心，如撒粉不均勻，水面還未平靜就滴入油酸酒精溶液
（2）在一次實驗中得到了如圖所示的油膜，如果按此油膜來計算分子直徑，測量結(jié)果相對真實值會 （填“偏大”、“偏小”或“無誤差”）。
12．利用單分子油膜法可以粗略測定分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)，如果已知體積為V的一滴油滴在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油分子的直徑的表達式為 ；如果這種油的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，則阿伏加德羅常數(shù)的表達式為 ．
13．（1）在用油膜法估測分子大小的實驗中，用移液管量取0.10mL油酸，倒入標注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面達到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標格的玻璃板下觀察油膜，如圖甲所示。坐標格的每個小正方形大小為1cm×1cm。由圖可以估算出油膜的面積是 ，由此估算出油酸分子的直徑是 m（保留1位有效數(shù)字）。
（2）圖乙是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個“量子圍欄”的照片。這個量子圍欄是由48個鐵原子在銅的表面排列成直徑為的圓周而組成的，由此可以估算出鐵原子的直徑約為 m（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

14．在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，將0.1mL的油酸溶于酒精，制成250mL的油酸酒精溶液，用注射器測得1.0mL上述溶液有100滴，現(xiàn)取一滴該溶液滴入水面上，將油膜形狀畫在每小格邊長為1.0cm的方格紙，數(shù)出完整的方格有67個，大于半格的有14個，小于半格的有19個。則：
(1)這種估測方法是將每個分子近似看成 ，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的 。
(2)利用上述有關(guān)數(shù)據(jù)可求得的油膜分子直徑約為 m。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
(3)在配制油酸酒精溶液時，若不小心把酒精倒多了一點，導致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值小一些。會導致算出的油酸分子直徑比實際值 （填“偏大”或“偏小”）。
《第一章 分子動理論 單元測試 -2024-2025學年高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B D A B B C AB BD AD
1．B
【詳解】當分子間距離r等于平衡距離r0時，分子間作用力f表現(xiàn)為零，分子勢能Ep最小。
故選B。
2．B
【詳解】A．內(nèi)能是所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，溫度不變，分子熱運動平均動能不變，體積增大，分子勢能增大，故內(nèi)能增大，A錯誤；
B．氣體的體積變化時，內(nèi)能可能不變，比如體積增大的同時溫度降低，B正確；
C．氣體體積不變，分子勢能不變，溫度升高，平均動能增大，故內(nèi)能一定增大，C錯誤；
D．內(nèi)能與分子熱運動的平均動能有關(guān)，與宏觀的運動快慢無必然關(guān)系，D錯誤。
故選B。
3．D
【詳解】ABC．固體分子間的引力和斥力是同時存在的，只是當引力等于斥力時分子力表現(xiàn)為零，分子力表現(xiàn)為斥力的原因是斥力大于引力，故ABC錯誤；
D．固體分子間的引力和斥力總是同時存在的，D正確。
故選D。
4．A
【詳解】A．由題圖可知，在和兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即兩條曲線下面積相等，A正確；
BC．由圖可知，具有最大比例的速率區(qū)間，時對應(yīng)的速率大，說明實線為的分布圖像，對應(yīng)的平均動能較大，虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形，BC錯誤；
D．由圖可知，0～400m/s段內(nèi)，對應(yīng)的占據(jù)的比例均小于與時所占據(jù)的比值，因此時氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小，D錯誤。
故選A。
5．B
【詳解】A．大氣中的壓強由大氣的質(zhì)量重力產(chǎn)生，即
A錯誤；
B．地球大氣層空氣分子總數(shù)為
B正確；
C．大氣的體積為
每個空氣分子所占空間為
C錯誤；
D．氣體分子之間的距離為
D錯誤。
故選B。
6．B
【詳解】A．由題意可知，為引力，故從到的過程中，分子力表現(xiàn)為引力，故A錯誤；
B．由題圖可知，從到的過程中，分子力表現(xiàn)為引力，分子力對乙分子做正功，乙分子的動能增加；從到的過程中，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力對乙分子做負功，乙分子的動能減少；故在點處，乙分子的動能最大，速度最大，故B正確；
C．由題圖可知，在點處，乙分子受到的分子力為零，乙分子的加速度為零，故C錯誤；
D．由題圖可知，從到的過程中，兩分子間的分子力逐漸減小，故D錯誤。
故選B。
7．C
【詳解】CD．由圖可知，T2中速率大的分子占據(jù)的比例較大，則說明T2對應(yīng)的平均動能較大，所以T2對應(yīng)的溫度較高，即
T1選項C正確，D錯誤；
A．如果氣體體積不變，則分子密度不變，溫度T2時分子平均動能大，氣體分子撞到器壁單位面積上平均作用力比T1時大，選項A錯誤；
B．由于不知體積是否發(fā)生變化，所以溫度T1時氣體壓強不一定比溫度T2時氣體壓強小，選項B錯誤。
故選C。
8．AB
【詳解】A．由分子動理論可知分子永不停息地做無規(guī)則運動，A正確；
B．酒精和水混合后總體積減小是因為分子間有空隙，B正確；
C．擠壓鐵塊時，分子斥力和引力同時存在，但分子力表現(xiàn)為斥力，C錯誤；
D．當分子間距離r故選AB。
9．BD
【詳解】A．雪融化成水的過程中，溫度不變，水分子的平均動能不變，故A錯誤；
B．一定質(zhì)量的雪融化成水的過程中，溫度不變，吸熱，所以其內(nèi)能增大，故B正確；
C．水蒸發(fā)成水蒸氣的過程中，體積變大，克服引力做功，水分子的勢能變大，故C錯誤；
D．水蒸發(fā)成同質(zhì)量的水蒸氣的過程中，吸收的熱量一部分增加內(nèi)能，另一部分克服引力做功，故D正確。
故選BD。
10．AD
【詳解】A．完全拉出水面時，拉力等于重力，拉力不在發(fā)生變化，可知鋼板重力
鋼板在水面以下時的浮力
故A正確；
B．由圖知，在吊起鋼板的過程中，鋼板所受的拉力不始終大于鋼板的重力，故B錯誤；
CD．分子間存在引力和斥力，隨著分子間距離的增大，分子間表現(xiàn)為引力，圖乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子與鋼板分子之間存在引力，故C錯誤，D正確。
故選AD。
11． BC/CB 偏大
【詳解】（1）[1]A．注射器針管較大，但沒有超出實驗要求的范圍不會影響油膜形狀規(guī)整程度。故A錯誤；
B．滴入油酸酒精溶液時，注射器針頭明顯偏離淺盤中央可能導致油膜擴散到淺盤邊界，從而使油膜形狀不規(guī)整。故B正確；
C．操作不仔細，缺乏耐心，如撒粉不均勻等，導致油膜可能沒有充分展開從而影響油膜形狀的規(guī)整程度。故C正確。
故選BC。
（2）[2]圖示油膜是因為油膜未能充分展開而形成“鋸齒狀”油膜，使所測油膜面積比實際面積偏小，根據(jù)
所以油酸分子的直徑測量結(jié)果比真實值偏大。
12．
【詳解】由體積公式得；由體積關(guān)系得．
13．
【詳解】[1]由題意可知，油酸酒精溶液的濃度為
1滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為
油膜的面積為
[2]油酸分子的直徑是
[3]由題意可知，圓周的周長為
其中
設(shè)每個鐵原子的直徑長度為d，則有
14． 球體（球形） 直徑 偏大
【詳解】（1）[1][2]這種估測方法是將每個分子視為球體，讓油酸盡可能在水面散開，形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的直徑；
（2）[3]一滴油酸酒精溶液含純油酸體積為
據(jù)題意：完整的方格有67個，大于半格的有14個，小于半格的有19個，根據(jù)大于半格算一個計算，超過半格的方格個數(shù)為：n=67+14=81，則油膜面積為
S=81×1cm×1cm=81cm2=8.1×10-3 m3
油酸在水面上形成單分子油膜，則油膜分子直徑為
（3）[4]在配制油酸酒精溶液時，若不小心把酒精倒多了一點，導致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值小一些。則一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的量偏小，在水面上攤開的油膜的面積偏小，根據(jù)可知導致算出的油酸分子直徑比實際值偏大。

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